Greatest Mysteries: What Causes Gravity?

{h1}

De wetenschap kan de zwaartekracht meten, maar de bron ervan ontsnapt aan de ontdekking.

Opmerking van de uitgever: We vroegen verschillende wetenschappers uit verschillende vakgebieden wat volgens hen de grootste mysteries van vandaag waren, en daarna voegden we er een paar bij die ons ook bezig hielden. Dit artikel is een van de 15 in WordsSideKick.com's serie 'Greatest Mysteries' die elke weekdag wordt uitgevoerd.

In de diepste diepten van de ruimte trekt de zwaartekracht aan materie om sterrenstelsels, sterren, zwarte gaten en dergelijke te vormen. Ondanks het oneindige bereik is de zwaartekracht echter de meest povere van alle krachten in het universum.

Deze zwakte maakt het ook de meest mysterieuze, omdat wetenschappers het niet zo gemakkelijk in het laboratorium kunnen meten als ze de effecten ervan op planeten en sterren kunnen detecteren. De afstoting tussen twee positief geladen protonen is bijvoorbeeld 10 tot 36 keer sterker dan de zwaartekracht tussen hen in, dat is 1 gevolgd door 36 nullen zonder macho.

Natuurkundigen willen kleine, oude zwaartekracht in het standaardmodel samendrukken, de kroonjuweelstheorie van de moderne natuurkunde die drie andere fundamentele krachten in de fysica verklaart, maar geen enkele is erin geslaagd. Als een runt op een poolfeest, past de zwaartekracht gewoon niet in bij het gebruik van de relativiteitstheorie van Einstein, wat de zwaartekracht alleen op grote schalen verklaart

"De zwaartekracht is compleet anders dan de andere krachten beschreven door het standaardmodel," zei Mark Jackson, een theoretisch fysicus bij Fermilab in Illinois. "Als je wat berekeningen doet over kleine zwaartekracht interacties, krijg je domme antwoorden. De wiskunde werkt gewoon niet."

Gremlins of gravity

De aantallen mogen niet gommen, maar natuurkundigen hebben een idee van de ongeziene gremlins van de zwaartekracht: Tiny, massless particles genaamd gravitons die zwaartekrachtsveld uitstralen.

Elk hypothetisch bit trekt aan elk stuk materie in het universum, zo snel als de snelheid van het licht dat toelaat. Maar als ze zo gewoon zijn in het universum, waarom hebben fysici ze dan niet gevonden?

"We kunnen massaloze deeltjes zoals fotonen prima detecteren, maar gravitonen ontgaan ons omdat ze zo zwak met materie omgaan," zei Michael Turner, een kosmoloog aan de universiteit van Chicago. "We weten gewoon niet hoe we er een moeten detecteren."

Turner is echter niet moedeloos over de zoektocht van de mens naar gravitonen. Hij denkt dat we uiteindelijk een paar van de vervelende deeltjes in de schaduw van gemakkelijker te detecteren deeltjes zullen verstoppen.

"Waar het echt op neerkomt, is technologie," zei Turner.

Natuurkundigen gebruiken echter nog geen mechanische tovenarij om gravitonen te ontdekken. De inspanningen zijn momenteel gericht op het bevestigen van het bestaan ​​van het Higgs-deeltje, dat het verre nichtdeeltje is van de graviton dat verantwoordelijk is voor het geven van materiemassa.

Het 'toilet' vinden

Sheldon Glashow, winnaar van de Nobelprijs voor natuurkunde van 1979, noemde de Higgs ooit het 'toilet' van het standaardmodel van deeltjesfysica.

Turner legde uit dat Glashow de term bedacht omdat de Higgs een essentiële functie vervult: het standaardmodel in stand houden, tenminste op een intellectuele manier.

"Echt, de Higgs is meer een loodgieter met ducttape, die het standaardmodel bij elkaar houdt," zei Turner. "Veel van de inelegantie hiervan is alles verpakt in de Higgs."

En terecht, merkte hij op, omdat het nodig is om de andere krachten met betrekking tot massa, zoals de zwaartekracht, zinvol te maken.

"Tegelijkertijd kunnen de Higgs frustrerend zijn omdat het niet veel licht werpt op de zwaartekracht," zei Turner, in de veronderstelling dat het deeltje uiteindelijk wordt ontdekt.

Reacties versnellen

Het ontdekken van ongrijpbare deeltjes zoals de Higgs is zoiets als reizen door de tijd. Door enorme machines te gebruiken om deeltjes dicht bij de snelheid van het licht te zoenen, en ze dan samen te smashen, kunnen ingenieurs de ongelooflijke energieën nabootsen die aanwezig waren tijdens het vroege universum.

Zo vroeg in het bestaan ​​van het universum waren deeltjes te energiek om aan elkaar te kleven en meer bekende protonen, neutronen en dergelijke te vormen.

De Tevatron, Fermilab's 4-mijl-omtrek (6,3-kilometer) deeltjesversneller, heeft de Higgs al in de acceleratorgegevens gespot, volgens de weblogboeken van natuurkundigen. Maar Turner zei dat de nieuwe Large Hadron Collider (LHC) rond 17 mijl (27 kilometer) onder Frankrijk en Zwitserland dit binnen enkele jaren duidelijk moet bevestigen.

"Ik denk dat het een zucht van verlichting zal zijn als de Higgs wordt ontdekt," zei hij. Zullen deeltjesversnellers echter uiteindelijk een graviton uitbreken?

Xavier Siemens, een zwaartekrachttheoreticus aan de Universiteit van Wisconsin in Milwaukee, zei dat het tonen van zwaartekracht werkt alsof er eerst een golf moet gebeuren.

"Klassiek kunnen we golven meten en golven zijn opgebouwd uit deeltjes," zei Siemens, die ook lid is van de Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) die zoekt naar golfachtig bewijs van zwaartekracht. Door zwaartekrachtsgolven te detecteren, zou er een reden zijn om te suggereren dat gravitonen echt bestaan, en zoek het uit.

"Op dit moment lijkt het sciencefiction, maar in theorie zouden we enkelvoudige gravitonen moeten kunnen detecteren", aldus Siemens. "Maar hoe is de grote vraag."


Video Supplement: 25 Earth Shattering Facts About Gravity.




Onderzoek


Op Zoek Naar Bigfoot? Nieuwe Kaart Toont Waar Te Zoeken
Op Zoek Naar Bigfoot? Nieuwe Kaart Toont Waar Te Zoeken

'S Werelds Deadliest Spiders Een Giftige Mythe?
'S Werelds Deadliest Spiders Een Giftige Mythe?

Science Nieuws


Tropical Storm Heidi Is Op Zoek Naar Australië
Tropical Storm Heidi Is Op Zoek Naar Australië

Gnawed Bones Reveal Cannibal Cavemen
Gnawed Bones Reveal Cannibal Cavemen

Worden Vliegtuigen Geraakt Door Bliksem?
Worden Vliegtuigen Geraakt Door Bliksem?

Kaart Van World'S Groundwater Toont De 'Verborgen' Reservoirs Van Planet
Kaart Van World'S Groundwater Toont De 'Verborgen' Reservoirs Van Planet

Valsspelen In Sport: Oh, The Inequity
Valsspelen In Sport: Oh, The Inequity


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com