Tamna materija

[причалица]

nastavak:

Iako još uvek nije otkrivena priroda tamne materije polovinom prošle godine astronomi odeljenja za teoretsku fiziku i kosmos univerziteta u Granadi predvođeni Eduardom Batanerom u saradnji sa odeljenjem za primenjenu matematiku uspeli su da utvrde raspored tamne materije i u galaksiji. Oni su na osnovu funkcije gustine tamne materije uslpeli da opišu promenu njene koncentracije u galaksiji. Time je praktično omogućeno da se pomoću jednačina i funkcija opišu karakteristika tamne materije i dobiju mnogo pouzdaniji rezultati koji su do skoro bili utemeljeni na simulacijama. Najbitnija stvar koja se postiže ovom metodom je bolje razumevanje veličine galaksije kroz razvijanje funkcije gustine kojom opisuje kako se menja raspodela tamne materije od centra galaksije. Naime , kada se univerzum posmatra kroz tamnu mateiju on je mnogo veći nego aso se posmatra kroz vidljivu materiju a gustina tamne materije je maksimalna u centru i postepeno opada sa udaljavanjem od njega.

[причалица]

nastavak:

Ovo istraživanje je bitno jer uvodi sasvim novo poglavlje u proučavanje galaktičke dinamike i naravno tamne materije. Profesor Bataner kaže da ovi rezultati ne mogu da otkriju pravu prirodu tamne materije ali da omogućavaju definisanje njenog ponašanja kao i da sa sadašnjim informacijama mogu da odrede neke osnovne parametre kao na primer temperaturu.

Dalji tok istraživanja se svodi na primenjivanje znanja dinamike galaksija kroz matematičko modeliranje odnosno definisanja deskriptivnoh funkcija koje predstavlljaju osnovu dinamike tamne materije.

[причалица]

Kako sva uobičajena materija deluje gravitaciono privlačno i tako usporava širenje svemira, ovo ubrzavanje ukazuje na novi sastojak svemira koji deluje u suprotnom smeru i tera ga da se širi sve brže. Taj je sastojak naziva se tamna energija.
Šta je ona zapravo i koje je njeno poreklo je još uvek nepoznato, ali postoji nekoliko mogućnosti. Najpoznatija od njih je da je ta tamna energija tzv. kosmološka konstanta koju je još davno u svoje jednačine uveo (pa odbacio) A. Einstein.
Objavljeni su rezultati merenja temperaturnih nejednolikosti u kosmičkom pozadinskom zračenju. Te nejednolikosti zavise od geometrije svemira i merenja ukazuju da je svemir približno ravan. Kako je iz direktnih merenja gustine materije u svemiru poznato da te materije ima premalo tj. da bi po njoj samoj svemir morao biti zakrivljen, nužno je dodati tu "tamnu energiju" koja nadopunjuje delovanje materije i "izravnava" svemir. Istovremeno, ti rezultati pokazuju da će se širenje svemira večno nastaviti.

[причалица]

Merenjem veličine hladnih i toplih mrlja na fotografijama pozadinskog zračenja moguće je odrediti geometriju svemira. Kosmološke simulacije predviđaju u slučaju ravne geometrije (one koja se uči u školi) dominaciju mrlja veličine otprilike jednog stepena (dole sredina).
S druge strane, ukoliko je geometrija prostora zakrivljena, zakrivljivanje putanje zraka svetlosti će deformisati sliku. U pozitivno zakrivljenom svemiru (u kojem paralelni pravci konvergiraju jedan drugom) svemir će delovati kao lupa i strukture će izgledati veće od jednog stepena (dolje lijevo). Nasuprot tome, u negativno zakrivljenom svemiru (u kojem paralelni pravci divergiraju jedan od drugog) strukture će izgledati manje (dole desno).
Poređenje ovih modela sa fotografijama projekta BOOMERANG (gore) sugeriše da je svemir približno ravan.

[причалица]

Kad se sve sabere, ispada da u svemiru postoje tri glavne vrste tamne materije.

Kao prvo, postoji "obična" tamna materija koju sačinjavaju objekti sastavljeni od obične barionske materije (protona i neutrona). To mogu biti proto-zvezde koje su prelagane da bi svetlile, neutronske zvezde, crne rupe, itd. Vidljive zvezde čine oko pola procenta ukupne mase/energije svemira, a ova obična tamna materija oko 4-5 posto.

Zatim postoji nebarionska tamna tvar, sastavljena od još nepoznatih čestica (možda supersimetričnih WIMP čestica) koja sačinjava oko 30-40 posto ukupne mase/energije svemira. Preostalih 50-70 posto pripada onda toj tamnoj energiji.

[причалица]

Naučnici kažu da su sigurni 99 odsto da je naše Sunce okruženo tamnom materijom, teorijom koju je prvi izneo švajcarski astronom tridesetih godina prošlog veka.

Fric Zviki je smatrao da su jata galaksija ispunjena misterioznom tamnom materijom koja ih drži na okupu. Otprilike u to vreme, Jan Ort iz Holandije otkrio je da je gustina materije oko Sunca skoro dvostruko veća, što bi se moglo objasniti samim prisustvom zvezde i gasa.

Međutim čak i danas nije poznato da li tamna materija stvarno postoji ili ne.
Sada je međunarodni tim, na čelu sa istraživačima Univerziteta u Cirihu, razvio novu teoriju i napravio simulaciju Mlečnog puta da ispita svoju metodu zasnovanu na merenju mase.


Oni su otkrili da su tehnike korišćene u proteklih više od 20 godina bile jednostrane, te da su bile usmerene na to da potcenjuju količinu tamne materije u univerzumu.

Naučnici su stoga razvili novu tehniku koju su primenili na pozicije i brzinu hiljade narandžastih patuljastih zvezda tipa K blizu Sunca i dobili nove mere gustine lokalne tamne materije.

- Sigurno smo 99 odsto da ima tamne materije blizu Sunca – rekla je vođa studije Silvija Garbari. – Ovo bi mogao da bude prvi dokaz postojanja diska tamne materije u našoj galaksiji, ili bi to moglo da znači da je oblak tamne materije zbijen, pojačavajući gustinu lokalne tamne materije. –

- Ukoliko je tamna materija osnovna čestica, milijarde takvih čestica će proći kroz vaše telo dok završite s čitanjem ovog članka – rekao je koautor studije Džordž Lejk.

Fizičari se nadaju da će svake godine uhvatiti samo nekoliko ovih čestica, eksperimentima tipa XENON i CDMS.

izvor: www.blic.rs

[причалица]

Naučnici koji se nadaju da će u utrobi bivšeg rudnika zlata u Južnoj Dakoti uspeti da detektuju tamnu materiju, očekuju da bi prve podatke mogli da dobiju već u februaru.


Fizičar Džeremi Mok pored "Ksenonovog" velikog podzemnog detektora

Veliki "Ksenonov" detektor tamne materije spušten je početkom meseca u dubinu od gotovo 1.600 metara u rudniku zlata u Lidu u Južnoj Dakoti (SAD). Odatle bi mogao da izoluje tamnu materiju iz kosmičkog zračenja, što je nemoguće postići na površini Zemlje.

Ukoliko sve bude teklo po planu, prikupljeni podaci mogli bi da pruže odgovor na večito pitanje o vasioni i njenom poreklu.


- Možda ćemo otkriti nešto fantastično - kaže Hari Nelson, profesor fizike na Univerzitetu u Kaliforniji.

http://www.blic.rs/Slobodno-vreme/Ve...tamne-materije

[причалица]

Naučnici kažu da su sigurni 99 odsto da je naše Sunce okruženo tamnom materijom, teorijom koju je prvi izneo švajcarski astronom tridesetih godina prošlog veka.

Fric Zviki je smatrao da su jata galaksija ispunjena misterioznom tamnom materijom koja ih drži na okupu. Otprilike u to vreme, Jan Ort iz Holandije otkrio je da je gustina materije oko Sunca skoro dvostruko veća, što bi se moglo objasniti samim prisustvom zvezde i gasa.

Međutim čak i danas nije poznato da li tamna materija stvarno postoji ili ne.
Sada je međunarodni tim, na čelu sa istraživačima Univerziteta u Cirihu, razvio novu teoriju i napravio simulaciju Mlečnog puta da ispita svoju metodu zasnovanu na merenju mase.


Oni su otkrili da su tehnike korišćene u proteklih više od 20 godina bile jednostrane, te da su bile usmerene na to da potcenjuju količinu tamne materije u univerzumu.

Naučnici su stoga razvili novu tehniku koju su primenili na pozicije i brzinu hiljade narandžastih patuljastih zvezda tipa K blizu Sunca i dobili nove mere gustine lokalne tamne materije.

- Sigurno smo 99 odsto da ima tamne materije blizu Sunca – rekla je vođa studije Silvija Garbari. – Ovo bi mogao da bude prvi dokaz postojanja diska tamne materije u našoj galaksiji, ili bi to moglo da znači da je oblak tamne materije zbijen, pojačavajući gustinu lokalne tamne materije. –

- Ukoliko je tamna materija osnovna čestica, milijarde takvih čestica će proći kroz vaše telo dok završite s čitanjem ovog članka – rekao je koautor studije Džordž Lejk.

Fizičari se nadaju da će svake godine uhvatiti samo nekoliko ovih čestica, eksperimentima tipa XENON i CDMS.

http://www.blic.rs/Slobodno-vreme/Ve...mnom-materijom

[причалица]

Повратак тамне материје




На самом почетку, ваљало би читаоцу скренути пажњу на неколико елементарних фактора који утичу на правилно разумевање научних открића и динамику истих, а такође напоменути и самим новинарима који извештавају о одређеном новоистраженом научном феномену.

Дакле, читаоци, увек имајте на уму два појма: 1) коначан опсег осетљивости одређене технологије, односно методе и 2) селекциони ефекат посматрања феномена. Новинари, не заборавите да када о неком феномену извештавате, обавестите и о евентуалној промени резултата тог истраживања.

Природа истраживања је показала (посебно у области неуронауке) да се резултати брже мењају него што је то обично био случај, услед убрзаног развоја технологије, или просто услед све чешћег истраживања новог поља феномена.

Добар пример горенаведеног јесте студија објављена пре нешто више од месец дана по којој се сугерише да је наш космички комшилук испражњен од додатне масе која нашу галаксију држи на окупу. Другим речима, студија је показала како чувена тамна материја заправо више ту не постоји.
Међутим, поновно истраживање показује да је тамна материја ипак све време присутна.

Кренимо редом.

[причалица]

наставак:

Историја науке, ако је посматрамо од времена Галилеја, дакле од пре око 400 година, у току које смо развили неке разне технологије, експерименталне методе и уређаје, показује да свако то појединачно откриће има оно што се зове коначан опсег осетљивости. Ову чињеницу је врло битно имати на уму сваки пут када од неке нове технологије или теорије очекујемо да све што је природа направила уђе у тај коначан опсег осетљивости – што је, признаћемо, врло нереално очекивање.

Сходно томе, научници очекују да ће бити још много честица које још нису откривене из простог разлога што слабо интерреагују са материјом. Такође, приликом посматрања одређеног феномена, јавља се оно што смо назвали селекциони ефекат. Ми смо одлучили из одређеног разлога да посматрамо једну, а не другу ствар, што не значи да је то посматрано право стање ствари. Исто је и са тамном материјом.

[причалица]

ГАЛАКТИЧКИ СКЕЛЕТ



Ми данас имамо једну врло компликовану ситуацију: имамо планете, звезде, компоненте галаксија, галаксије, групе галаксија, суперјата, зидове, једну велику структуру коју смо у последњих неколико деценија у стању да видимо. Оно што знамо је и да је највећи део материје у свемиру невидљив. То је тзв. чувена или злогласна, мистериозна ствар која је највећи састојак (око 80%) свемира – тамна материја.

Тамна материја, која је доминантна у погледу своје гравитационе интеракције, заправо представља на, неки начин, једну врсту скелета који одржава остатак структуре на окупу. Наша галаксија, оваква каква јесте, распала би се када би била сачињена само од видљиве материје, само од звезда, маглине и звезданог гаса. Ту је много тамне материје која у принципу ништа не ради, сем што се хаотично креће и формира ту гравитационо потенцијалну јаму која држи све остале ствари на окупу. Она не само што је имала кључну улогу за настанак, тамна материја има кључну улогу за опстанак структуре.

Како је то најпопуларнијим теоријама о тамној материји дефинисано, то је унапред недетектована честица названа WIMP (weakly interacting massive particle), која стидљиво интерагује са обичном материјом кроз било који вид интеракције сем гравитације. Међутим, поставило се питање, ако је галаксија пуна тамне материје, зашто се она већ није указала?!

[причалица]

наставак:

ЛОВ НА ПРАЗНИНУ



У априлу ове године, тим под вођством Кристијана Мони-Бидина са Универзитета Концепција из Чилеа (University of Concepcion) помислиo je да има решење: слабоинтерагујућа масивна честица (WIMP) заправо није присутна. Тим је пратио кретање више од 400 звезда удаљених од Земље 13.000 светлосних година како би проценили масу материје – видљиве и тамне – у локалном Сунчевом окружењу.

Том приликом су закључили да маса коју су пронашли може бити објашњена видљивом материјом, без потребе за експликацијом помоћу тамне материје. Међутим, тим је направио погрешку, према речима Џоа Бовија и Скота Трамејна са Института за напредне студије на Принстону, у Њу Џерзију.

Мони-Бидин и колеге су проматрали звезде чије их орбите избацују много даље од или изнад главног диска Млечног пута, и које користе брзину при којој орбитирају око центра галаксије, како би схватили колико су те звезде заправо повучене масом оближњих звезда, односно тамне материје. Они су претпоставили да би брзина звезда била иста без обзира на то колико су удаљене од центра галаксије. Посматрање маглине је показало да је ова претпоставка истинита када су у питању младе звезде које орбитирају у галактичком диску и крећу се практично у перфектним круговима.

Али, према речима проф. Бовија, звезде које орбитирају високо изнад диска не могу имати кружне орбите. Једине звезде које достижу ове висине су заправо избачене из диска помоћу материје из галактичког спиралног дела, и тако доспеле до високоеклиптичких орбита. То значи да њихове брзине нису исте на свим раздаљинама од галактичког центра. У принципу, Бови и Трамејн су открили да те ротационе брзине морају бити много спорије од оних које су претпоставили Мони-Бидин и његове колеге.

[причалица]

наставак:

ПРОЛАЗНА БУРА



„Претпоставком да се звезде ротирају истом брзином без обзира на раздаљину од центра галаксије, они су занемарили количину материје у соларном систему и закључили да нема места за тамну материју“, рекао је Бови. Бови и Трамејн су поново анализирали резултате и закључили да количина тамне материје у Сунчевом систему и даље одговара ранијим претпоставкама – ако ништа, можда чак има и мало више тамне материје него што смо мислили.

Многи физичари још сматрају да је тамна материја превише успешно објашњење да би се напустило тек тако, међутим, то не значи да Мони-Бидиново објашњење ротације криви није импресивно.

Тамна материја и даље наставља да држи звезде и галаксије на окупу, ненаметљиво и сигурно. Она и даље слабо реагује и пушта мали део (од свега десетак одсто) материје која се састоји од атома да ради: да формира звезде, нове хемијске елементе, који стварају нова једињења, а једињења нове биохемијске околности које су омогућиле настанак посматрача као што је човек.

http://elementarium.cpn.rs/elementi/...tamne-materije

[причалица]

Научници тврде да имају чврсте доказе да се тамна материја састоји од нечег новог, што не одговара ниједној честици из Стандардног модела физике


Истраживања тамне материје се врше и у Великом хадронском колајдеру (ЛХЦ) близу Женеве, у којем се испитује и Хигсов бозон Фото Бета

Већ деценијама, чудна супстанца, звана тамна материја, интригира физичаре, доводећи у питање конвенционално поимање космоса.
Научници верују да ће уз помоћ инструмената, вредних више милијарди долара, ускоро успети да проникну у њену тајну и да ће чак моћи да за неколико недеља објаве своје прве налазе.

„Верујемо да смо на прагу великог открића”, казао је Мајкл Тарнер, директор Института „Кавли” за космолошку физику Универзитета у Чикагу, на годишњој конференцији Америчког удружења за унапређење знања.

Тамна материја представља изазов за такозвани Стандардни модел физике, који помаже у утврђивању честица и сила које утичу на наш свакодневни живот, али је недовољан за разумевање целокупног космоса. Стандардни модел, на пример, не објашњава гравитацију и описује свега четири или пет одсто материје у универзуму.

Остало су тамна материја, која чини 23 одсто космоса, и тамна енергија, мистериозна сила за коју се верује да утиче на ширење универзума и која представља 72 до 73 одсто космоса.

„Сада схватамо да мистериозна тамна материја држи на окупу нашу галаксију и остатак универзума”, навео је Тарнер за АФП, а преноси Танјуг, додајући да научници имају чврсте доказе да се тамна материја састоји од нечег новог, што не одговара ниједној честици из Стандардног модела физике.

Теорија о тамној материји настала је пре 80 година када је швајцарски астрофизичар Фриц Звики открио да у свемиру не постоји довољно видљиве материје којој би се приписала тренутна јачина гравитационе силе унутар и између галаксија.

Према неким теоретичарима, тамну материју чине егзотичне честице зване „вимпс”, које имају слабу интеракцију са видљивом материјом. „Главно питање је зашто тамна материја има шест пута већу енергију од обичне материје”, указао је Лиса Рандал са Харварда, наводећи да би то могао да буде знак да постоји нека друга интеракција коју научници не могу да утврде.

У потрази за овим фантомским ћелијама, физичари користе неколико метода и инструмената. Један од тих инструмената је Алфа магнетски спектрометар (АМС), који се налази на Међународној свемирској станици и који врши анализу гама зрака који настају сударањем честица тамне материје. Први резултати ће бити објављени за две до три недеље, каже Самуел Тинг, Нобеловац и професор на Технолошком институту Масачусетса, који стоји иза пројекта вредног две милијарде долара. Тинг није желео да ода детаље, али је рекао да ће ти резултати, које сви жељно ишчекују, дати људима бољу представу о природи тамне материје.

Други инструмент који научници користе је Опсерваторија на Јужном полу, која трага за субатомским честицама које, по мишљењу научника, настају када тамна материја пролази кроз сунце и у интеракцију са протонима.

Још један моћни инструмент у служби овог пројекта је и Велики хадронски колајдер (ЛХЦ) близу Женеве, највећи сударач честица на свету, чија би снага, сматрају научници, могла да разбија електроне, кваркове и неутрине, ради откривања тамне материје.

„Честице тамне материје су веома тешке. То је један од разлога зашто смо саградили ЛХЦ, а не само да бисмо открили Хигсов бозон”, истакла је Марија Спиропулу, професор физике на Калифорнијском институту технологије.

http://www.politika.rs/rubrike/spekt...terije.sr.html

[причалица]

Neobični signal koji je registrovala Evropska svemirska opservatorija (ESO) mogao bi da bude prvi dokaz postojanja čestica tamne materije.






Reč je o interpretaciji i moguće je da će biti potrebne godine da bi se ona verifikovala, ali ukoliko bude potvrđena to će predstavljati dramatičan napredak u razumevanju univerzuma.

Premda čini 85 odsto ukupne materije u svemiru, tamnu materiju je nemoguće videti. Veruje se da mreža ove misteriozne materije, koja se proteže celim svemirom, daje kosmosu strukturu. Naučnici je dosad nikada nisu direktno detektovali.



Istraživači sa Univerziteta u Lesteru uočili su čudan signal analizirajući podatke koje je tokom 15 godina prikupljala orbitalna opservatorija XMM-Njuton Evropske svemirske agencije (ESA). Oni su primetili da se intenzitet iks-zraka povećava za oko 10 odsto svaki put kada bi letelica posmatrala granicu Zemljinog magnetskog polja okrenutu prema Suncu.




Ovaj efekat je nemoguće objasniti konvencionalnim modelima, jer se očekuje da intenzitet iks-zraka bude svuda jednak u svemiru, kad god se merenje sporvodi, objasnio je za Gardijan astronom Endi Rid koji je učestvovao u istraživanju.

Nemogavši da nađu objašnjene u tradicionalnoj fizici, naučnici su se okrenuli alternativnim teorijama, od kojih jedna čini se daje pravi odgovor: teoretske čestice tamne materije poznate kao aksioni, izbijaju iz jezgra Sunca i proizvode iks zrake kada udare o Zemljino magnetno polje.




"Ukoliko je model tačan, to bi značilo da smo detektovali aksione, tj. komponentu tamne materije za koju su svi ubeđeni da postoji", kazao je Rid.

Martin Barstou, predsednik britanskog Kraljevskog astronomskog društva, pozdravio je ovo otkriće.

"Ovo je neverovatan rezultat. Ukoliko bude potvrđen, to će biti prva direktna detekcija i identifikacija tajanstvenih čestica tamne materije, što će fundamentalno uticati na sve naše teorije o univerzumu", istakao je on.




Naučnici raspravljaju o postojanju tamne materije od 1933. kada je švajcarski astrofizičar Fric Zviki primetio da neka nevidljiva materija vrši gravitaciono delovanje na udaljenu galaksiju.

Trenutno se sprovodi nekoliko eksperimenata u potrazi za tamnom materijom, ali dosad nijedan nije došao do konkretnih dokaza o postojanju aksiona, teoretske osnovne čestice tamne materije čija je masa sto milijardi puta manja od elektrona.

[причалица]

[причалица]