Ang modernong pisika ay may isang uri ng pag-aayos nang may simetriya Ito ay kapansin-pansin sa sinumang lumalapit kahit sa malayo sa paksa. Pinag-uusapan mo man ang mga subatomic particle, mga galaksiya, o isang simpleng baso ng alak, paulit-ulit na bumabalik ang mga pisiko sa mga simetriya na parang isang compass para sa pag-unawa sa uniberso. At, sa totoo lang, totoo nga.
Madalas sabihin, kalahating nagbibiro, kalahating seryoso, na kung tunay nating nauunawaan Saan nagmumula ang simetriya? Maaari nating maintindihan ang pinakamalalim na mga sikreto ng realidad. Sa likod ng pariralang iyan ay mayroong isang napakaseryosong bagay: isang malaking bahagi ng mga batas na namamahala sa kosmos, mula sa konserbasyon ng enerhiya hanggang sa mga hypotheses tungkol sa dark matter, ay nakasulat sa wika ng mga symmetry at, isang hakbang pa, ng supersymmetry.
Ano ang ibig sabihin ng simetriya sa pisika?
Sa pang-araw-araw na wika, kapag pinag-uusapan natin ang simetriya, naiisip natin ang isang bagay biswal at balanse, tulad ng katawan ng taoKung babalewalain natin ang mga nunal, peklat, at maliliit na di-kasakdalan, ang ating kaliwa at kanang bahagi ay magmumukhang halos magkapareho. Kung ilalagay mo ang isang kamera sa harap ng salamin at i-frame ito nang tama, ang larawan ng iyong repleksyon at ang direktang kuha mo ay halos hindi mapag-iiba. Ang salamin ay nagsasagawa ng isang napaka-espesipikong operasyon: nagpapalit ito ng kaliwa at kanan, ngunit ang resulta ay pareho pa rin.
Isa pang pang-araw-araw na halimbawa ay ang isang mahusay na gawang baso ng alak. Kung ilalagay mo ito sa mesa at iikot sa patayong aksis nito, Ang anyo nito ay nananatiling hindi nagbabago para sa anumang anggulo ng pag-ikot. Kung may pumasok sa silid, binaligtad ito, at babalik ka mamaya, hindi mo malalaman kung ang salamin ay umikot na o hindi sa pamamagitan lamang ng pagtingin dito. Ang sistema, para sa nagmamasid, ay pareho bago at pagkatapos ng pag-ikot.
Sa pisika, ang mga halimbawang ito ay pormal na pinapatunayan sa pagsasabing ang simetriya ay isang operasyon na, kapag inilapat sa isang sistema, Hindi nito binabago ang mga pangunahing katangian nitoSa unang kaso, pinag-uusapan natin ang parity symmetry (kaliwa-kanan na palitan), sa pangalawa, cylindrical o rotational symmetry. Ang sekreto ay tukuyin kung aling mga transpormasyon ang "hindi nakakapinsala," ibig sabihin, alin ang nag-iiwan sa mga equation na naglalarawan sa sistema nang buo.
Ang konseptong ito ay higit pa sa biswal. Tinatalakay din ang simetriya sa mga ekspresyong matematikal kapag, pagkatapos ng isang partikular na transpormasyon (halimbawa, pagpapalit ng isang baryabol sa negatibo nito o pag-ikot ng isang sistema ng koordinasyon), ang resultang pormula ay tumutugma sa orihinalSa modernong matematika, ang mga simetriya ay inilalarawan ng mga pinong istruktura (mga grupo, representasyon, mga algebra ng Lie, atbp.) na naging kailangang-kailangan na mga kagamitan para sa mga pisiko.
Ang pagtuklas ng mga simetriya ay hindi isang kapritso lamang sa estetika. Ito ang paraan upang malaman kung anong uri ng mga operasyon ang maaari nating isagawa sa isang sistema nang hindi binabago ang mga naoobserbahang resulta nito. Sa pagsasagawa, lubos nitong nababawasan ang pagiging kumplikado ng mga problema, dahil Agad nitong inaalis ang maraming posibilidad. na hindi tugma sa simetriyang iyon.
Bakit nangingibabaw ang simetriya sa modernong pisika
Isipin mong gusto mong bumuo ng isang pisikal na teorya para sa isang mundo na isang perpektong globo. Sa madaling salita, alam mo na ang anumang pag-ikot ng globong iyon ay nag-iiwan sa lahat ng pareho: Walang pribilehiyong puntoKung ang mga batas ng pisika ay nakadepende sa partikular na posisyon sa globo, maaari mong makilala ang isang punto mula sa isa pa sa pamamagitan ng eksperimento, at ang simetriya ay masisira. Samakatuwid, ang mga ekwasyon na iyong isinusulat ay hindi maaaring makilala ang pagkakaiba sa pagitan ng mga punto; dapat nilang igalang ang simetriyang ito.
Ang ganitong uri ng pangangatwiran ay laganap sa lahat ng kasalukuyang pisika. Ang Standard Model, na naglalarawan sa mga elementaryong partikulo at sa kanilang mga interaksyon (maliban sa klasikal na grabidad), ay literal na binuo sa mga hanay ng mga abstraktong simetriya na nag-uugnay sa mga partikulo sa isa't isa at naglilimita kung paano sila maaaring makipag-ugnayan. Ang mga simetriya ay hindi idinaragdag sa dulo upang pagandahin ang teorya; ang mga ito ang mismong balangkas ng modelo.
May katulad na nangyayari sa pangkalahatang relatibidad, ngunit may magkakaibang simetriya. Ang teorya ni Einstein ay batay sa ideya na ang mga batas pisikal ay dapat na balido sa anumang makatwirang gumagalaw na balangkas ng sanggunian, na isinasalin sa isang invariance sa ilalim ng ilang mga pagbabago ng spacetimeMuli, ang simetriya ay hindi lamang isang kawili-wiling bagay, kundi isang kinakailangan para sa pagkakapare-pareho.
Sa pang-araw-araw na gawain ng isang pisiko, isinasalin ito sa isang uri ng motto: "hindi lahat ay nangyayari." Ang mga simetriya ay nagsisilbing isang napakabisang gabay para sa pagtatapon ng mga posibleng teorya at para sa pagdidisenyo ng mga bago. Marami sa mga panukala sa pisika na lampas sa Standard Model, mula sa mga grand unified theories hanggang sa mga modelo ng quantum gravity, ay nagmumula mismo sa paghingi ng mas maraming simetriya, o mula sa pagbasag sa mga ito sa mga kontroladong paraan.
Teorama ni Noether: ang tulay sa pagitan ng simetriya at konserbasyon
Sa simula ng ika-20 siglo, ang Aleman na matematiko na si Emmy Noether ay bumuo ng isang resulta na itinuturing ng marami isa sa pinakamalalim na hiyas ng teoretikal na pisikaAng kaniyang teorama ay nagtatatag ng direktang ugnayan sa pagitan ng mga simetriya at mga nakonserbang dami. Sa madaling salita: tuwing ang isang teorya ay may tuluy-tuloy na simetriya, ang isang dami na nananatiling pare-pareho sa paglipas ng panahon ay lilitaw na nauugnay dito.
Halimbawa, ang konserbasyon ng enerhiya ay nauugnay sa simetriya kaugnay ng displacement sa orasKung ang mga batas ng pisika ay hindi nagbabago mula sa isang araw patungo sa susunod (ibig sabihin, pareho ang mga ito ngayon at bukas), kung gayon ang kabuuang enerhiya ng isang nakahiwalay na sistema ay nakonserba. Ang konserbasyon ng linear momentum ay nauugnay sa translational symmetry sa espasyo: kung ang paggalaw ng buong eksperimento nang ilang metro ay hindi nagbabago sa mga resulta nito, ang momentum ay mananatiling pare-pareho.
May katulad na nangyayari sa angular momentum, na nauugnay sa simetriya ng pag-ikotKung ang pag-ikot ng buong sistema ay hindi nagbabago sa mga pisikal na katangian nito, ang kabuuang angular momentum ay hindi magbabago. At iba pa sa iba pang mga nakonserbang dami, tulad ng electric charge, na tumutugma sa mas abstraktong panloob na simetriya.
Ang hindi kapani-paniwalang bagay tungkol sa teorama ni Noether ay nagbibigay-daan ito sa atin na kumuha ng makapangyarihang impormasyon mula sa isang teorya nang hindi kinakailangang lutasin ang lahat ng equation nito. Ang pagtukoy lamang sa mga simetriya nito ay nagpapakita kung aling mga dami ang nananatiling hindi nagbabago. Ang trick na ito ay naaangkop mula sa classical mechanics hanggang sa quantum field physics, at bawat estudyanteng makakaranas nito ay nakakaranas ng isang maliit na pagkabigla: Tila biglang lumitaw ang isang napakalalim na katotohanan tungkol sa kung paano inayos ang sansinukob.
Mga boson at fermion: dalawang magkaibang pamilya
Kapag dumako tayo sa quantum mechanics ng mga sistemang may maraming particle, makakatagpo tayo ng dalawang pangunahing uri: mga fermion at bosonAng klasipikasyong ito ay hindi arbitraryo; ito ay nauugnay sa isang likas na katangian ng mga partikulo na tinatawag na spin, na may kaugnayan sa quantum angular momentum.
Ang mga fermion (tulad ng mga electron, proton, o neutron) ay may half-integer spin (1/2, 3/2, atbp.) at sumusunod sa prinsipyo ng Pauli exclusion. Nangangahulugan ito na Hindi nila maaaring ibahagi ang eksaktong parehong estado ng quantumSa pagsasagawa, nangangahulugan ito na "ayaw nilang magtambak" nang magkakapareho ang lahat ng kanilang mga katangian. Ipinapaliwanag ng simpleng tuntuning ito ang lahat mula sa istruktura ng mga atomo hanggang sa katatagan ng materya na ating hinahawakan araw-araw.
Ang mga boson, sa kabilang banda, ay may integer spin (0, 1, 2…) at mas palakaibigan. Maaari silang sumakop sa parehong quantum state nang walang problema. Sa ilang mga sistema, sa katunayan, lahat ng bosonic particle ay nasa parehong estadogaya ng nangyayari sa mga laser o mga Bose-Einstein condensate. Ang photon, ang Higgs boson, o mga pion ay mga halimbawa ng mga boson na alam na alam natin sa laboratoryo.
Ang pagkakaibang ito sa kolektibong pag-uugali ay nagpapamukhang dalawang magkahiwalay na mundo ang mga fermion at boson. Ang isa ay bumubuo ng "materya" (mga electron, quark, lepton sa pangkalahatan), habang ang isa naman ay karaniwang responsable para sa mamagitan sa mga pangunahing interaksyon (mga photon para sa electromagnetism, mga gluon para sa malakas na interaksyon, atbp.). Tila wala silang gaanong pagkakatulad... maliban na lang kung mayroong mas malalim na simetriya na nag-uugnay sa kanila.
At doon pumapasok ang supersymmetry, isang ideya na nagmumungkahi na, marahil, Ang mga fermion at boson ay dalawang panig ng iisang barya, na pinagdurugtong ng isang mas banayad na pagbabago.
Mula sa mga ordinaryong simetriya hanggang sa supersimetriya
Simula noong dekada 60 at 70, nagsimulang magtaka ang mga theoretical physicist kung posible bang isipin mga bagong simetriya na lumampas sa mga kilala na sa Standard Model. Kung ang karaniwang mga simetriya ay napatunayang kapaki-pakinabang para sa pagbuo ng mga teorya, bakit hindi tuklasin kung maaaring magkaroon ng pinalawak na bersyon ng konsepto na direktang nag-uugnay sa mga fermion at boson?
Sa kasaysayan, mayroong ilang mga kawili-wiling naunang hakbang. Ang pisikong Hapones na si Hironari Miyazawa ay nagpanukala ng isang uri ng supersimetriya ng hadron sa pagitan ng mga baryon (mga composite fermion, tulad ng mga proton at neutron) at mga meson (mga bosonic hadron). Upang ilarawan ang mga ugnayang ito, ipinakilala niya ang mga istrukturang matematikal na ngayon ay matutukoy natin bilang mga superalgebra na uri ng SU(3|3), kahit na hindi pa ginagamit ang modernong wikang iyon.
Di-nagtagal pagkatapos, noong mga unang taon ng dekada 70, ilang grupo ang nagtrabaho sa mga dual model at mga sinaunang string theory. Ipinakilala nina Gervais at Sakita ang tinatawag nilang mga pagbabagong "supergauge", mga direktang tagapagpauna ng kasalukuyang mga supersimetrikong transpormasyon. Kasabay nito, pinalawak nina Golfand at Likhtman ang Poincaré algebra (na naglalarawan sa mga pangunahing simetriya ng relativistic spacetime) sa isang "graded" na bersyon, na isinasama ang mga generator na pinaghalo ang bosonic at fermionic degrees of freedom.
Lumitaw din ang mga partikular na modelo, tulad ng kina Volkov at Akulov, na humula ng isang spin 3/2 fermion na nauugnay sa nonlinear supersymmetry. Ngunit ang modelong binuo nina Wess at Zumino noong 1973 ang tunay na gumawa ng pagkakaiba. ang isa na natapos ang pagsasama-sama ng supersymmetry bilang isang seryoso at sistematikong pagpapalawig ng balangkas ng mga teorya ng quantum field. Mula 1974 pataas, ang ideya ay sumikat at nagsimulang natural na maisama sa mga pagtatangka na palawigin ang bagong pinagsamang Standard Model.
Mayroon pang mas malayong "prehistory": noong 1937, inuri ni Wigner ang mga hindi mababawas na representasyon ng grupong Poincaré at nakatuklas ng mga istrukturang matematikal na may walang katapusang mga tore ng integer at kalahating integer na helicity. Ang mga representasyong ito, na noong panahong iyon ay tila mga kakaibang bagay na walang pisikal na aplikasyon, ay lumabas na natural na nauugnay sa mga ideyang supersimetrikobagama't walang nakakita nito hanggang sa makalipas ang ilang dekada.
Ano nga ba ang tunay na ipinahihiwatig ng supersymmetry?
Sa pinakasimpleng anyo nito, ang supersymmetry (SUSY, sa madaling salita) ay nagsasaad ng sumusunod: sa bawat kilalang partikulo ay dapat mayroong katumbas isang supersimetrikong kasosyo na may parehong hanay ng mga panloob na katangian (karga, binagong ikot, atbp.) ngunit may ipinagpalit na katangiang bosonic o fermionic.
Kaya, ang bawat fermion sa Standard Model ay iniuugnay sa isang supersymmetric boson at vice versa. Ang elektron, halimbawa, ay magkakaroon ng kapareha na tinatawag na selectron, na kikilos na parang isang boson na may halos magkatulad na mga katangian, maliban sa mahalagang pagbabago sa uri ng spin. Katulad nito, ang mga quark ay ipares sa mga squark, at Ang mga boson tulad ng gluon ay sasamahan ng isang fermion na tinatawag na gluinoAng mga photon ay maiuugnay sa mga phototino, ang mga graviton sa mga gravitino, at iba pa sa buong katalogo ng mga kaugnay na partikulo.
Kung perpekto ang simetriya, ang bawat pares ay magkakaroon ng parehong masa, na mangangahulugan na sa mga eksperimento ay palagi nating makikita ang partikulo at ang supersimetrikong kapareha nito na nalilikha nang walang kahirapan. Ngunit hindi ito ang kaso: hanggang sa kasalukuyan, Wala sa mga superparticle na ito ang naobserbahan nang may katiyakan. Upang mailigtas ang teorya, ipinakilala ng mga pisiko ang ideya ng pagbasag ng supersymmetry: umiiral ang symmetry sa mga pangunahing equation, ngunit sa ating uniberso ito ay "nasira," kaya't ang masa ng mga superparticle ay mas malaki kaysa sa kanilang mga ordinaryong katapat.
Nangangahulugan ito na ang pagtuklas sa mga ito ay nangangailangan ng napakataas na enerhiya, tulad ng mga nakakamit sa mga LHC (Large Hadron Collider) accelerators. Ayon sa maraming modelo, ang masa ng mga superparticle na ito ay dapat nasa pagitan ng humigit-kumulang 100 GeV at 1 TeV, isang saklaw ng enerhiya na Ito ay nasuri na sa mga eksperimento tulad ng ATLAS at CMSSa ngayon, wala pang nakakakumbinsing ebidensya na lumalabas, na siyang nagtutulak sa amin na pinuhin ang mga modelo, palawakin ang saklaw ng paghahanap, o kuwestiyunin ang ilang mga palagay.
Bakit ang supersymmetry ay nakaka-excite sa maraming physicist
Ang supersymmetry ay hindi lamang isang magandang konstruksyon sa matematika, bagama't tiyak na ganoon nga. Ang pangunahing apela nito ay nakasalalay sa mga nagmumungkahing sagot na iniaalok nito sa ilang bukas na problema sa kasalukuyang pisikaIsa sa mga pinakapinag-uusapan ay ang tinatawag na problema sa hierarchy: kung bakit ang mahinang interaksyon ay napakatindi kumpara sa grabidad, o, sa madaling salita, kung bakit ang masa ng Higgs boson ay napakaliit kumpara sa Planck scale.
Kung walang supersymmetry, ang mga quantum calculation ng Higgs mass ay may posibilidad na magbunga ng napakalaking resulta, na nangangailangan ng napakapinong mga pagsasaayos upang tumugma sa mga obserbasyon. Sa SUSY, ang mga kontribusyon ng mga fermion at boson sa mga koresyong ito ay bahagyang nakansela, na siyang Natural nitong nababawasan ang problema. at nagpapahintulot sa masa ng Higgs na mapanatili sa loob ng naaangkop na saklaw nang walang numerical juggling.
Isa pang magandang punto ay ang dark matter. Ipinapahiwatig ng mga obserbasyong kosmolohikal na humigit-kumulang 85% ng materya sa sansinukob ay nasa uri na Hindi ito naglalabas o sumisipsip ng liwanagGayunpaman, mayroon itong impluwensyang grabidad sa mga galaksiya at kumpol. Ang Standard Model ay walang maiaalok na mahusay na kandidato upang ipaliwanag ang dark matter na ito, bukod sa mga neutrino na may masa, na tila hindi sapat. Gayunpaman, sa maraming supersymmetric na modelo, ang pinakamagaan na supersymmetric na particle (LSP) ay matatag at neutral, at akma nang maayos sa mga katangiang inaasahan ng isang dark matter particle.
Bukod pa rito, pinapadali ng supersymmetry ang pag-iisa ng mga pundamental na interaksyon. Kung ating ie-extrapolate kung paano umuusbong ang mga coupling constant (mga sumusukat sa lakas ng mga puwersa) kasabay ng enerhiya, Sa isang modelong walang SUSY, hindi sila malinis na nagsasalubong. sa iisang punto. Dahil sa dagdag na supersymmetry, ang mga kurba na ito ay may posibilidad na mas mahusay na magsama-sama sa napakataas na enerhiya, na nagpapasigla sa mga pag-asa para sa isang malaking pinag-isang teorya kung saan ang electromagnetism, ang mahinang interaksyon, at ang malakas na interaksyon ay mga manipestasyon ng iisang puwersa sa matinding enerhiya.
Panghuli, ang supersymmetry ay gumaganap ng mahalagang papel sa mga teorya ng string at superstring, na nagtatangkang ilarawan ang gravity gamit ang mga tuntunin ng quantum, at sa teorya ng quantum gravityKung walang supersymmetry, ang mga teorya ng string ay dumaranas ng malubhang problema sa consistency (paglitaw ng tachyon, mga divergences, atbp.). Dahil dito, Ang mga modelo ay nagiging mas mahusay ang pag-uugali at lumilitaw ang mayamang istruktura ng mga dualidad at matematikal na pagkakatugma na nagpabago sa teoretikal na pisika at sa buong sangay ng matematika.
Mga kritisismo, pagdududa, at ang papel ng mga eksperimento
Gayunpaman, hindi lahat ng ito ay walang pigil na sigasig. Sa loob mismo ng komunidad ng teoretikal na pisika, may mga kritikal na tinig na itinuturo na, sa kabila ng mga dekada ng trabaho, Wala pa tayong nakikitang anumang superparticle. sa pinakamalakas na mga eksperimentong nagawa hanggang sa kasalukuyan. Sa bawat oras na palawakin natin ang saklaw ng mga enerhiyang ginalugad nang hindi nakakahanap ng mga signal, ang ilang simpleng modelo ng SUSY ay nagiging hindi gaanong kapani-paniwala.
Mayroon ding debate tungkol sa kung paano inilalahad ang mga paksang ito sa pangkalahatang publiko. Sa mga pampublikong lektura o video, minsan ay ginugugol ang maraming oras sa pagrerepaso ng mga pangunahing pisika bago tumungo sa supersymmetry, na maaaring makadismaya sa mga mahilig na mayroon nang ilang kaalaman. Sa kabaligtaran, iniisip ng ilang tao na ang ilang mga popularizer Nagbebenta sila ng supersymmetry na parang ito ay isang naitatag na katotohanan., gayong sa katotohanan ay nananatili itong isang hipotetikal na balangkas habang hinihintay ang malinaw na kumpirmasyon ng eksperimento.
Isang kapansin-pansing halimbawa ng pagkakaiba sa pagitan ng teorya at eksperimento ang matatagpuan sa kaso ng mga neutrino. Sa loob ng mga dekada, ipinapalagay na wala silang masa, bahagyang para sa kaginhawahan sa teorya sa iba't ibang modelo (kabilang ang ilan na hango sa teorya ng string), ngunit ipinakita ng mga eksperimento sa osilasyon ng neutrino na Oo, maliit ngunit hindi sero ang kanilang masa.Nagdulot ito ng pagsusuri at pagpapalawak ng mga modelo, at nagsisilbing paalala na ang kalikasan ay laging may huling salita, gustuhin man ito ng ating mga eleganteng konstruksyon o hindi.
Sa partikular na kaso ng supersymmetry, ang datos ng LHC ay naglalagay ng lalong mahigpit na mga limitasyon sa minimum na masa na maaaring taglayin ng maraming superparticle. Hindi naman sa "pinabulaanan" ang block supersymmetry, ngunit ang ilan sa mga pinakasimple at pinaka-optimistikong senaryo nito. Medyo nakulong na silaPatuloy na ginalugad ng mga pisiko ang mas kumplikadong mga bersyon, mga modelo na may iba't ibang SUSY breaking, o mas sopistikadong mga extension, ngunit ang tanawin ay hindi gaanong komportable kaysa noong dalawampu o tatlumpung taon na ang nakalilipas.
Supersymmetry, dark matter at supermassive black hole
Ang tanong ng dark matter ay sumasalubong sa supersymmetry sa mga paraang nagpapahiwatig. Ang tanging bagay na sigurado tayo tungkol sa materya na ito ay ang bakas ng grabidad sa sansinukobmga kurba ng pag-ikot ng kalawakan, mga lente ng grabidad, malawakang istruktura... Ngunit hindi pa natin direktang natutukoy ang alinman sa mga partikulo nito, maging sa mga detektor sa ilalim ng lupa o sa mga collider.
Ang ilang supersymmetric na modelo ay nag-aalok ng mga natural na kandidato para sa dark matter na ito, tulad ng ilang mga stable na LSP na mahina ang interaksyon. Gayunpaman, sa ngayon, ang mga eksperimentong naghahanap ng mga signal mula sa mga particle na ito, maging sa kalawakan o sa mga laboratoryo, ay hindi pa nagbubunga ng mga konklusibong resulta. Ang sitwasyon ay katulad ng sa SUSY sa pangkalahatan: Unti-unting nagsasara ang mga pang-eksperimentong bintana.Pero may puwang pa rin para gumana ang ilang variant.
Sa kabilang banda, ang astrophysics ay nagbubunyag ng mga penomenong mahirap magkasya sa klasikal na balangkas. Halimbawa, ang James Webb Space Telescope ay nakatukoy ng mga napakatandang supermassive black hole, halos kasingtanda ng mismong uniberso. Ayon sa mga tradisyonal na ideya, ang mga halimaw na ito ay dapat mabuo mula sa mas maliliit na black hole na lumulunok ng gas, mga bituin, at iba pang black hole sa loob ng bilyun-bilyong taon. Gayunpaman, ang ilan sa mga naobserbahan ay tila masyadong malaki para sa kanilang edad.
Dito pumapasok ang isang nakakahimok na hipotesis: na ang dark matter ay direktang nakakaimpluwensya sa pagbuo ng mga primordial black hole na ito. Iminungkahi ng mga mananaliksik tulad ni Alexander Kusenko at ng kanyang pangkat na, sa sinaunang uniberso, ang presensya ng dark matter ay makakahadlang sa paglamig ng hydrogen, na hahadlang sa normal na pagbuo ng mga bituin. Sa halip, ang isang napakalaking, mainit na ulap ng gas ay maaaring biglang gumuho at naging isang napakalaking itim na butasnilalaktawan ang intermediate stellar phase.
Ang problema ay ang gas ay may posibilidad na lumamig nang mabilis, lalo na kapag ang mga molekula ng hydrogen ay nabubuo at kumikilos bilang mahusay na "mga radiator." Ang dark matter ay kailangang magdulot ng napakabanayad na impluwensya upang mapanatili ang mga kinakailangang kondisyon. Ang mga teoretikal na modelo at simulasyon ay binubuo upang pag-aralan ang mga sitwasyong ito, at ang James Webb Space Telescope, kasama ang mga obserbatoryo sa hinaharap, ay maaaring magbigay ng mahahalagang pahiwatig. Kung ang alinman sa mga hypotheses na ito ay makumpirma, ang koneksyon sa pagitan ng dark matter, supersymmetry, at black hole Maaari itong maging mas makitid pa.
Sa ngayon, gayunpaman, ang sitwasyon ay tapat: alam natin na ang dark matter ay umiiral dahil sa epekto nito sa grabidad, mayroon tayong mga makatwirang ideya (kabilang ang maraming supersymmetric) tungkol sa kung ano ito, at nagtitipon tayo ng mga kawili-wiling pahiwatig tungkol sa papel nito sa pagbuo ng mga istrukturang kosmiko… ngunit Hindi pa rin natin nahahawakan ang leeg ng partikulo ng kongkretoSa madaling salita.
Kung pagsasama-samahin, ang kasaysayan ng simetriya at supersimetriya sa pisika ay nagpapakita ng lawak kung saan ang uniberso ay tila organisado kasunod ng malalalim na mga patternMula sa katawan ng tao o isang baso ng alak hanggang sa mga elementaryong partikulo at malalayong black hole, ang mga klasikal na simetriya, na pormal na ginawa sa mga resulta tulad ng teorama ni Noether, ay nagbigay-daan sa atin upang maunawaan kung bakit ang ilang dami ay nakonserba at kung paano dapat sundin ang mga batas ng pisika upang igalang ang mga pangunahing invariance ng espasyo at oras. Ang supersimetriya, kasama ang lahat ng matematikal na kagandahan at potensyal nito na lutasin ang mga palaisipan tulad ng problema sa hierarchy o ang katangian ng dark matter, ay nananatiling isang pangunahing teoretikal na pagsisikap na naghihintay ng isang tiyak na hatol sa eksperimento. Makumpirma man ito sa huli o mapipilit tayong mag-imbento ng mas matapang na mga balangkas, nag-iwan na ito ng malalim na marka sa kung paano natin iniisip ang tungkol sa realidad.
