Например, Международное бюро мер и весов во Франции обычно взвешивает груз массой 1 кг, который раньше был стандартом в 1 килограмма. Если колебания в измерениях массы в 1 кг меньше, чем следует из теории Оппенгейма, ее можно считать опровергнутой.

и литр не литр

В рамках направления они настоятельно рекомендуют продолжить и расширить участие США в международной программе значительного увеличения светимости Большого адронного коллайдера, которая должна сильно расширить его возможности по части производства уже известных массивных частиц и, возможно, открытия новых. Эта радикальная модернизация БАК создаст предпосылки для открытия и исследования взаимодействий между темной материей и бозоном Хиггса, а также для детектирования гипотетических суперсимметричных партнеров «обычных» частиц которые описываются Стандартной моделью.

Отмечается важность завершения работ по подготовке Глубинного нейтринного эксперимента (Deep Underground Neutrino Experiment, DUNE), который должен начаться около 2034 года (https://www.dunescience.org/).



Измерения будут проводиться с помощью двух высокочувствительных детекторов нейтрино, расположенных на расстоянии 1300 километров от друг друга. Один из них предстоит смонтировать вблизи 215-метрового линейного протонного ускорителя на 800 МэВ (см. Proton Improvement Plan-II). Этот ускоритель, который будет действовать в качестве источника нейтрино, сейчас строится в Национальной лаборатории имени Ферми (Фермилабе) в Батавии в штате Иллинойс. Второй детектор гораздо большего размера будет размещен более чем на километровой глубине в многофункциональном Сэнфордском подземном исследовательском центре (Sanford Underground Research Facility), который с 2008 года работает в бывшем золотом руднике Хоумстейк в штате Южная Дакота. Этот эксперимент может в полную силу начаться в первые годы следующего десятилетия и обойдется как минимум в три миллиарда долларов. Если он не обманет ожиданий своих инициаторов, то создаст принципиально новые возможности для исследования осцилляций нейтрино и получения новых данных о массе этих частиц, которая пока что в точности не известна.

Рекомендуется обеспечить существенное участие США в международных проектах строительства ускорителей, способных производить большое количество бозонов Хиггса (фабриках хиггсов). Это Будущий кольцевой электронно-позитронный коллайдер и Международный линейный коллайдер. Обе машины предназначены для разгона встречных пучков электронов и позитронов: в первом случае — в круговом туннеле, во втором — в двух параллельных прямолинейных туннелях длиной не менее двадцати километров. Предполагается, что на первой стадии ILC обеспечит набор энергии порядка 250 ГэВ, но после модернизации этот порог будет повышен до 500 ГэВ, а со временем — и до 1 ТэВ. Это означает, что максимальная энергия разгоняемых электронов и позитронов превысит аналогичный показатель для крупнейшего в мире Стэнфордского линейного ускорителя лептонов сначала в пять раз, затем в десять, а со временем, возможно, даже двадцатикратно. Поскольку масса бозона Хиггса равна приблизительно 125 ГэВ, уже первая очередь ILC сможет работать как фабрика хиггсов весьма высокой производительности.

Эксперты панели Р5 акцентируют важность экспериментов по детектированию частиц темной материи. Космологи и астрофизики предлагают обширный набор теоретически приемлемых кандидатов на эту роль, включая, в частности, сверхлегкие аксионы и слабо реагирующие массивные частицы (вимпы). Члены комитета в принципе считают необходимым разрабатывать и строить для поиска вимпов новое (третье) поколение детекторов, однако признают, что полномасштабная реализация этой цели может оказаться слишком затратной. В качестве минимально приемлемой программы они рекомендуют запуск (скорее всего не ранее 2032 года) на территории США одного детектора третьего поколения стоимостью от 200 до 500 миллионов долларов, предпочтительно с широким международным участием. Они также считают крайне желательным модернизацию антарктической нейтринной обсерватории IceCube, которая десятикратно повысит ее чувствительность. Оценочная стоимость этого проекта, который предполагается осуществить к 2034 году, приближается к 500 миллионам долларов.

Авторы доклада возлагают большие надежды на осуществление эксперимента CMB-S4, предназначенного для долговременного прецезионного картирования микроволнового реликтового излучения. Эта задача будет решаться с помощью двенадцати телескопов с апертурой вплоть до шести метров, установленных на Южном полюсе и в чилийской пустыне Атакама. На них будет установлено 550 000 сверхпроводящих детекторов, которые смогут работать в течение 7–10 лет, начиная приблизительно с 2030 года. Успешное осуществление этого проекта, который, согласно сегодняшним оценкам, обойдется в 800–900 миллионов долларов, даст огромный массив космологической и астрофизической информации. Она будет дополнена данными с новых крупных оптических обсерваторий, включая Обсерваторию имени Веры Рубин с 840-сантиметровым телескопом, который, как ожидается, увидит первый свет в начале 2025 года. Члены комитета также многого ждут от работы уникального спектрографа DESI, установленного на четырехметровом телескопе имени Николаса Майалла Национальной обсерватории Китт-Пик в штате Аризона. Он собирает информацию об оптических спектрах 35 миллионов галактик и почти двух с половиной миллионов квазаров, возникших в течение первых трех миллиардов лет после Большого взрыва. Эти данные позволят уточнить темпы расширения космического пространства на разных этапах истории Вселенной и тем самым будут способствовать лучшему пониманию феномена темной энергии.

Астрономы из Университета Алабамы в Хантсвилле предложили альтернативную теорию гравитации, по которой гравитация может существовать без массы. Согласно результатам исследования, опубликованного в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), это позволяет уменьшить количество темной материи, требуемой для объяснения поведения небесных объектов.

Ученые предполагают, что дополнительная гравитация, необходимая для удержания галактик внутри скоплений, может быть объяснена топологическими дефектами, возникшими во время фазового перехода в ранней Вселенной. Топологические дефекты представляют собой очень компактные области пространства с высокой плотностью материи. К ним относят линейные структуры, такие как космические струны, хотя возможны и двумерные структуры, называемые сферическими оболочками.

Оболочки состоят из тонкого внутреннего слоя положительной массы и тонкого внешнего слоя отрицательной массы, при этом общая масса оболочки равна нулю.

Если звезда лежит на этой оболочке, то она испытывает гравитационную силу, притягивающую ее к центру структуры. Поскольку гравитация связана с искривлением пространства-времени, она позволяет объектам взаимодействовать друг с другом независимо от того, имеют они массу или нет. Так, безмассовые фотоны испытывают гравитационное воздействие, в результате чего происходит искривление луча света.

гравитация может существовать без массы

из тонкого внутреннего слоя положительной массы и тонкого внешнего слоя отрицательной массы

Ученые Института ядерных наук Мексиканского национального автономного университета предложили теорию, альтернативную теории относительности, в качестве объяснения ускоренного расширения Вселенной. Результаты исследования опубликованы в журнале Physics of the Dark Universe.

На сегодня лучшим объяснением ускоренного расширения Вселенной является космологическая постоянная, показывающая плотность энергии вакуума и тесно связанная с темной энергией. Однако существуют расхождения в измерениях того, как быстро происходит это расширение, которые были проведены с помощью различных методов, доказавших свою надежность. Эту проблему называют напряжением Хаббла, и она указывает на необходимость расширения современной модели гравитации.

Ученые рассмотрели гравитационные модели, выходящие за рамки общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна, а также проанализировали новые наборы данных, полученные при наблюдении за далекими квазарами в ультрафиолетовом, рентгеновском и оптическом диапазонах. Эти модели относятся к телепараллельной гравитации, которая пытается объяснить гравитацию без искривления пространства-времени, как это делает ОТО, а также пытается объединить ее с электромагнетизмом.

Международная группа ученых из Италии, Греции, Индии и Китая смоделировала возможный облик Вселенной до Большого взрыва. В своей работе специалисты опирались на неклассическую модель «отскакивающей» космологии, согласно которой Вселенная постоянно проходит через фазы расширения и сжатия. Исследователи предположили, что до Большого взрыва существующий космос состоял из темной материи, существовавшей в виде первичных черных дыр. Те, в свою очередь, образовались из флуктуаций (колебаний) плотности во время последней фазы сжатия Вселенной. В данной модели Вселенная должна была сжаться до размеров примерно в 500 раз меньших нынешних. После последовавшего «отскока» родились фотоны и другие частицы, ознаменовавшие Большой взрыв. При этом плотность материи повысилась настолько, что ее флуктуации породили небольшие черные дыры. Расчеты ученых показывали, что свойства этой модели вселенной, такие как кривизна пространства и микроволновый фон, соответствуют текущим наблюдениям. Эту модель смогут подтвердить или опровергнуть будущие обсерватории для поиска гравитационных волн.

Устойчивые модели Вселенной с отскоком, в которых решается проблема Большого взрыва, были предложены сравнительно недавно — в частности, коллективом Института ядерных исследований РАН (ИЯИ РАН). В таких моделях, как уже сказано, необходимо предположить, что Вселенная заполнена специфической средой — например, некоторым скалярным полем, чье взаимодействие с гравитацией не описывается Общей теорией относительности Альберта Эйнштейна. Процедура построения модели предполагает решение полевых уравнений для выбранной теории и последующий анализ решения на предмет его соответствия искомой физической картине, а именно смене эпохи сжатия стадией расширения.
Физики-теоретики Виктория Волкова, Сергей Миронов и Валерий Рубаков взяли (это года 4 -назад было) построенную ими же устойчивую модель с отскоком и усложнили ее, добавив в экзотическую среду, заполняющую Вселенную и обеспечивающую отскок, дополнительную материю, но со стандартными свойствами.

может ии придумает как это сделать... но это точно не при жизни.