Μετάβαση στο κύριο περιεχόμενο

Σκοτεινή ύλη


Η σκοτεινή ύλη στην αστρονομία και στην κοσμολογία, είναι ένας υποθετικός τύπος ύλης που συνεισφέρει κατά μεγάλο ποσοσό στη συνολική μάζα του σύμπαντος. Η σκοτεινή ύλη δε μπορεί να παρατηρηθεί απευθείας από τηλεσκόπια Προφανώς δεν εκπέμπει ούτε απορροφά φως ή άλλη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σε σημαντικό βαθμό. Αντίθετα, η ύπαρξη και οι ιδιότητές της βασίζονται στις βαρυτικές επιδράσεις πάνω στην ορατή ύλη, ακτινοβολία και τη μεγάλης κλίμακας δομή του σύμπαντος. Σύμφωνα με την ερευνητική αποστολή Planck και πάνω στη βάση του Καθιερωμένου Προτύπου (Standard Model of Cosmology), η συνολική ύλη-ενέργεια του σύμπαντος περιέχει 4.9% συνηθισμένη ύλη, 26.8% σκοτεινή ύλη και 68.3% σκοτεινή ενέργεια . Συνεπώς, η σκοτεινή ύλη υπολογίζεται ότι συνεισφέρει κατά 84.5% στη συνολική ύλη και κατά 26.8% στο συνολικό περιεχόμενο του σύμπαντος.

Τρόποι εντοπισμού της

Η ύπαρξή τους μπορεί να διαπιστωθεί από τα βαρυτικά αποτελέσματα σε ορατή ύλη, όπως τα αστέρια και οι γαλαξίες. Η υπόθεση της σκοτεινής ύλης έχει ως στόχο να εξηγήσει διάφορεςαστρονομικές παρατηρήσεις που δεν συμφωνούν με τη θεωρία μας για τη βαρύτητα, όπως ανωμαλίες στην ταχύτητα περιστροφής των αστεριών στις παρυφές των γαλαξιών. Η ταχύτητα αυτή είναι μεγαλύτερη από το αναμενόμενο, πράγμα που εξηγείται είτε με την παραδοχή ότι η θεωρία μας για τη βαρύτητα είναι λάθος (γεγονός όμως για το οποίο υπάρχουν πολλά αντίθετα επιχειρήματα) είτε με τη θεώρηση της ύπαρξης μιας μεγάλης ποσότητας μάζας που, προς το παρόν τουλάχιστον, δεν μπορούμε να δούμε. Η ύπαρξη της σκοτεινής ύλης θα έλυνε ένα πλήθος προβλημάτων συνέπειας στη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης.

Το μέγεθός της σε σχέση με την παρατηρήσιμη ύλη

Αν η σκοτεινή ύλη υπάρχει, υπερβαίνει σημαντικά σε μάζα το ορατό μέρος του σύμπαντος. Σύμφωνα με τα πρόσφατα αποτελέσματα του διαστημικού τηλεσκοπίου Planck μόλις το 4.9% της συνολικής μάζας του σύμπαντος μπορεί να γίνει άμεσα ορατό. Περίπου το 26.8% υπολογίζεται ότι αποτελείται από σκοτεινή ύλη. Το υπόλοιπο 68.3% αποτελείται από σκοτεινή ενέργεια, ένα ακόμα πιο περίεργο στοιχείο, διάσπαρτο στο διάστημα, το οποίο πιθανότατα δεν μπορεί να λογιστεί σαν συνήθη σωματίδια. Ο καθορισμός της φύσης αυτής της χαμένης μάζας είναι ένα από τα πιο σημαντικά προβλήματα της σύγχρονης κοσμολογίας και της φυσικής των σωματιδίων..

Τα πρώτα δεδομένα βασισμένα στην παρατήρηση

Η ιστορία ξεκίνησε το 1933, όταν ο αστρονόμος Fritz Zwicky μελετούσε την κίνηση μακρινών σμηνών γαλαξιών μεγάλης μάζας, συγκεκριμένα το Σμήνος της Κόμης κι αυτό της Παρθένου. Ο Zwicky υπολόγισε τη μάζα του κάθε γαλαξία του σμήνους βασισμένος στη λαμπρότητα του, κι άθροισε όλες τις γαλαξιακές μάζες για να υπολογίσει τη συνολική μάζα του σμήνους. Στη συνέχεια βρήκε ένα δεύτερο υπολογισμό ανεξάρτητο της συνολικής μάζας, που βασίστηκε στη μέτρηση των ατομικών ταχυτήτων των γαλαξιών του σμήνους. Προς μεγάλη του έκπληξη, αυτός ο δεύτερος υπολογισμός δυναμικής μάζας ήταν 400 φορές πιο μεγάλος από τον υπολογισμό που βασιζόταν στο φως των γαλαξιών.

Περαιτέρω επαληθεύσεις

Αν και τα πειραματικά δεδομένα ήταν ήδη σημαντικά την εποχή του Zwicky, μόνο από τη δεκαετία του '70 οι επιστήμονες άρχισαν να μελετούν συστηματικά αυτή τη διαφορά. Εκείνη την περίοδο η ύπαρξη της σκοτεινής ύλης άρχισε να λαμβάνεται στα σοβαρά υπ' όψιν. Η ύπαρξη τέτοιας ύλης δεν θα είχε μόνο επιλύσει την έλλειψη μάζας στα σμήνη γαλαξιών, αλλά θα είχε επίσης αποτελέσματα πολύ μεγαλύτερης εμβέλειας σχετικά με την εξέλιξη και τη μοίρα του ίδιου του Σύμπαντος.

Ένα επιπρόσθετο παρατηρησιακό δεδομένο της λογικής συνοχής της σκοτεινής ύλης προκύπτει από τις καμπύλες περιστροφής των σπειροειδών γαλαξιών. Οι σπειροειδείς γαλαξίες περιλαμβάνουν έναν τεράστιο πληθυσμό αστέρων που διαγράφουν τροχιές σχεδόν κυκλικές γύρω από το γαλαξιακό κέντρο. Όπως ισχύει για τις τροχιές των πλανητών, αναμένεται ότι οι αστέρες με μεγαλύτερες γαλαξιακές τροχιές έχουν μικρότερες τροχιακές ταχύτητες (πρόκειται για απλό συμπέρασμα του τρίτου νόμου του Κέπλερ). Στην πραγματικότητα, ο τρίτος νόμος του Κέπλερ εφαρμόζεται μονάχα σ' αστέρες που βρίσκονται κοντά στην περιφέρεια ενός σπειροειδούς γαλαξία, εφόσον προϋποθέτει σταθερότητα της μάζας που περιλαμβάνει η τροχιά.
Οι αστρονόμοι έχουν ωστόσο διεξάγει παρατηρήσεις των τροχιακών ταχυτήτων των αστέρων στην περιφέρεια μεγάλου αριθμού σπειροειδών γαλαξιών, και σε καμία περίπτωση δεν ακολουθήθηκε ο τρίτος νόμος του Κέπλερ. Αντί να μειώνονται σε μεγάλες ακτίνες, οι τροχιακές ταχύτητες παραμένουν απόλυτα σταθερές, γεγονός που υποδηλώνει ότι η μάζα που περιλαμβάνει η τροχιά μεγάλης ακτίνας αυξάνεται, κι αυτό ισχύει για αστέρες που βρίσκονται φαινομενικά κοντά στα όρια του γαλαξία. Αν και βρίσκονται κοντά στα άκρα του φωτεινού τμήματος του γαλαξία, το τμήμα αυτό έχει περίγραμμα μάζας που φαινομενικά συνεχίζει πολύ πέρα από τις περιοχές στις οποίες κυριαρχούν αστέρες.



Ορίστε ένας άλλος τρόπος αντιμετώπισης του προβλήματος: ας λάβουμε υπ' όψιν τους αστέρες που βρίσκονται κοντά στην περιφέρεια ενός σπειροειδούς γαλαξία, με τροχιακές ταχύτητες της τάξης των 200 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο κατά γενική ομολογία. Αν ο γαλαξίας αποτελούταν μόνο από ύλη που μπορούμε να δούμε, οι αστέρες αυτοί θα τον εγκατέλειπαν σε σύντομο χρονικό διάστημα, δεδομένου ότι οι τροχιακές ταχύτητες τους είναι τέσσερις φορές πιο μεγάλες από την ταχύτητα διαφυγής από το γαλαξία. Δεδομένου ότι δεν παρατηρούνται γαλαξίες που έχουν διασκορπιστεί με τέτοιο τρόπο, στο εσωτερικό τους πρέπει να υπάρχει μάζα την οποία δεν λαμβάνουμε υπ' όψιν όταν αθροίζουμε όλα τα τμήματα που μπορούμε να δούμε.

https://el.wikipedia.org

Σχόλια

Δημοφιλείς αναρτήσεις από αυτό το ιστολόγιο

Chupacabra (τσουπακάμπρα)

Ο θρύλος λέει πως το «τέρας» αυτό από τη Λατινική Αμερική επιτίθεται στα κοπάδια, κυρίως τις κατσίκες, και ρουφά το αίμα τους. Το όνομά του είναι chupacabra, από τις ισπανικές λέξεις chupar που σημαίνει ρουφώ και cabra που σημαίνει κατσίκα.

Οι περιγραφές του θρυλικού αυτού όντος ποικίλουν: άλλοι λένε πως μοιάζει με ερπετό με μυτερά πτερύγια στην πλάτη κι άλλοι με άτριχο σκύλο με μεγάλα δόντια και μακριά νύχια.Το τσουπακάμπρα θεωρείται κρυπτίδιο, δηλαδή ζώο που η ύπαρξή του δεν έχει αποδειχτεί αλλά πιστεύεται ότι ανήκει στην παραδοσιακή λαογραφία και τη σύγχρονη τάση για μυθοπλασία. Περιγράφεται ως ένα μικρό (ύψος έως 1,2 μέτρα) πλάσμα με πράσινες φολίδες και αιχμηρές προεξοχές, καθώς και με πολύ κοφτερά και μακριά δόντια. Μερικοί μάρτυρες ισχυρίζονται ότι διαθέτει φτερά σαν της νυχτερίδας και κόκκινα μάτια που έχουν την ιδιότητα να υπνωτίζουν. Επιτίθεται κυρίως σε αιγοπρόβατα, τα οποία δαγκώνει και απομυζά ολόκληρο το αίμα τους, ενώ πιστεύεται πως η καταγωγή του είναι εξωγήινη. Πολλοί…

Τα Μυστήρια των συντριβανιών της πλατείας Γεωργίου στην Πάτρα.

Η ιστορία μας αρχίζει το 1875 επί δημαρχίας Γεωργίου Ρούφου, όταν στην πλατεία Γεωργίου τοποθετήθηκαν δύο θαυμάσια και περίτεχνα συντριβάνια.
Τα συντριβάνια τοποθέτησε η Γαλλική εταιρεία που είχε αναλάβει τα υδραυλικά έργα στην Πάτρα και στοίχισαν συνολικά 70.000 δρχ. ποσό υπέρογκο για τις οικονομικές δυνατότητες της τότε Ελλάδας.
 Το κάθε συντριβάνι κοσμείται από τέσσερις μπρούτζινους γρύπες και στην κορυφή του κάτω συντριβανιού ορθώνεται μια υδροχόος, στο δε πάνω συντριβάνι ένας αυλητής. Σε φύλλο της εποχής η Αθηναϊκή εφημερίδα Στοά γράφει: «Το κοινόν της πόλεως από τινών ημερών συρρέει περίεργον εις την πλατείαν του Γεωργίου προς θέαν των υδραυλικών έργων της Γαλλικής εταιρείας. Μέχρι της ημέρας ταύτης εστήθη το εν των αναβρυτηρίων, περί ου οι ειδότες λέγουσι ότι είναι όμοιον των εν Παρισίοις.

Η αξία αυτού ανεβαίνει τας 25.000 δραχμών, εκτός της μαρμάρινης λεκάνης και λοιπής εργασίας. Το ύψος αυτού ανέρχεται εις 7 μέτρα, συνίσταται δε εις στήλην πλατείαν εξ ορυχάλκου, εν μέσ…

Το αντιτορπιλικό ΛΕΩΝ και το μυστηριώδες πείραμα της Φιλαδέλφειας

Λέων ΙΙΙ (Αντιτορπιλικό)/ D-54 τύπου ‘BOSTWICK’Πρώην ‘USS ELDRIDGE DE 173’.

Κατασκευάστηκε στα ναυπηγεία ‘USA – Federal Shipbuilding and Diydocking Ca, Newark, NJ’. Καθελκύστηκε στις 25 Ιουνίου 1943. Ένα από τα 4 Α/Τ συνοδείας που παραχωρήθηκαν από τις Η.Π.Α. στα πλαίσια της Στρατιωτικής βοήθειας. Του ιδίου τύπου : ‘Αετός ΙΙ’, ‘Ιέραξ ΙΙΙ’, ‘Λέων ΙΙΙ’ και ‘ΠΑΝΘΗΡ ΙΙ’. Το 1943 ναυπηγήθηκε. Παρελήφθη στις 15 Ιανουαρίου 1951 στις Η.Π.Α στη Βωστόνη από την Ελληνική Μητρόπολη Νέας Αγγλίας. Χρήσιμα πλοία που στήριξαν τον Στόλο. Εκτός από την κυρίως αποστολή του χρησιμοποιήθηκε εντατικά επί πλέον σε περιπολίες στο Ανατολικό Αιγαίο και Δωδεκάνήσα. Κάλυψε εκπαιδευτικές ανάγκες της Σχολής Ναυτικών Δοκίμων (ΣΝΔ). Άνηκε στην διοίκηση Αντιτορπιλικών. Παροπλίστηκε στις 15 Νοεμβρίου 1992 (ΟΠΠ/ΝΣ)Υπήρξε 1 από τα 4 αντιτορπιλικά της κλάσης Cannon που δόθηκαν στο Ελληνικό Π.Ν. και έγιναν γνωστά ως «τα θηρία», καθώς ονοματίστηκαν «Αετός», Ιέραξ», «Πάνθηρ» και «Λέων». Δύο από αυτά έμελλε να γίνουν διάσημα…