Was ist das Verhältnis zwischen Partikel-Physik und Kosmologie?

Es gibt ein vertrautes Verhältnis zwischen den Feldern von Partikelphysik und Kosmologie, die illustriert durch eine lange Schlange der Physiker, die gleichzeitig in beiden arbeiten: Albert Einstein, feilbietender Stephen, Kip Thorne und viele andere. Kosmologie ist die Studie des Universums und seiner Struktur, während Partikelphysik die Studie der grundlegenden Partikel wie Quarks und Photonen ist, die kleinsten bekannten Gegenstände. Obgleich zuerst sie so unverbunden scheinen kann, wie alles sein kann, wird Kosmologie- und Partikelphysik tatsächlich nah verbunden.

Anders als die komplexen Systeme auf Masse, die viel using hochgradige Erklärungen eher als die Eigenschaften beschrieben wird, die von den niedrigsten Niveaus auftauchen, sind intergalaktische und kosmologische Phänomene verhältnismässig einfacher. Zum Beispiel in den beträchtlichen Abständen des Raumes, hat nur einer der vier Kräfte der Natur jeden realen Einfluss: Schwerkraft. Obgleich die Sterne und die Galaxien sehr weit entfernt und viele Mal, die als selbst größer sind sind, haben wir eine bemerkenswert genaue Abbildung von, wie sie arbeiten, abgeleitet von den grundlegenden körperlichen Gesetzen, die ihre konstituierenden Partikel verweisen.

Das Gebiet der Kosmologie am nähsten angeschlossen an Partikelphysik ist die Studie Big Bangs, die gigantische Explosion, die die ganze Angelegenheit im Universum und den Zeit-raum verursachte, aus denen das Universum selbst besteht. Big Bang lief als Punkt der nah-endlosen Dichte und null Volumens an: eine Eigenheit. Dann erweiterte sie schnell zur Größe eines Atomkernes, der ist, wo Partikelphysik Spiel erbt. Um zu verstehen wie die frühesten Momente Big Bangs das Universum beeinflußten wie es heute ist, müssen wir verwenden was wir in Partikelphysik auskennen um plausible kosmologische Modelle zu verursachen.

Einer der Beweggründe für das Herstellen der immer leistungsfähigeren Partikelgaspedale ist, Experimente zu leiten, die die körperlichen Umstände so früh wie möglich in der Geschichte des Universums simulieren, als alles sehr kompakt und heiß war. Kosmologen müssen in der Partikelphysik gut-versiert sein, um bedeutende Beiträge zum Feld zu bilden.

Ein anderer Schlüssel zum Verständnis des Verhältnisses zwischen Partikelphysik und Kosmologie ist, die Studie der schwarzen Löcher zu betrachten. Die physikalischen Eigenschaften der schwarzen Löcher sind zur langfristigen Zukunft des Kosmos relevant. Schwarze Löcher sind eingestürzte Sterne mit solcher unermesslichen Schwerkraft, dass nicht sogar Licht ihrer Reichweite entgehen kann. Für eine Weile wurde es gedacht, dass schwarze Löcher keine Strahlung ausstrahlten, und würde, ein Paradox zu den Physikern ewig gewesen sein. Aber Stephen-Feilbieten theoretisiert, gegründet auf Einblicken von der Partikelphysik, dass schwarze Löcher in der Tat Strahlung ausstrahlen, die danach betitelte feilbietende Strahlung war.

Partikelphysik ist auch in Untersuchungen der dunklen Angelegenheit, der unsichtbaren Angelegenheit, deren Bestehen an seinem Gravitationseinfluß auf sichtbare Angelegenheit bekanntes liegt, und der dunklen Energie, eine geheimnisvolle Kraft in hohem Grade relevant, die das Universum durchdringt und seine Expansion veranlaßt sich zu beschleunigen. Diese sind zentrale Fragen in der modernen Kosmologie.