Symulacje komputerowe pozwoliły stwierdzić, że z dotychczas uznawanymi teoriami formowania się galaktyk coś jest nie tak.

Materia zwana ciemną to byt o bliżej niesprecyzowanej naturze, wprowadzony do kosmologii po to, by wyjaśnić nietypowy rozkład prędkości obrotowych galaktyk. Ponieważ nie jest ona widzialna, oddziałuje tylko grawitacyjnie, co mocno utrudnia jej – nawet pośrednią – obserwację. Dopiero w 2006 udało się stwierdzić jej obecność, obserwując soczewkowanie grawitacyjne w pozornie pustym obszarze sfery niebieskiej.

Ciemna materia, składająca się na prawie 1/4 masy wszechświata (podczas gdy reszta to niemal wyłącznie ciemna energia – “zwykłej”, atomowej materii jest mniej niż 5%), musi odgrywać istotną rolę w formowaniu się galaktyk. Uważa się, że pierwszymi wielkoskalowymi strukturami we wszechświecie były halo – chmury ciemnej materii, które za pomocą przyciągania grawitacyjnego skupiły w swoim wnętrzu gaz, z którego powstały galaktyki.

Dotychczas uważano, że gęstość ciemnej materii rośnie wraz ze zbliżaniem się do centrum galaktyki. Z przeprowadzonych przez naukowców z Narodowego Uniwersytetu Meksykańskiego symulacji wynika jednak, że taka sytuacja prowadziłaby do zupełnie innego obrazu galaktyk niż ten, który znamy. Mianowicie, czarne dziury w centrach galaktyk pochłonęłyby znaczną ilość ciemnej materii i urosły do mas dużo większych, niż jakiekolwiek obecnie znane. Co więcej, dzisiejsze halo byłyby mniejsze, niż znajdujące się niegdyś wewnątrz nich galaktyki, a to prowadziłoby do innych niż obserwowane rozkładów prędkości obrotowych.

Zaproponowana modyfikacja modelu zakłada, że w centralnym obszarze galaktyki gęstość halo jest stała i nie przekracza siedmiu mas Słońca na sześcienny rok świetlny. Takie stwierdzenie wymaga dodatkowych wyjaśnień – najprościej przez zapostulowanie siły, która przeciwstawia się oddziaływaniu grawitacyjnemu w ciemnej materii powyżej pewnej jej gęstości. Głębokie zastanowienie się nad naturą tej siły może paradoksalnie pomóc w wyjaśnieniu, z czego właściwie składa się ciemna materia.

Autor

Paweł Laskoś-Grabowski

Komentarze

  1. bart3616    

    Nowe fakty dotyczące ciemnej materii i ciemnej energii — Nowe spojrzenie dotyczące ciemnej materii i ciemnej energii zostało przekonywująco zaprezentowane w ciekawym programie demonstracyjnym dostępnym na linku: http://dl.dropbox.com/u/26262175/SagitariusBRopisProgramu.doc

    1. remi    

      Program — Ktoś oglądał? Bo ja jeszcze nie miałem czasu 🙁 Jakieś wnioski?

      1. at    

        normalnie — Facet pokazuje, że ciemne masy są zbyteczne.

        Standardowy model nie uwzględnia obecności materii pomiędzy gwiazdami, a chodzi o zawrotne ilości rzędu: 1 atom wodoru na m3… błehehe!

        1. remi    

          Ciemna materia — Więc co sądzicie o ciemnej materii? Biorąc pod uwagę np.:
          http://news.astronet.pl/6798

        2. at    

          rozpraowane — Dawno to wyjaśniono bez ciemnej materii.
          Zwykle galaktyki eliptyczne są odpowiedzialne za zniekształcenia obrazu.

          Typowy przykład:
          http://www.blogadilla.com/2007/05/19/dark-matter-image/

          Pewnie te galaktyki intensywnie parują – emitują wiatr galaktyczny, analogiczny do gwiazdowego/słonecznego (w sumie dziwne byłoby, gdyby ze skupisk miliardów gwiazd ten wiatr nie wylatywałby na zewnątrz!).

          Zatem one są jakby wewnątrz ekspandującego stale bąbla gazu, czyli soczewa jak diabli!
          Zarazem taki gaz jest zimny – ruch głównie liniowy = uporządkowany, a nie chaotyczny = termiczny.

          Grawitacyjne soczewki są zbyteczne – ‘superfluous’ jak rzekł kiedyś jeden jegomość o eterze… hehe!

        3. remi    

          Soczewka — Biorąc pod uwagę promień Einsteina – taka galaktyka eliptyczna z bąblem od niej musiałby mieć średnicę 800 tysięcy lat świetlnych. A nasza Droga Mleczna ma tylko 100 tysięcy. Nie odkryto tam w obserwacjach wizualnych żadnej galaktyki, na dodatek eliptycznej. Szczegółowe mapy można znaleźć w pracy w pracy, do której jest link pod artykułem – eso120.pdf

          Gaz taki niestety nie będzie zimny. Obserwacje w X pokazały istnienie materii barionowej, więc ewentualny gaz został już uwzględniony. Co z resztą 75%?

          A co z separacją materii niebarionowej i gazu? Oczywistym staje się brak działania ciśnienia na ciemną materię.

          A na dodatek nie jest to pierwsza i jedyna tego typu praca.

        4. at    

          normalna optyka

          > Biorąc pod uwagę promień Einsteina – taka galaktyka eliptyczna
          > z bąblem od niej musiałby mieć średnicę 800 tysięcy lat świetlnych.

          Na tym zdjęciu, które pokazywałem jest kilka grubych eliptycznych, i one stoją niemalże w linii – do nas. Stąd te deformacje i zwielokrotnione obrazy galaktyki stojącej również w pobliżu tej linii, a za nimi.

          > Gaz taki niestety nie będzie zimny. Obserwacje w X pokazały istnienie
          > materii barionowej, więc ewentualny gaz został już uwzględniony. Co
          > z resztą 75%?

          Nie potrzeba żadnych dodatkowych 75%, bo to nie jest przecież grawitacyjna soczewa, lecz zwyczajna refrakcja w niejednorodnym i ruchomym medium – efekt jest wielokrotnie większy.

          > A na dodatek nie jest to pierwsza i jedyna tego typu praca.

          Po Koperniku też chyba z 200 lat niewiele się nie zmieniało.
          Galileusz był ze 100 lat później – i co?
          Pokazali mu kilka przyrządów w piwnicy klasztornej, no i szybciutko odwołał swoje herezje.

          A teraz jest znacznie gorzej – bezwładność nauki jest nieporównywalnie większa!

        5. remi    

          Optyka? — Niestety, ale po pierwsze, zwykła refrakcja będzie w tym wypadku rozpraszające, a po drugie ośrodek stojący załamuje tak samo jak poruszający się. Po za tym, oni z słabego i silnego soczewkowania znaleźli rozkład materii a od tego odjęli rozkład z obserwacji w X i wizualnych. Niestety, te 75% nie jest tam jakoś niepotrzebne, bo ono nie jest “włożone”, tylko wynika wprost z pomiarów. No i rzeczywiście z pomiarów odległości (pomiędzy barionową i niebarionową) oraz pędu materii barionowej wynika, że jest to materia nie czująca ciśnienia, która rzeczywiście oddziałuje tylko przez grawitację. A żadnej galaktyki eliptycznej tam nie widać – a powinno, gdyby była.

        6. at    

          może negatyw — Tam jest mniej niż średnio, czyli np. 0.1atom / m3, zamiast 5 i stąd te iluzje – ciśnienie nie bierze próżni, hehe!

          Albo spreparowali sobie normalnie ten obrazek, żeby zatwierdzić cm.
          Nie żeby fałszowali coś tam, ale po prostu bardzo chcieli znaleźć coś, co pasuje do hipotezy.

        7. Andrzej Karoń    

          1 atom wodoru/m3, to z pozoru wcale nie tak mało…

          > Facet pokazuje, że ciemne masy są zbyteczne.
          >
          > Standardowy model nie uwzględnia obecności materii pomiędzy
          > gwiazdami, a chodzi o zawrotne ilości rzędu: 1 atom wodoru na
          > m3… błehehe!

          Choć masa 1 atomu wodoru jest znikoma: 1,6735x1e-24 g (1,007825 a.m.u.), to jednak przy tak ogromnych objętościach przestrzeni, jaka zwykle jest pomiędzy galaktykami, może mieć faktycznie znaczenie.

          PRZYKŁAD
          Załóżmy że duże galaktyki w gromadzie dzieli przestrzeń rzędu 2 mln lat św., dla uproszczenia niech ta przestrzeń ma kształt sferyczny…

          1.) Ile to jest m3 przestrzeni?
          2.) Jaką zwiera masę, przy gęstości 1 atom wodoru/m3?

          Ad 1.)
          Ponieważ długości 1 rok świetlny, odpowiada 9.4608e+15 metrów, to 2 mln lat św. odpowiada 1.89216e+22 metrów, co odpowiada promieniowi “kuli” R=9.4608e+21 metrów (R=1 mln lat św.)

          Zatem objętość kuli: 4/3 x PI x R x R x R

          to “bagatela”: 3.547e+66 m3!

          Ad.2.)
          Jeżeli w wyżej obliczonej objętości mamy ‘gęstość” 1 atom wodoru/m3 = ILOŚCI ATOMÓW WODORU, to odpowiada to masie:

          3.547e+66 m3 x 1,6735x1e-24 g =

          ok. 5.936e+42 gram
          ==================

          dla porównania masa Słońca to 1.989e+33 gram, czyli

          ok. 5.936e+42 gram = 3 MILIARDY MAS SŁOŃCA !!!

          Zatem “pusta” z pozoru przestrzeń między galaktykami może zawierać masę odpowiadającą co najmniej karłowatej galaktyce – taką masę ma np.M32 (jedna z galaktyk satelitarnych Wielkiej Galaktyki Andromedy).

        8. at    

          pewnie — Ale 1 atomy / m3 to wartość znana – oficjalna, pomiędzy galaktykami (z cmb wychodzi chyba 3 atomy / m3).

          Natomiast w galaktyce, pomiędzy gwiazdami, jest przecież znacznie więcej.
          Wiatr słoneczny i w pobliżu Jowisza – chyba z 1 atom / cm3, czyli milion razy więcej.

        9. Andrzej Karoń    

          Próżnia “próżni” nierówna 🙂

          > Ale 1 atomy / m3 to wartość znana – oficjalna, pomiędzy galaktykami
          > (z cmb wychodzi chyba 3 atomy / m3).
          > (…)

          1 atom m3 to minimalna zakładana ilość, ale nic nie stoi na przeszkodzie żeby była troszkę więcej atomów.

          Przy gęstości 3 atomy H / m3 – wyżej wspomniana sfera (2 mln lat św.) zawierałaby – wynikającą z proporcji – masę 9 MLD MAS SŁOŃCA.

          > (…)
          > Natomiast w galaktyce, pomiędzy gwiazdami, jest przecież znacznie
          > więcej.
          > Wiatr słoneczny i w pobliżu Jowisza – chyba z 1 atom / cm3, czyli
          > milion razy więcej.

          Dla porównania: Stała Loschmidta, czyli ilość cząsteczek gazu przy temp. 273 K i ciśn. 1 atm = 2.686x1e+19 / cm3, tj. “tylko”:

          ~26867805000000000000 / cm3

          lub

          ~26867805000000000000000000 / m3

          Dodam jeszcze, że z ziemskiego punktu widzenia 1 atom / cm3
          (=1000000 / m3), to nadal jest to PRÓŻNIA nieosiągalna nawet w najlepszych laboratoriach…

Komentarze są zablokowane.