Тема 2: Темная сторона Вселенной
Спор вокруг невидимого
В течение последних десятилетий астрофизики обнаружили массу подтверждений существования темной материи. Единственным способом ее проявления является действие ее силы тяжести. Согласно современным представлениям, она состоит из элементарных частиц, собирающихся в гигантские облака, окружающие галактики. Около 80 % присутствующей во Вселенной материи являются невидимой и в значительной степени определяют характер эволюции Вселенной. Каждую секунду через площадь размером с ноготь большого пальца руки пролетают несколько десятков тысяч этих частиц, а мы абсолютно их не ощущаем. Именно поэтому доказательство их существования так затруднено. Одна из попыток была предпринята с использованием кристаллов. При столкновении частицы темной материи с атомным ядром внутри кристалла возникает короткая световая вспышка, температура кристалла незначительно повышается, возникает небольшой ток. Эти сигналы очень слабы, поэтому должны регистрироваться только с помощью очень чувствительных измерительных приборов, способных отграничить их от влияния возмущений.
Бозон Хиггса
ВНИМАНИЕ: Бозон Хиггса не имеет ничего общего с темной материей. Он является последней недостающей частицей в Стандартной модели физики элементарных частиц, придающей прочим частицам массу. В рамках экспериментов ATLAS и CMS летом 2012 года специалистами Европейского центра ядерных исследований CERN были обнаружены частицы, находящиеся в области, где предполагалось присутствие бозонов Хиггса. Однако результаты экспериментов еще не подтверждены.
Для наглядного объяснения сущности поля Хиггса и бозона Хиггса хорошо подходит комикс, созданный Центром CERN:
поле Хиггса представлено на нем в виде коктейльной вечеринки, все участники которой ― физики. После того как в помещение входит известный физик, все остальные окружают его ― т. е. он набирает массу и больше не может с такой легкостью продвигаться вперед. Бозон Хиггса ― это сплетня, запущенная в помещение, заполненное людьми. В этом случае физики также собираются в группку, и это скопление и является непосредственно бозоном Хиггса.
Тема 3: Был ли выбор у Бога? Тема для обсуждения: космическое микроволновое фоновое излучение
Примерно через 380 000 лет после Большого взрыва температура огненного шара опустилась примерно до 4 000 °C. После расширения вселенной интенсивность излучения Большого взрыва ослабла, и оно перешло в микроволновый диапазон. Это микроволновое фоновое излучение приходит равномерно со всего неба и содержит информацию о начальной фазе эволюции вселенной, задолго до образования галактик и первых звезд.
Гравитационные волны. Новые «окна» во Вселенную.
Экспонат: проект по поиску гравитационных волн LISA
Общая теория относительности Эйнштейна предсказывает существование гравитационных волн, однако прямых доказательств, подтверждающих их существование, до сих пор обнаружить не удалось. Поэтому этот вопрос является одним из важнейших требующих доказательств положений современной теории гравитации. Согласно этой теории каждое тело создает вокруг себя кривизну пространства (углубление), подобное тому, которое шар образует на резиновом полотне. При попадании в эту кривизну пространства другого тела или света, происходит отклонение от прямолинейной траектории и возникает новое искривление. В результате формируется впечатление, что оба тела притягиваются за счет невидимой силы ― гравитации.