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

Ένθετος Ζωδιακός Κύκλος σε τοιχογραφία εκκλησίας του Πηλίου.

Η ομάδα έρευνας των αστικών μυστικών θα μας ταξιδέψει στο θρυλικό βουνό της Μαγνησίας, στο όρος Πήλιο. Θα μεταβούμε νοερά στην μαγευτική Τσαγκαράδα ή ακόμη πιο συγκεκριμένα στις Μηλιές. Εκεί το ενδιαφέρον μας προσέλκυσε μια εκλησία, στην κεντρική πλατεία του χωριού. Ο Ιερός Ναός των Παμμεγίστων Ταξιαρχών στις Μηλιές Πηλίου ο οποίος αποτελεί δείγμα παραδοσιακής αρχιτεκτονικής με ιδιέταιρο κατασκευαστικά χαρακτήρα, αξιόλογες τοιχογραφίες και μεγάλο ιστορικό ενδιαφέρον.  Ο ρυθμός του είναι τρίκλιτη βασιλική με δώδεκα εσωτερικούς τρούλους και αποτελείται από τον πρόναο και τον κυρίως ναό. Χτίστηκε κατά τη διάρκεια της τουρκοκρατίας, από το 1741 έως το 1774, χωρίς καμπαναριό και με τέτοιο τρόπο ώστε το εξωτερικό του να μην προδίδει την αληθινή φύση του κτιρίου, για την προστασία του.  Από την προφορική παράδοση γνωρίζουμε, ότι η αγιογράφηση έχει γίνει από Αγιορείτη μοναχό και το τέμπλο, που είναι ξυλόγλυπτο και επιχρυσωμένο από ξύλο φλαμουριάς και έχει κατασκευαστεί από Ηπειρώτε

Η χαμένη αποικία Roanoke και η μυστηριώδης λέξη Croatoan

Croatoan : Μια μυστηριώδης λέξη που έχει κεντρίσει το ενδιαφέρον των απανταχού κυνηγών του μυστηρίου, εδώ και αιώνες. Τι συνέβη στη χαμένη αποικία της Βόρειας Καρολίνας, στο Roanoke Island ; Πολλές θεωρίες έχουν προταθεί αλλά καμιά μέχρι τώρα δεν έχει επικρατήσει ως η πιο πιθανή, αντίθετα ο γρίφος μεγαλώνει. Μια ομάδα εποίκων εξαφανίστηκε στη Βόρεια Αμερική χωρίς κανένα ίχνος και κανείς δεν έχει βρει στοιχεία για την τύχη τους εδώ και αιώνες. Η αποικία Roanoke ήταν ο πρώτος αγγλικός οικισμός στην Αμερική. Αφού έμαθε για μια πλούσια, όμορφη περιοχή στην Αμερική η Βασίλισσα Ελισάβετ Ι, της Αγγλίας, αποφάσισε να προσαρτήσει αυτή τη περιοχή της Βιρτζίνια. Στη συνέχεια, έδωσε στον Sir Walter Raleigh  άδεια να δημιουργήσει μια αποικία. Θα χρηματοδοτούσε και θα σχεδίαζε την εκστρατεία στη περιοχή που βρίσκεται τώρα η Βόρεια Καρολίνα. Ο Raleigh είχε 10 χρόνια για να ολοκληρώσει την αποστολή. Το 1585, μια αποστολή με επικεφαλής τον Sir Richard Grenville, που αποτελούνταν απ

Aπομεινάρι από την αρχαία Θάλασσα της Τηθύος νότια της Κρήτης.

Κατα την περιήγηση της ομάδας έρευνας των αστικών μυστικών στο διαδίκτυο ''σκοντάψαμε'' σε ένα άρθρο του πρώτου θέματος με τίτλο Νότια της Κρήτης ο αρχαιότερος ωκεάνιος φλοιός στον κόσμο   το οποίο μας πληροφορεί ότι ο βυθός της Ανατολικής Μεσογείου περιέχει τον αρχαιότερο ωκεάνιο φλοιό στον κόσμο, ηλικίας έως 340 εκατομμυρίων ετών, σύμφωνα με μια νέα επιστημονική έρευνα. Συγκεκριμένα πρόκειται για την υποθαλάσσια περιοχή γνωστή ως Λεκάνη του Ηροδότου , που βρίσκεται νοτιοανατολικά της Κρήτης, νοτιοδυτικά της Κύπρου και βόρεια της Αιγύπτου. Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Ρόι Γκρανότ του Πανεπιστημίου Μπεν Γκουριόν του Ισραήλ, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό γεωεπιστημών "Nature Geoscience". Στους ωκεανούς της Γης λαμβάνει χώρα μια συνεχής ανακύκλωση, καθώς στις λεγόμενες ζώνες καταβύθισης ο φλοιός εισχωρεί στον μανδύα του πλανήτη για να αναδυθεί ξανά μετά από εκατομμύρια χρόνια. Ο βυθός των θαλασσών συνήθως έχει ηλικία όχι μεγαλύτε