2 toon mysterioon tou syn-pantos


a)Η NASA επεξεργάζεται την ταχύτητα διαστολής του σύμπαντος και βρίσκει πολύ παράξενες διαπιστώσεις

Οι επιστήμονες της NASA έχουν κάνει την πιο ακριβή μέχρι τώρα μέτρηση της διαστολής του σύμπαντος ποτέ – και βρήκαν πράγματι ένα πολύ περίεργο αποτέλεσμα. Στην έρευνα της χρησιμοποίησε δύο διαστημικά τηλεσκόπια για να δει πόσο γρήγορα αναπτύχθηκε το σύμπαν. Ανακαλύπτοντας ότι ο σημαντικός αυτός αριθμός θα μπορούσε να βοηθήσει ώστε να κατανοήσουμε από πού προήλθε ο κόσμος και πού πηγαίνει.

Αλλά η νέα αυτή ακριβής μέτρηση οδηγεί στην πραγματικότητα σε μεγαλύτερη σύγχυση από ό, τι διαλύει. Φαίνεται να υπάρχει μια παράξενη αναντιστοιχία στον τρόπο με τον οποίο το σύμπαν επεκτείνεται – μια ανακάλυψη που θα μπορούσε να υποδηλώνει ότι υπάρχει μια εντελώς νέα φυσική, που στηρίζει το σύμπαν, περιμένοντας όμως να βρεθεί.

Τα μυστηριώδη αποτελέσματα θα μπορούσαν να έχουν προκληθεί είτε από τη σκοτεινή ύλη, είτε τη σκοτεινή ενέργεια που μπορεί να είναι ακόμη πιο εξωτική από ό, τι είχε προηγουμένως θεωρηθεί, ή από ένα άγνωστο νέο σωματίδιο που βρίσκεται στον χώρο..

Εδώ και καιρό θέλουν οι αστροφυσικοί να υπολογίσουν το ρυθμό που επεκτείνεται το σύμπαν – γνωστό κι ως σταθερά του Hubble – όσο ακριβέστερα μπορούν. Ανακαλύπτοντας το πόσο γρήγορα αναπτύσσεται από τη Μεγάλη Έκρηξη πριν από 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια, θα μπορούσαν να απαντήσουν στα πιο θεμελιώδη ερωτήματα σχετικά με το από πού ήρθε το σύμπαν και πού πηγαίνει.

Αλλά καθώς οι μετρήσεις έγιναν ακριβέστερες, έχουν γίνει και πιο διαφορετικές. Τα αποτελέσματα δε που προκύπτουν από τους διάφορους τρόπους μέτρησης του ρυθμού επέκτασης είναι σε αντίθεση μεταξύ τους.

Οι αστροφυσικοί έχουν μια εικόνα για το πως ήταν το σύμπαν  κοντά στην αρχή του, αλλά θα πρέπει να είναι και σε θέση να προβλέψουν πού είναι τώρα, αλλά το αποτέλεσμα που παίρνουν είναι λάθος. Αυτό υποδηλώνει ότι υπάρχει κάτι λάθος με τις μετρήσεις ή με την κατανόησή μας για το σύμπαν.

Οι επιστήμονες είχαν αρχικά την ανησυχία ότι η ασυμφωνία ήταν το αποτέλεσμα ενός σφάλματος σε έναν ή περισσότερους από τους τρόπους που προσπαθούν να μετρήσουν τη σταθερά. Αλλά η νέα έρευνα δείχνει ότι δεν συμβαίνει αυτό και ότι οι μετρήσεις είναι σωστές – αλλά ότι κάτι που δεν έχει ανακαλυφθεί αλλάζει τον τρόπο με τον οποίο το σύμπαν επεκτείνεται.

Μια μέτρηση προέρχεται από την αποστολή Planck του ESA, η οποία χαρτογράφησε το σύμπαν καθώς φαινόταν μόνο 360.000 χρόνια μετά την εμφάνισή του. Κοιτώντας σε αυτό το χάρτη, οι επιστήμονες μπορούν να επεξεργαστούν την ταχύτητα με την οποία το σύμπαν έφτασε εκεί που είναι σήμερα.

Αλλά η νέα έρευνα της NASA δείχνει ότι ρυθμός διαστολής που υπολογίζεται από αυτά τα δεδομένα δεν ταιριάζει με το σύμπαν όπως το βλέπουμε γύρω μας. Τα νέα δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble δεν ταιριάζουν με τους υπολογισμούς της αποστολής Planck.

Νέες μετρήσεις από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble και το διαστημικό τηλεσκόπιο Gaia  έδειξαν ότι ο ρυθμός διαστολής είναι 73,5 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο και ανά megaparsec. Αυτό σημαίνει ότι για στα 3,3 εκατομμύρια έτη φωτός που ένας γαλαξίας απέχει από τη Γη, φαίνεται να κινείται από μας κατά 73,5 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο.

Όμως, το πιο μακρινό υπόβαθρο του σύμπαντος, σύμφωνα με προηγούμενες μετρήσεις από το διαστημικό τηλεσκόπιο Planck , κινείται κάπως πιο αργά στα 67 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο και ανά megaparsec.

Στην πραγματικότητα, η διαφορά μεταξύ των δύο μετρήσεων συνεχίζει να γίνεται ευρύτερη καθώς οι ερευνητές βελτιώνουν το έργο τους. Τα νέα στοιχεία δείχνουν ένα μεγαλύτερο χάσμα μεταξύ των μετρήσεων που είναι περίπου τέσσερις φορές το μέγεθος της συνδυασμένης αβεβαιότητας – μια τιμή που αντικατοπτρίζει το επίπεδο εμπιστοσύνης τους στα αποτελέσματα – ανέφεραν μέλη της ομάδας.

«Φαίνεται να υπάρχει μια πλήρης ασυμβατότητα μεταξύ των απόψεών μας για το σύμπαν του πρώιμου και των τελευταίων χρόνων», δήλωσε ο επικεφαλής της ομάδας και ο βραβευμένος με Νόμπελ Adam Riess από το Πανεπιστήμιο Johns Hopkins στη Βαλτιμόρη. «Σε αυτό το σημείο, είναι σαφές ότι δεν είναι απλά κάποιο σφάλμα σε οποιαδήποτε μέτρηση.

«Είναι σαν να προέβλεπατε πόσο ψηλό θα ήταν ένα παιδί από ένα αναπτυξιακό γράφημα και έπειτα τον βρήκαμε ως ενήλικα να έχει ξεπεράσει σε μεγάλο βαθμό την πρόβλεψη.

b)Βρήκαμε ακριβώς την ύλη που έλειπε από το σύμπαν και γι αυτό χρειάζεται η σκοτεινή ύλη

Για πάνω από 40 χρόνια, οι επιστήμονες έχουν υποστηρίξει την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης εκεί έξω. Τα μεγάλα ερωτήματα που ανάγκασαν τους αστρονόμους να υποθέσουν την ύπαρξη της προέκυψαν από τις κινήσεις μέσα στους γαλαξίες, τα σμήνη των γαλαξιών και κατά μήκος του κοσμικού ιστού. Από την βαρυτική της έλξη, μπορούμε να συμπεράνουμε την εξής συνολική μάζα στο Σύμπαν.  Το 26.8% της υλοενέργειας είναι σκοτεινή ύλη, το 68.3% σκοτεινή ενέργεια και μόνο το 4.9% είναι η κανονική ύλη.

image

Η ύλη καθώς και το ενεργειακό περιεχόμενο στο Σύμπαν σήμερα (αριστερά) και παλαιότερα (δεξιά). Πολλαπλές αποδείξεις δείχνουν ότι η κανονική (βαρυονική) ύλη μπορεί να αποτελεί μόνο το 1 / 6ο της συνολικής ύλης στο Σύμπαν, το υπόλοιπο πρέπει να είναι σκοτεινή ύλη.

Ωστόσο, πολλές πηγές υποδεικνύουν ότι μόνο το 15% αυτής της μάζας του Κόσμου μπορεί να είναι βαρυονική-κανονική ύλη. Οι προβλεπόμενες ποσότητες του ηλίου-4, του δευτερίου, του ηλίου-3 και του λιθίου-7, όπως προέβλεπε η πυρηνοσύνθεση στο Big Bang, δείχνουν ότι μόνο το 5% της συνολικής ενεργειακής πυκνότητας και το ~ 15% της συνολικής ύλης, είναι σε μορφή κανονικής ύλης.

image

Η καμπύλη περιστροφής του σπειροειδούς γαλαξία M33. Αυτές οι καμπύλες περιστροφής των σπειροειδών γαλαξιών εισήγαγαν την έννοια της σκοτεινής ύλης στην αστροφυσική. Η διακεκομμένη καμπύλη θα αντιστοιχούσε σε έναν γαλαξία χωρίς σκοτεινή ύλη, που αντιπροσωπεύει λιγότερο από το 1% των γαλαξιών.

image

Οι διακυμάνσεις της πυκνότητας στο κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο (CMB) παρέχουν τους σπόρους για τους σχηματισμούς της σύγχρονης κοσμικής δομής, συμπεριλαμβανομένων των άστρων, των γαλαξιών, των σμηνών των γαλαξιών, των νηματίων και της μεγάλης κλίμακας κοσμικών κενών.

Αν υπήρχε περισσότερη κανονική ύλη, τότε θα ήταν διαφορετικά τα εξής φαινόμενα :

  • οι ατέλειες της θερμοκρασίας στο κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο,
  • οι συσχετίσεις των γαλαξιών σε μεγάλης κλίμακας δομές,
  • και οι αφθονίες των ελαφρών στοιχείων,

Πολλοί αστροφυσικοί, παρόλα αυτά, αναρωτήθηκαν: θα μπορούσε η κανονική ύλη να κρύβεται εντελώς από εμάς κάπου εκεί έξω, χωρίς να υπάρχει η ανάγκη για την παρουσία της σκοτεινής ύλης;

image

Μια απεικόνιση μιας φέτας του κοσμικού ιστού, όπως φαίνεται από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Το στοιχείο που λείπει που μπορούμε να εντοπίσουμε μέσω ηλεκτρομαγνητικών σημάτων είναι η κανονική ύλη μόνη της. η σκοτεινή ύλη δεν επηρεάζεται.

Οι επιστήμονες θέλησαν να μετρήσουν λοιπόν όλη την κανονική ύλη στο Σύμπαν, συμπεριλαμβανομένων των άστρων, των πλανητών, του αερίου, της σκόνης και πολλών άλλων.

Οι έρευνες έδειξαν τελικά ότι μόνο ~ 20% της ύλης ήταν μέσα στους γαλαξίες και τα σμήνη. ενώ περίπου άλλο ένα 35% βρέθηκε κατά μήκος νηματίων και στα κοσμικά κενά.

image

Ο σχηματισμός της κοσμικής δομής, τόσο στις μεγάλες κλίμακες όσο και στις μικρές κλίμακες, εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το πώς αλληλεπιδρά η σκοτεινή ύλη και η φυσιολογική ύλη. Παρά τις έμμεσες ενδείξεις για τη σκοτεινή ύλη, είναι ζωτικής σημασίας να υπολογίσουμε όλη την κανονική ύλη και να βεβαιωθούμε ότι δεν μπορεί να υπάρχει και άλλη κανονική ύλη κρυμμένη κάπου εκεί έξω, που να συμπληρώνει την χαμένη – ελλείπουσα μάζα του Κόσμου.

Ανακαλύφθηκε ακόμα, ότι σχεδόν το ήμισυ της κανονικής ύλης που μας λείπει από τον λογαριασμό, υποτίθεται ότι κρύβεται στο καυτό διαγαλαξιακό πλάσμα, που ονομάζεται καυτό-θερμό διαγαλαξιακό μέσο (WHIM).

image

Οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν το παρατηρητήριο XMM-Newton της ESA (κάτω δεξιά) για την ανίχνευση του WHIM. Το λευκό τετράγωνο περικλείει τη νηματοειδή δομή του θερμού αερίου που αντιπροσωπεύει μέρος του WHIM. Βασίζεται σε μια κοσμολογική προσομοίωση που εκτείνεται σε περισσότερα από 200 εκατομμύρια έτη φωτός. Οι κόκκινες και πορτοκαλί περιοχές έχουν υψηλότερες πυκνότητες και οι πράσινες περιοχές έχουν χαμηλότερες πυκνότητες. Η ανίχνευση οξυγόνου είναι ο τρόπος με τον οποίο ανασυντάχθηκε η αφθονία βαρυονίων.

Οι επιστήμονες ανακοίνωσαν τα τελικά στοιχεία για το καυτό-θερμό τμήμα του WHIM, με τη βοήθεια παρατηρήσεων σε κβάζαρ, που ακριβώς ήταν στα προβλεπόμενα ποσά. Αν τα αποτελέσματα αυτά είναι καθολικά, το μυστήριο λύνεται: έχει βρεθεί η ελλείπουσα φυσιολογική ύλη.

image

Με την εξέταση των άστρων, της σκόνης και του αερίου στους γαλαξίες και τα σμήνη, οι επιστήμονες βρήκαν μόνο το 18% της κανονικής ύλης. Αλλά με την επισκόπηση του διαγαλαξιακού χώρου, συμπεριλαμβανομένων των νηματίων και των κοσμικών κενών, οι επιστήμονες δεν βρήκαν μόνο αέριο, αλλά ιονισμένα πλάσματα όλων των θερμοκρασιών, που μας οδήγησαν στο 100% των αναμενόμενων ποσοτήτων της κανονικής ύλης. Δεν υπάρχει λοιπόν άλλη βαρυονική κρυμμένη ύλη. Και επομένως η σκοτεινή ύλη είναι απολύτως απαραίτητη.

Το τελικό συμπέρασμα;  Η σκοτεινή ύλη είναι απολύτως απαραίτητη.

 

Πηγή  http://physics4u.gr/

Advertisements

About sooteris kyritsis

Job title: (f)PHELLOW OF SOPHIA Profession: RESEARCHER Company: ANTHROOPISMOS Favorite quote: "ITS TIME FOR KOSMOPOLITANS(=HELLINES) TO FLY IN SPACE." Interested in: Activity Partners, Friends Fashion: Classic Humor: Friendly Places lived: EN THE HIGHLANDS OF KOSMOS THROUGH THE DARKNESS OF AMENTHE
This entry was posted in NEWS FROM SYNPAN and tagged , , , , , . Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.