Categories
Stiinta

Despre materia întunecată cu Andrew Pontzen


Andrew Pontzen, este cercetător și profesor de fizică la University College London. El a ținut o prelegere despre materia întunecată în care a prezentat câteva detalii generale și ipotezele pe care se bazează cercetătorii azi.

Se știe că materia întunecată are un efect mic la scară planetară și că soarele ar putea prinde o parte dintre particulele de materie întunecată cu ajutorul gravitației sale. Dar nu se știe despre ce fel de particule este vorba, mai exact.

Diferitele calcule arată că ar trebui să fie particule care ocupă spațiu foarte mic, dar ar trebui să aibă masă destul de mare.

S-a ajuns la ideea de materie întunecată când astronomii au observat că materia care se vede în telescoape este doar o cincime din totalul necesar pentru a demostra rotația galaxiilor.

În mod normal, dacă este să ne luăm după materia ce se vede prin telescoape, stelele din galaxii ar trebui să se rotească tot mai încet pe măsură ce te îndepărtezi de centrul galaxiei. Așa cum se întâmplă în Sistemul Solar cu planetele.

În schimb, stelele de la marginea galaxiei se rotesc în jurul galaxiei cu aceeași viteză unghiulară, adică dacă ai trece o dreaptă prin centrul galaxiei și apoi printr-o stea de aproape de centru și una de la margine, te-ai aștepta ca steaua de la margine să rămână în urmă, dar nu este așa.

Singura explicație plauzibilă este prezența unei materii care nu se vede, dar care generează suficient de multă gravitație încât să rotească toate stelele ca punctele de pe un CD în jurul centrului. Așa a apărut denumirea de materie întunecată.

Calculele arată că, într-un volum de 1000 de metri cubi ar putea fi 1 milion de asemenea particule care circulă cu sute de kilometri pe secundă. În acest moment acele particule trec prin noi și prin planeta naostră și se duc tot mai departe. Dat fiind că viteza de evadare a Terrei este de 5 km/s, îți dai seama că acele particule trec simplu de noi. Nu s-au găsit încă metode de detecție directă a materiei întunecate, dar se știe că aceasta există.

În secțiunea de Întrebări și Răspunsuri Andrew Pontzen răspunde unor întrebări interesante:

Iată întrebările și răspunsurile:
1. De ce nu ajustăm legea gravitației ca să ia în calcul efectele la nivel de galaxie?

S-a încercat această metodă și cercetătorii au decis că varianta cea mai bună este descoperirea unei particule noi. Ajustările care trebuiau făcute la legea gravitației nu au meritat efortul.

2. Există materie întunecată care orbitează planeta noastră?

Dat fiind că zboară la peste 100 km/s materia întunecată poate orbita numai corpuri mari pe cum este Soarele sau centrele unor galaxii.

3. Cât de multă materie întunecată intră într-o gaură neagră?

Dat fiind că găurile negre ocupă destul de puțin spațiu într-o galaxie, cea mai mare parte a materiei întunecate trece pe lângă acele găuri negre.

4. Care este diferența dintre materia întunecată și energie întunecată?

Materia întunecată este compusă din particule, iar energia întunecată are semnele unei anumite forme de energie. Dacă ai o anumită cantitate de energie întunecată într-o cutie și apoi dublezi volumul cutiei respective, atunci materia întunecată se dublează și ea.

Doar așa se poate explica expansiunea accelerată a Universului.

5. De ce nu sunt neutrino parte a materiei întunecate?

Noi am reușit să detectăm neutrino și nu are comportamentul prezis de modelele ce prevăd existența materiei întunecate.

6. Cum de materia întunecată poate trece prin întreaga planetă?

Dat fiind că este foarte mică, o particulă de materie întunecată poate trece liniștit printre atomi.

7. Care este diferența dintre antimaterie și materia întunecată?

Antimateria este oglina materiei și noi am putut crea așa ceva în laboratoare. Materia întunecată este o particulă cu totul și cu totul nouă, diferită.

8. Despre ce energii ar fi vorba în aceste particule de materie întunecată?

Dacă este să ne luăm după teoria stringurilor, materia întunecată ar trebui să aibă energii de aproximativ 100 GeV sau de cel puțin 200 de ori masa de repaus a electronilor (0.5 MeV).

9. Dacă nu interacționează cu forțele electromagnetice, este obligată materia întunecată să respecte legile fizicii?

Da, materia întunecată este materie și, chiar dacă are particularitățile sale, ea trebuie să respecte legile fizicii.

Categories
Stiinta

Documentar: Găurile Negre, arhitecții Universului

În Univers găsești mereu câte ceva care să te uimească. Ia exemplul găurilor negre super-masive care pot avea și 17 miliarde de mase solare. Space.com explică faptul că o asemenea gaură neagră ar avea diametrul cât orbita planetei Neptun, adică 9 miliarde de kilometri.

Categories
Stiinta

Animație: originea universului

În filmul de mai sus poți afla ce este cosmologia și de ce avem nevoie de acceleratoare de particule. Coosmologia este disciplina ce studiază originea, dezvoltarea și viitorul Universului iar acceleratoarele de particule, ca LHC, permit testarea unor ipoteze și recrearea unor condiții asemănătoare stării din momentul Big Bang.

Categories
Stiinta

Călătorie până la granițele Universului [documentar]

documentar-univers

Alec Baldwin ne povestește despre Univers, așa cum nu l-am mai văzut în filmele documentare de până acum. Călătorie până la granițele Universului este un documentar care vrea să ne deschidă ochii la muninățiile Universului și la particularitățile anumitor zone din spațiu.

Cu animații foarte bine concepute și narat cu pasiune documentarul de mai sus îți va ocupa 90 de minute din viață, dar vor fi cele mai frumoase 90 de minute pe care le poți oferi culturii tale generale.

Știai că Venus fierbe la peste 300 de grade Celsius și că are acid sufluric în atmosferă? Ori că Mercur este, de fapt, miezul din fier unei planete străvechi ori că urmele lăsate de Neil Armstrong pe Lună în 1969 vor rămâne acolo milioane de ani?

Toate acestea și multe altele le vei afla din documentarul de mai sus. Click and have fun!

Categories
Stiinta

Universul la superlativ: mărimi, distanțe și viteze

Universul este tot ceea ce ne înconjoară iar cifrele ce îl definesc depășeșc cu mult capacitatea noastră de a-l înțelege. Se bănuiește că Universul are o vechime de peste 13.7 miliarde de ani de când a apărut, are mai bine de 900 de Yottametri în diametru (93 de miliarde de al) iar unele găuri negre ocupă mai mult spațiu decât întregul nostru sistem solar și au câte 17 miliarde de mase solare.

Categories
Stiinta

Sfârșitul tuturor lucrurilor: istoria Universului în 10 minute

Hank Green reușește să captiveze de fiecare dată cu filmele educative despre știință de pe canalul SciShow. În filmul de mai sus vedem istoria Universului în două părți: de la formarea Universului până azi și de azi până la unul dintre ipoteticele finaluri ale Universului.

Categories
Tehnologie

ESO@50 Day 5 – lecția de cosmologie

În ziua 5 la ESO@50 s-a discutat despre cosmologie. Cosmologia este disciplina care studiază originea, structura și dezvoltarea Universului. ESO a avut un rol important în studiile de cosmologie (exemplu este studiul supernovelor), mai ales cu folosirea VLT, unul dintre cele mai iubite observatoare astronomice din lume.

Mark Sullivan ne-a arătat ce formule se folosesc pentru studiul distanței până la stele. Formula este relativ simplă și a fost pusă la punct de Hubble, prin anii douăzeci. Totul ține de deplasarea către roșu (effect Doppler) și de strălucirea stelelor.

Studiul supernovelor a adus indicii despre expansiunea Universului. De la descoperierea supernovelor în anii șaizeci au trebuit să treacă decenii de studiu al acestora pentru a descoperi expansiunea Universului.

Cu toate că s-au făcut o mulțime de observații nu s-a reușit până acum detectarea unei stele care să devină o supernovă (explozie de la finalul vieții unei stele). Totuși, cercetătorii nu se lasă și caută asemenea generatori de supernove. Dacă ar reuși să prindă o supernovă “în fapt”, atunci ei ar putea înțelege mai bine procesele din stele și, inclusiv, din Soarele nostru.

Michael Murphy întreabă dacă nu cumva constantele fundamentale se schimbă în funcție de poziția ta în Univers. Studiile făcute de echipa din care face parte au relevat că o anumită constantă (alpha) are alte valori în 61 de quasari analizați. Totuși, a zis că trebuie să confirme descoperirile prin mai multe teste.

El a mai prezentat faptul că aceste constante sunt calculate în funcție de ceea ce avem noi pe Terra iar extinderea modelului asupra întregului Univers este doar o presupunere.

Dacă descoperirea se confirmă, atunci oamenii de știință vor trebui să reformuleze teoriile să includă faptul variabilitatea constantelor. În orice caz, aceste constante ar avea variații destul de mici. Michael Murphy nu este tocmai convins de faptul că dacă ai schimba acum valoarea constantelor fundamentale vei ajunge să distrugi viața.

Stefano Cristiani a prezentat motivele pentru care trebuie să studiem mediul intergalactic, printre ele fiind acela de a vedea cum a început Universul.

Tim de Zeeuw, Directorul General al ESO, a încheiat ESO@50 printr-un discurs din care a lăsat de înțeles că ESO are oameni foarte motivați și foarte bine instruiți. Pentru următorii 12-15 ani se dorește ca observatorul din Paranal să fie cel mai bun în continuare.

Ajutorul venit din partea Chile care a donat terenul pentru VLT și ELT a dus la transformarea zonei Paranal în parc astronomic. Pe viitor se urmărește continuarea parteneriatelor cu comunitatea, motiv pentru care programele studențești și de fellowship au un mare succes.

ELT este un proiect foarte ambițios, dar, după cum spune Tim de Zeeuw, țările membre pot susține financiar toate activitățile. Viitorul va rezerva multe suprize și este greu de prezis ce vor face astronomii de la ESO în anii ce urmează.

Se urmărește folosirea undelor gravitaționale pentru studierea Universului, lucru oricum dificil la ora actuală. Viitorul astronomiei depinde și de calitatea muncii livrată de astronomi care are rolul a ține treaz interesul comunității pentru acest domeniu.

Dumnealui a mai completat că ESO nu ar trebui să devină un laborator uriaș, pe cum este CERN, ci ar trebui să rămână un sistem deschis.

Pe viitor ESO urmărește adăugarea de membri, crearea de facilități tot mai bune pentru astronomi, să facă studii complementare celor care sunt deja făcute în lume și să colaboreze cu telescoapele din spațiu. Punct.

Sau nu? Ideea este că întot deauna se va găsi ceva mai interesant de descoperit și, cel mai bun lucru din toate, activitățile de cercetare de la ESO și din domeniul astronomiei în general au efecte în viața de zi cu zi a oamenilor (vezi WiFi, provenit din rasioastronomie sau internetul, rezultat al muncii oamenilor de știință).

Mai multe despre importanța astronomiei pentru oamenii obișnuiți într-un articol viitor (conferința de presă la care am fost). În rest, iată alte poze de la fața locului:

A fost o săptămână obositoare pe de o parte, dar pe de altă parte una în care am cunoscut o latură ascunsă a lumii cercetătorilor și m-am educat puțintel în domeniul acesta. Felicitări ESO pentru ESO@50.