Науката неумолимо върви напред. Понякога прави крачка или две назад,

Науката непреклонно върви напред. Понякога прави крачка или две обратно, с цел да напредне с крачка напред, само че човешкото развиване не тъпче на едно място.

Раждат се теории и догатки, само че какво са концепциите без пробната инспекция? За учените обстоятелствата са обстоятелства единствено когато са потвърдени.

Много неща е открила науката, само че още повече остават мистерия. Други, които са с мащабите на Вселената, към момента са недостъпни за директно проучване с равнището на развиване на актуалните технологии. Същото се отнася и до най-малките дребните мащаби от нашия свят.

Физиците не престават да търсят пояснение на Вселената и се пробват да намерят единна доктрина, която да сдобри теорията на относителността и квантовата механика, като ги сплоти в едно. Откриването на тази по този начин наречена доктрина на всичко ще получи Нобелова премия. И физиците неуморно я преследват.

Учените от дълго време се пробват да основат доктрина на всичко, способна да опише всички феномени, следени в околния свят на всичките му равнища. Общата доктрина на относителността изяснява природата на гравитацията, процесите на огромните космологични формирания и феномени като динамичността на битие и придвижване на звездите, галактиките и други солидни галактически обекти. Квантовата механика на собствен ред изяснява процесите и явленията, протичащи на най-малкото равнище, от молекулярно до равнище субатомни частици.

Всъщност освен физиците – всички учени преследват открития в своите области. Сайтовете  и  са се спрели на някои от най-интересните точки в развиването на науката през 2015 година.

Може би това не беше частицата на Хигс?

За да приказваме за Хигс бозона, ще стартираме малко по-отдалече. През 2013 година ЦЕРН дефинитивно разгласи, че откритата през 2012 година нова обикновена парченце е частицата на Хигс. Но може би това не е частицата на Хигс, може би тя просто наподобява като нея. И може би не е единствена.

Но съгласно интернационален проучвателен екип няма безапелационни доказателства, че тази парченце е в действителност частицата на Хигс. Един от членовете на екипа е Мадс Тодал Франдсен, асоцииран професор в Center for Cosmology and Particle Physics Phenomenology, Department of Physics, Chemistry and Pharmacy към университета на Южна Дания.

„ Данните от ЦЕРН нормално се възприемат като доказателство, че откритата парченце е частицата на Хигс. Вярно е, че частицата на Хигс може да изясни данните, само че са вероятни и други пояснения, тъй като тези данни могат да се получат и от други частици “, изяснява Франдсен.

Но в случай че това, което е следено в ЦЕРН, не е частицата на Хигс, тогава какво е?

„ Ние мислим, че това може да бъде по този начин наречената техни-хигс парченце. Тази парченце, в някои връзки е сходна на частицата на Хигс – отсам идва и половината от нейното име “, изяснява Франдсен.

Хигсогенеза – хипотетичният космологичен модел

Хипотетичното разкриване на Хигс бозона породи и голям брой теории към сътворението на света. Например учените заговориха за нов космологичен модел, прочут като хигсогенеза (Higgsogenesis). Документ с изложение на този модел е оповестен в Physical Review Lettres.

Терминът „ хигсогенеза “ се отнася към първата поява на частицата на Хигс в ранната Вселена, по този начин както бариогенезата се отнася до появяването на барионите (протони и неутрони) в първите моменти след Големия гърмеж. И въпреки че бариогенезата е задоволително добре изучен развой, хигсогенезата остава строго хипотетична.

В съответната разказана работа се допуска, че Хигс има античастица – анти-Хигс. Обикновените частици от рода на протони и електрони имат античастици сътрудници (антипротон и позитрон), само че с елементарните частици се появяват в равни количества материя и антиматерия.

И космолозите до момента недоумяват за какво живеем във Вселена, където доминира материята. Никой не знае по какъв начин се е появила тази асиметрия в младата Вселена.

За решаването на тази мистерия създателите оферират асиметрия сред Хигс и анти-Хигс. Нарушаването на тази симетричност би трябвало да докара до това, че в нашата настояща Вселена доминира точно материята.

Те също по този начин считат, че с изстиването на Вселената частиците Хигс се разпадат на частици тъмна материя, увеличавайки по този метод количеството тъмна материя във Вселената. Ако последната концепция е вярна, то Хигс би трябвало да се разпада по подобен метод, който ще уточни тъмната материя. Теорията е извънредно забавна, само че и доста нежна.

Гравитационните талази въпреки всичко са галактически прахуляк

През юни 2014 година астрофизици от екипа BICEP2 оповестиха вълнуваща новина: те съумели да открият слаби талази в поляризацията на реликтовото (древно) излъчване на Вселената.

Реликтовото излъчване е излишък от светлината, зародила във Вселената в най-ранния етап от нейното битие и претърпяла съществени промени през дългото странствуване из галактическото пространство.

В първите мигове след Големия гърмеж, който съгласно последни данни е настъпил преди 13,8 милиарда години, Вселената е била толкоз гореща и плътна, че фотоните не са успявали да прелетят доста разстояние, без да се натъкнат на частици.

Така светлината непрекъснато се е разсейвала и поглъщала, йонизирайки всички атоми на материята, които са съумели да се образуват. Но когато Вселената е навършила почти 380 000 години, тя е изстинала толкоз, че електроните и протоните са могли да се обединят, формирайки постоянни атоми водород, които не се подлагали незабавно на йонизация.

Откритието на учените от BICEP2 можеше да значи, че наблюденията удостоверяват теорията за съществуването на предсказаните от Айнщайн гравитационни талази („ гънки “ по тъканта на пространство-времето). Но по-късно учените събраха повече данни, които накараха експертите да се усъмнят в еднозначността на откритието.

Екипът на галактическата задача „ Планк “, която също се занимава с проучване на реликтовото излъчване на Вселената, заяви за своите подозрения, че тези „ гънки “ в поляризацията на античната светлина фактически са провокирани от въздействието на гравитационните талази.

Почти цялата втора половина на 2014 година членовете на двата екипа спореха горещо на тази тематика, само че най-вече от всичко физиците желаеха да се докопат до истината. По тази причина учените от опита BICEP2 и плана Planck Collaboration сплотиха старания, с цел да открият обединен и меродавен отговор на своите въпроси.

Сътрудничеството на двете групи, както и работата с полярни и галактически телескопи се трансформира в надълбоко отчаяние за науката – създателите на проучването настояват, че въпросната B-mode поляризация на реликтовото излъчване по-скоро въобще не е била доказателство за антично събитие от рода на гравитационни талази, а е била провокирана от наличието на междузвезден прахуляк.

Европейската галактическа организация е оповестила дългочаканите резултати на 30 януари 2015 година.

Нова версия за произхода на живота

От дълги години учените спорят по какъв начин се е появил животът на Земята. В резултат участниците в тези полемики са се разделили условно на три лагера.

Първите считат, че първо би трябвало да се е формирала ДНК молекулата. Вторите са на мнение, че първо би трябвало да се е развило явлението метаболизъм, а третите настояват, че преди всичко би трябвало да са зародили примитивни клетъчни мембрани.

Изследване на химици от Медицинския проучвателен съвет и Кеймбриджкия университет показва нова версия за зараждането на всичко живо на Земята. В публикация, оповестена в изданието Nature Chemistry, учените разказват реакциите, предшестващи образуването на строителните блокчета на живота.

Моделирайки изискванията, които са се следили на младата планета, откривателите стигнали до извода, че всеки съставен елемент от съставките на живота може да се е формирал от сероводород и циановодород под въздействието на ултравиолетово излъчване.

Ново дърво на живота разклати теорията на Дарвин

Екип откриватели от Темпъл юнивърсити във Филаделфия, Съединени американски щати, са провели огромен разбор на биологични данни за установяване на закономерностите в развиването на биоразнообразието на Земята.

Съставеното от учените дърво на живота (TimeTree of Life) с корекция на времето посочило, че появяването на нови типове и разширението на вътревидовите популации постоянно е протичало с непрекъсната скорост.

„ Постоянната скорост на биологичната диверсификация, която установихме в хода на последното проучване, опровергава общоприетата доктрина, прогнозираща закъснение на скоростта на растежа на биологичното многообразие и запълването на екологичните ниши на съществуващите типове “, отбелязва водещият създател на проучването проф. Блеър Хеджис, постепенен биолог от Темпъл юнивърсити.

Дървото на живота, формирано от екипа на Хеджис, съставлява фактическа скица на растежа на биологичното многообразие на Земята с времето. За разлика от аналогични общоприети модели новият подчертава не толкоз на произхода на другите типове, колкото на времето на тяхната поява.

Биолозите на Темпъл юнивърсити са съставили времева серпантина, включваща събития и обособяване на 50 000 типа от техните предшественици.

Квантово усложнение е източник на холографското пространство

Физици и математици от Япония и Калифорния отпред с Хироши Оогури (Hirosi Ooguri) са създали забележителна крачка към обединяването в едно цяло на общата доктрина на относителността и квантовата механика.

Работата на учените, оповестена в изданието Physical Review Letters, слага нова фундаментална база под по този начин наречената доктрина на всичко (Theory of Everything, ToE), описвайки по какъв начин пространствено-времевият континуум се образува въз основата на явлението квантово усложнение.

Една от съставките на хипотетичната доктрина на всичко се явява холографският принцип. Той твърди, че гравитацията в тримерен размер може да бъде разказана от квантовата доктрина на двуизмерна повърхнина, ограничаваща триизмерния размер. В резултат на това трите нормални пространствени измерения се появяват от повърхността на проекция, която има единствено две измерения. Но до момента никой не е успявал да разбере и изясни механизмите, виновни за появяването на трето „ обемно “ измерение.

Хироши Оогури и сътрудниците му изяснили, че основен миг на упоменатите механизми се явява квантовото усложнение.

В края на годината обаче физиците от Националната ускорителна лаборатория „ Енрико Ферми “ (Фермилаб) попариха очакванията за откриването на холографската галактика. Учените са разгласили на уеб страницата резултатите от, при които не са съумели да открият демонстрация на съществуването на холографска Вселена.

„ Не успяхме да открием корелации, които да сочат нова физика и холографски звук. Но за мен нашето най-голямо достижение се заключава в това, че в този момент имаме способ за наблюдаване на тъканта на пространство-времето на такова равнище “, споделя Крейг Хоган (Craig Hogan) от Калифорнийския софтуерен институт в Пасадена (САЩ).

Все отново Хоган признава, че резултатите от проучването не изключват, че холографската природа на Вселената може да се крие в други ъгълчета на Вселената, да вземем за пример в ъгъла на наклона на обектите от материалния свят един по отношение на различен. Затова и въпросът за холографската Вселена остава открит.

Неизвестна физика пази Вселената от колапс

Физици теоретици изясниха, че микро черните дупки би трябвало да провокират колапс на Вселената. Това обаче не се случва, което сочи съществуването на незнайна физика, която защищава вакуума от колапс, излиза наяве от публикация, оповестена в сп. Physical Review Letters.

„ Нашата работа не демонстрира, че Големият адронен колайдер може да ражда сходни черни дупки и че те могат да унищожат Вселената. Не бива да се приказва: „ Ужас, призрачен сън, унищожаваме Вселената “. Всъщност ние сме разкрили незнайни физични правила, които стабилизират вакуума и не разрешават на частиците да „ пропадат “ надолу “, споделя Ян Мос (Ian Moss) от университета на Нюкасъл (Великобритания).

Според теорията на Хигс Вселената се пронизва от изключително поле, с което взаимодействат всички съществуващи обикновени частици – колкото по-силно се свързват те с полето, толкоз по-висока ще бъде тяхната маса. Ако такова поле съществува, то би трябвало да съществуват и Хигс бозони – частици, виновни за неговото взаимоотношение с протоните, електроните и други прояви на забележимата и тъмната материя.

Едно от вероятните следствия от съществуването на полето се явява това, че ние живеем не в същински, а в по този начин наречения подправен вакуум. Това значи, че най-ниското енергийно положение, в което могат да се намират частиците в нашия свят, което физиците назовават „ вакуум “, в действителност не се явява безспорна „ нула “ или най-малко на езика на математиците.

Както посочили изчисленията на Мос и сътрудниците му „ абсолютният вакуум “ ще съществува в микроскопични черни дупки, като тези, от които толкоз се опасяваха хората в предишните години и смятаха, че могат да се родят на Големия адронен колайдер по време на опити по конфликт на частици.

Появата на сходни „ мехури “ с същински енергиен вакуум в черната дупка се явява пагубно събитие, както изясняват физиците. Тъй като подобен вакуум е „ по-изгоден “ от енергийна позиция, неговият „ мехур “ на практика незабавно ще извърши цялата Вселена, освобождавайки силата, запасена във „ подправения вакуум “. В резултат на това тя безусловно ще „ закипи “ и ще приключи своето битие.

Подобни черни дупки кардинално биха могли да са се родили в хода на конфликтите сред частици за 13,8 милиарда години битие на Вселената или да се появят в зората на живота в света.

Всички ние съществуваме, което значи, че има някакъв незнаен ни квантовофизичен принцип, който стабилизира подправения вакуум и не разрешава на сходни „ мехури “ да го разрушат.

Според Мос бъдещите опити на Големия адронен колайдер с Хигс бозони и други екзотични частици могат да дадат ключ за търсенето на нова, към момента незнайна ни физика, защитаваща Вселената от разпад.

Термоядрен синтез единствено след 10 години?

В средата на годината инженерите от Масачузетския софтуерен институт предложиха нова структура на стилен термоядрен реактор. Такива реактори може да се пуснат в употреба единствено след 10 години, настояват откривателите.

Термоядрената сила, с нейното неизчерпаемо водородно гориво и големи генерирани мощности, към този момент остава фантазия и серия скъпи лабораторни опити. Физиците даже си имат смешка: „ Практическото приложение на термоядрения синтез ще стартира след 30 години и този период в никакъв случай няма да се промени. “

И въпреки всичко в Масачузетския софтуерен институт (MIT) са уверени, че дълго чаканият пробив ще се случи единствено след 10 години.

Увереността на откривателите се основава на потреблението на нови свръхпроводящи материали за основаването на магнит, който ще бъде доста по-малък и мощен от съществуващите свръхпроводящи магнити.

По думите на шефа на центъра за плазма и термоядрен синтез на MIT проф. Денис Уайт (Dennis Whyte) потреблението на нови налични свръхпроводящи магнити на основата на редкоземния бариев меден оксид (REBCO) разрешава основаването на доста мощни и компактни магнити, а термоядрен реактор, кадърен да доставя с сила към 100 000 души, може да се построи за към пет години.

Трудно е да повярваме, че епохалният пробив в силата, която може да спре световното стопляне и да отстрани екологичните проблеми с изгарянето на изкопаеми горива, може да се случи толкоз бързо. Но в MIT са уверени, че този път 10 години не са смешка, а действителен период за появяването на първите работоспособни токамаци. Остава да чакаме.