Tag Archives: tamna materija

Astrofizika, Astronomija, Najnovija istraživanja i otkrića

Tamna materija ne postoji, a svemir je star 27 milijardi godina?

Leave a comment

Tkivo kozmosa, kako ga trenutno shvaćamo, sastoji se od tri primarne komponente: ‘normalne materije’, ‘tamne energije’ i ‘tamne materije’. Međutim, nova istraživanja ovaj uspostavljeni model okreću naglavačke.

Nedavna studija koju je provelo Sveučilište u Ottawi predstavlja uvjerljive dokaze koji dovode u pitanje tradicionalni model svemira, sugerirajući da u njemu možda nema mjesta za tamnu tvar.

Tamna tvar, termin koji se koristi u kozmologiji, odnosi se na neuhvatljivu tvar koja ne stupa u interakciju sa svjetlom ili elektromagnetskim poljima i koja se može identificirati samo kroz svoje gravitacijske učinke.

Unatoč svojoj misterioznoj prirodi, tamna tvar je bila temeljni element u objašnjenju ponašanja galaksija, zvijezda i planeta.

U središtu ovog istraživanja je Rajendra Gupta, istaknuti profesor fizike na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu. Guptin inovativni pristup uključuje integraciju dvaju teorijskih modela: kovarijantnih konstanti sprezanja (CCC) i “umornog svjetla” (TL), zajedno poznatih kao model CCC+TL.

Ovaj model istražuje ideju da se sile prirode smanjuju tijekom kozmičkog vremena i da svjetlost gubi energiju na ogromnim udaljenostima. Ova je teorija rigorozno ispitana i usklađena je s raznim astronomskim opažanjima, uključujući distribuciju galaksija i evoluciju svjetlosti iz ranog svemira.

Posljedice kozmosa bez tamne materije


Ovo otkriće dovodi u pitanje konvencionalno shvaćanje da tamna tvar čini otprilike 27% svemira, pri čemu obična materija čini manje od 5%, a ostatak je tamna energija, dok također redefinira našu perspektivu o starosti i širenju svemira.

Nalazi studije potvrđuju naš prethodni rad, koji je sugerirao da je svemir star 26,7 milijardi godina, negirajući nužnost postojanja tamne tvari,” objašnjava Gupta.

“Suprotno standardnim kozmološkim teorijama gdje se ubrzano širenje svemira pripisuje tamnoj energiji, naša otkrića pokazuju da je to širenje posljedica slabljenja sila prirode, a ne tamne energije”, nastavio je.

Znanost iza Guptinog otkrića


Sastavni dio Guptinog istraživanja uključivao je analizu “crvenog pomaka”, fenomena u kojem se svjetlost pomiče prema crvenom dijelu spektra.

Ispitujući podatke o distribuciji galaksija pri niskim crvenim pomacima i kutnoj veličini horizonta zvuka pri visokim crvenim pomacima, Gupta predstavlja uvjerljiv argument protiv postojanja tamne tvari, dok ostaje dosljedan ključnim kozmološkim promatranjima.

Gupta samouvjereno zaključuje: “Postoji nekoliko radova koji dovode u pitanje postojanje tamne tvari, ali moj je prvi, koliko ja znam, koji eliminira njezino kozmološko postojanje, dok je u skladu s ključnim kozmološkim promatranjima koja smo imali vremena potvrditi.”

Implikacije i budući pravci


Ukratko, inovativno istraživanje Rajendre Gupte temeljito dovodi u pitanje prevladavajući kozmološki model predlažući svemir bez potrebe za tamnom tvari.

Integriranjem kovarijantnih konstanti sprezanja i teorija umorne svjetlosti, Gupta ne osporava samo konvencionalno razumijevanje kozmičkog sastava, već nudi i novu perspektivu širenja i starosti svemira.

Ova ključna studija poziva znanstvenu zajednicu da preispita dugotrajna uvjerenja o tamnoj tvari i postavlja nove uzbudljive puteve za razumijevanje temeljnih sila i svojstava kozmosa.

Kroz marljivu analizu i hrabar pristup, Guptin rad označava značajan korak naprijed u našoj potrazi za dekodiranjem misterija svemira.

Više o tamnoj tvari


Kao što je gore spomenuto, tamna tvar ostaje jedan od najzagonetnijih aspekata našeg svemira. Unatoč svojoj nevidljivosti i činjenici da ne emitira, ne apsorbira i ne reflektira svjetlost, tamna tvar igra presudnu ulogu u kozmosu.

Mnogi znanstvenici, iako svakako ne Rajendra Gupta, zaključuju o njegovoj prisutnosti na temelju gravitacijskih učinaka koje ima na vidljivu materiju, zračenje i veliku strukturu svemira.

Temelj teorije tamne tvari
Teorija tamne tvari proizašla je iz neslaganja između opažene mase velikih astronomskih objekata i njihove izračunate mase na temelju njihovih gravitacijskih učinaka.

U 1930-ima, astronom Fritz Zwicky bio je među prvima koji je sugerirao da bi nevidljiva materija mogla objasniti “nedostajuću” masu u skupu galaksija Coma.

Od tada se gomilaju dokazi, uključujući krivulje rotacije galaksija koje ukazuju na prisutnost mnogo veće mase nego što se može objasniti samo vidljivom materijom.

Uloga u kozmosu


Vjeruje se da tamna tvar čini oko 27% ukupne mase i energije svemira. Za razliku od normalne materije, tamna tvar ne stupa u interakciju s elektromagnetskom silom, što znači da ne apsorbira, ne reflektira niti emitira svjetlost, što ju čini izrazito teškom za izravno otkrivanje.

O njegovoj prisutnosti može se zaključiti kroz gravitacijske učinke na vidljivu tvar, savijanje svjetlosti (gravitacijska leća) i njezin utjecaj na kozmičko mikrovalno pozadinsko zračenje.

Neuhvatljiva potraga


Znanstvenici su razvili nekoliko inovativnih metoda za neizravno otkrivanje tamne tvari. Eksperimenti poput onih koji se provode s podzemnim detektorima čestica i svemirskim teleskopima imaju za cilj promatranje nusproizvoda interakcija tamne tvari ili anihilacije.

Veliki hadronski sudarač (LHC) u CERN-u također traži znakove čestica tamne tvari u sudarima čestica visoke energije. Unatoč tim naporima, tamna tvar tek treba biti izravno otkrivena, što je čini jednim od najznačajnijih izazova u modernoj fizici.

Budućnost istraživanja tamne tvari


Potraga za razumijevanjem tamne tvari nastavlja poticati napredak u astrofizici i fizici čestica. Buduća promatranja i eksperimenti mogli bi otkriti prirodu tamne tvari, bacajući svjetlo na ovu kozmičku misteriju.

Kako tehnologija napreduje, nadamo se da ćemo izravno otkriti čestice tamne tvari ili pronaći nove dokaze koji bi mogli potvrditi ili osporiti naše trenutne teorije o sastavu svemira.

U biti, teorija tamne tvari naglašava našu potragu za razumijevanjem golemih, nevidljivih komponenti svemira. Njegova rezolucija ima potencijal revolucionirati naše razumijevanje svemira, od najmanjih čestica do najvećih struktura u svemiru.

Izvor: https://www.earth.com/news/dark-matter-does-not-exist-universe-27-billion-years-old-study/

Astrofizika, Astronomija

Tamna materija mogla bi biti uobičajena materija u paralelnom prostorno-vremenskom kontinuumu – evo zašto

Leave a comment

“[Nova] teorija kaže da je Tamna materija možda obična materija u paralelnom svemiru. Ako galaksija lebdi iznad u drugoj dimenziji, ne bismo je mogli vidjeti. Bila bi nevidljiva, ali mi bismo osjećali njenu gravitaciju. Stoga bi to moglo objasniti Tamnu materiju. ” – Michio Kaku

Većina fizičara i filozofa sada se pridržava multiverzumske ontologije, a kvantna teorija daje snažnu potporu tom svjetonazoru. Neki fizičari kao što su Julian Barbour iz Oxforda, Tim Koslowski sa Univerziteta u New Brunswicku i Flavio Mercati s Instituta za teorijsku fiziku Perimeter tvrde da će za svaki zatvoreni sistem čestica – samostalni svemir kakav je i naš – gravitacija stvoriti središnju točka (nazvali su je „Janus točka“) gdje vrijeme počinje teći u suprotnim smjerovima. Još dvojica fizičara – Sean Carroll s Kalifornijskog tehnološkog instituta u Pasadeni i Alan Guth sa Massachusetts Institute of Technology – najavili su rad na sličnom modelu zasnovanom na entropiji koji prikazuje vrijeme koje se kreće u dva različita smjera, u dva zrcalna univerzuma, iz Velikog Praska.

Astrofizika, Astronomija, Mjerenja u fizici, Moderna fizika, Najnovija istraživanja i otkrića, Špekulativne teorije

Fizičari su možda dokazali postojanje aksiona

Leave a comment

Tim fizičara napravio je ono što bi moglo biti prvo otkrivanje aksiona.

Aksioni su nepotvrđene, hipotetičke ultralagane čestice izvan standardnog modela fizike čestica, koji opisuje ponašanje subatomskih čestica. Teorijski fizičari prvi su put predložili postojanje aksiona u 70-ima kako bi se rješili problemi matematike koji upravljaju snažnom silom, koja povezuje čestice nazvane kvarkovi. No, aksioni su od tada postali popularno objašnjenje za tamnu materiju, misterioznu tvar koja čini 85% mase svemira, ali ne emitira svjetlost.

Ako se ovo potvrdi, još nije sigurno hoće li ovi aksioni popraviti asimetrije. A oni ne bi objasnili većinu nestale mase u svemiru, rekla je Kai Martens, fizičarka sa Univerziteta u Tokiju koja je radila na eksperimentu. Ovi aksioni, koji izgledaju kao da struje iz Sunca, ne djeluju poput “hladne tamne materije” za koju fizičari veruju da ispunjava halo oko galaksija. I bile bi čestice koje su tek nastale unutar sunca, dok čini se da najveći dio hladne tamne materije postoji nepromijenjen već milijarde godina od ranog svemira.

A nije sigurno da su aksioni uopće otkriveni. Unatoč dvije godine prikupljanja podataka, nagovještaj signala je još uvijek slab u usporedbi s onim što fizika zahtijeva da bi se objavilo otkriće nove čestice. S vremenom, kako dolazi više podataka, rekao je Martens za Live Science, još je moguće da dokazi signala mogu izblijediti u ništa.

Ipak, čini se da je postojao signal. Pronađen je u tamnom podzemnom rezervoaru od 3,5 tona (3,2 metričke tone) tečnog ksenona – eksperiment XENON1T smješten u Nacionalnoj laboratoriji Gran Sasso u Italiji. Najmanje dva fizička efekta mogu objasniti podatke XENON1T. Međutim, istraživači su testirali nekoliko teorija i otkrili da su aksioni koji teku iz našeg Sunca najvjerojatnije objašnjenje njihovih rezultata.

Fizičari koji nisu bili uključeni u eksperiment nisu pregledali podatke od najave u 10 sati. ET danas (17. juna). Novinari su o najavi upoznati prije najave, ali podaci i papir o nalazu nisu bili dostupni.

Izvor: Live Science

Astrofizika, Digitalna fizika, Eksperimentalna fizika, Fizika sistema, Kompjutaciona fizika, Teorija svega

Testabilna teorija sugerira da informacije imaju masu i da bi mogle objasniti tamnu materiju svemira

Leave a comment

Einsteinova teorija posebne relativnosti donijela nam je jednu od najpoznatijih jednadžbi u nauci,

E = mc2,

i pokazala da su energija i masa ekvivalentne. U našem modernom, visokotehnološkom svijetu, operacije koje uključuju pohranu i obradu digitalnih podataka zahtijevaju ogromne količine energije. To ustupa mjesto teoriji koja stoji iza principa ekvivalencije masa-energija-informacija, ideji da, jer bit informacije je energija, mora imati i masu.
Landauerov princip povezuje termodinamiku i digitalne informacije putem logičke nepovratnosti. Eksperimenti su dokazali da postupak brisanja malo informacija rasipa toplotnu energiju, ali jednom kada se informacije stvore, one se mogu pohraniti bez gubitka energije. Melvin Vopson predlaže da se to dogodi jer jednom kada se stvore informacije, ona dobiju ograničenu masu.
“Ova je ideja u principu laboratorijski ispitiva”, rekao je Vopson. Predlaže da se izvrše mjerenja mase uređaja za digitalno pohranjivanje podataka kad ima punu memoriju. Ako ima više mase nego kad je izbrisana memorija uređaja, to bi značilo da je ekvivalencija podataka sa masom-energijom tačna.







Ako se teorija potvrdi, implikacije bi imale utjecaj koji bi mogao promijeniti način na koji gledamo na čitav svemir.
“Više od 60 godina neuspješno pokušavamo otkriti, izolovati ili razumjeti misterioznu tamnu materiju”, rekao je Vopson. “Ako informacija zaista ima masu, digitalni informativni svemir bi sadržavao puno toga, a možda bi ta tamna tvar koja nedostaje mogla biti informacija.”
Nažalost, uzimanje izuzetno malih mjerenja potrebnih za takvu preciznost trenutno može biti nedostižno. Vopson predlaže da bi sljedeći korak u dobijanju odgovora mogao biti osjetljiv interferometar sličan LIGO-u ili ultra osjetljivoj Kibble ravnoteži.

Izvor: https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5126530?fbclid=IwAR0LT6EUXoN9KCiVdhbkclACrmCKrXxAbR7HPYNBB8o6rohDL1mElTxaH2M

Astrofizika, Astronomija, Moderna fizika, Najnovija istraživanja i otkrića, Sva Fizika

Postoje sve veći dokazi da je svemir povezan džinovskim strukturama

Leave a comment

Mliječni put, galaksija u kojoj živimo, jedna je od stotina milijardi galaksija koje su raštrkane svemirom. Njihova raznolikost je zapanjujuća: spirale, prstenaste galaksije u obliku zvjezdanih petlji i drevne galaksije koje nadmašuju gotovo sve ostalo u svemiru.

No, unatoč njihovim razlikama i ogromnim udaljenostima među njima, naučnici su primijetili kako se neke galaksije kreću zajedno u neobičnim i često neobjašnjivim obrascima, kao da ih povezuje ogromna neviđena sila.

Galaksije unutar nekoliko miliona svjetlosnih godina jedna na drugu mogu gravitaciono utjecati na predvidive načine, ali naučnici su primijetili misteriozne obrasce između udaljenih galaksija koje prevazilaze te lokalne interakcije.

Ova otkrića nagovještavaju zagonetni utjecaj takozvanih „velikih struktura“ koje su, kako i samo ime kaže, najveći poznati objekti u svemiru. Ove prigušene strukture načinjene su od vodikovog plina i tamne materije i poprimaju oblik niti, listova i čvorova koji povezuju galaksije u ogromnoj mreži zvanoj kozmička mreža. Znamo da ove strukture imaju velike posljedice na evoluciju i kretanje galaksija, ali jedva smo ogrebali površinu korijenske dinamike koja ih pokreće.

Naučnici su željni razumjevanja ovih novih detalja jer neki od ovih fenomena dovode u pitanje najosnovnije ideje o svemiru.

“To je zapravo razlog zašto svi uvijek proučavaju ove velike strukture”, rekao je u pozivu Noam Libeskind, kosmograf sa Leibniz-Instituta za astrofiziku (AIP) u Njemačkoj. “To je način sondiranja i ograničavanja zakona gravitacije i prirode materije, tamne materije, tamne energije i univerzuma.”

Zašto se udaljene galaksije jedinstveno kreću?

Galaksije imaju tendenciju da formiraju gravitaciono vezane grozdove koji pripadaju još većim superklasterima. Na primjer, zemaljska kozmička adresa dugog oblika trebala bi primijetiti da je Mliječni put dio Lokalne grupe, bande od nekoliko desetaka galaksija. Lokalna grupa je unutar superklastera Djevice, koji sadrži više od 1.000 galaksija.

Na tim više „lokalnim“ skalama, galaksije se često mješaju sa zavrtima, oblicima i uglovima. Ponekad jedna galaksija čak i pojede drugu, događaj poznat kao galaktički kanibalizam. Ali neke galaksije pokazuju dinamične veze na udaljenostima prevelikim  da bi se mogle objasniti njihovim pojedinačnim gravitacijskim poljem.

Na primjer, studija objavljena u The Astrophysical Journal utvrdila je da se stotine galaksija rotiraju sinkronizirano s pokretima galaksija udaljenim desetinama miliona svjetlosnih godina.

„Ovo je otkriće sasvim novo i neočekivano“, rekao je vodeći autor Joon Hyeop Lee, astronom iz Korejskog instituta za astronomiju i svemirske nauke. “Nikada nisam vidio nijedan prethodni izvještaj opažanja ili bilo kakva predviđanja numeričkih simulacija, tačno vezanih za ovaj fenomen.”


Lee i njegovi kolege proučavali su 445 galaksija u roku od 400 miliona svjetlosnih godina Zemlje i primijetili da su mnogi od onih koji se okreću u smjeru prema Zemlji imali susjede koji se kreću prema Zemlji, dok su oni koji su se rotirali u suprotnom smjeru imali susjede koji su se udaljavali od Zemlje.

„Primijećena koherencija mora imati određenu vezu sa strukturama velikih razmjera, jer je nemoguće da galaksije razdvojene sa šest megaparcesa [otprilike 20 miliona svjetlosnih godina] direktno međusobno djeluju,“ rekao je Lee.

Lee i njegove kolege sugeriraju da se sinhronizirane galaksije mogu postaviti unutar iste strukture velikih razmjera, koja se vrlo sporo okreće u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. Ta bi temeljna dinamika mogla uzrokovati vrstu koherencije između rotacije proučavanih galaksija i kretanja njihovih susjeda, iako je upozorio da će biti potrebno mnogo više istraživanja kako bi se potvrdili nalazi i zaključci njegovog tima.


Iako je ova posebna iteracija čudno sinhroniziranih galaksija nova, znanstvenici su primijetili neobične koherencije između galaksija na još većim udaljenostima. U 2014. godini, tim je uočio znatiželjna poravnanja supermasivne crne rupe na jezgri kvazara, drevnih ultra-blistavih galaksija, koje se protežu na milijarde svjetlosnih godina.

Predvođeni Damienom Hutsemékersom, astronomom sa Sveučilišta u Liègeu u Belgiji, istraživači su mogli primijetiti ovu jezivu sinkronost gledajući svemir kada je imao samo nekoliko milijardi godina, koristeći Vrlo veliki teleskop (VLT) u Čileu. Promatranja su zabilježila polarizaciju svjetlosti iz gotovo 100 kvazara, što je tim potom koristio za rekonstrukciju geometrije i poravnanje crnih rupa na njihovim jezgrama. Rezultati su pokazali da su rotacijske osi od 19 kvatara u ovoj grupi bile paralelne, uprkos činjenici da su razdvojene za nekoliko milijardi svjetlosnih godina.

Izvor: www.vice.com

Astrofizika, Misterije u fizici

Misterija tamne materije ima rješenje: Svemir iza “leđa” ima antiuniverzum?

Leave a comment

Novi kosmološki model sugerira da naš Univerzum ima zrcalnu sliku u obliku „antiuniverzuma“ koji je postojao prije velikog praska.

Sa određene tačke gledišta, naš Univerzum izgleda nesimetrično. Vrijeme teče napred dok se prostor širi, i tu je više materije nego antimaterije. Čini se da ovo krši fundamentalnu simetriju, nazvanu CPT simetrija, koja kaže da je fizika nepromjenjena kada se vrijeme, prostor i materija-antimaterija okrenu. Da bi se izbalansirao kosmos, Latham Boyle, Kieran Finn i Neil Turok iz Perimetričnog instituta za teorijsku fiziku u Kanadi predlažu da je veliki prasak bio i polazna točka antiuniverzuma, gdje vrijeme teče u suprotnom smjeru i dominira antimaterija. Oni pokazuju da takav CPT-simetrični model nije samo u skladu sa poznatom historijom kosmičke ekspanzije, već daje i jednostavno objašnjenje za tamnu materiju.



CPT-simetrični model je alternativa inflaciji, koja pretpostavlja da je Univerzum prošao kroz kratku epohu eksponencijalnog rasta odmah nakon velikog praska. Ovo brzo širenje može objasniti određena kosmološka opažanja, ali zahtijeva postojanje dodatnih, još hipotetičkih kvantnih polja. Boyle i njegove kolege pokazuju da njihov prijedlog može objasniti ranu kosmičku evoluciju bez izmišljanja nove fizike. U CPT-simetričnom modelu, vrijeme i prostor neprestano teče preko velikog praska, a antiuniverzum koji se pojavljuje u negativnom vremenskom pravcu ponaša se kao ogledalo našeg univerzuma.



Tim tek treba da pokaže da li ovaj model može reprodukovati određena zapažanja koja objašnjava inflacioni scenario – kao što je ujednačenost kosmosa na velikim razmjerima. Međutim, novi model daje prirodno objašnjenje za tamnu materiju: CPT-simetrični Univerzum će proizvesti veliki broj vrlo masivnih sterilnih neutrina. Takvi superteški neutrini takođe mogu biti izvor nedavno posmatranih visoko-energetskih tuševa kosmičkih zraka.

Izvor: https://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.121.251301

Astrofizika, Astronomija, Moderna fizika, Najnovija istraživanja i otkrića

Misterija tamne materije rješena? Naučnici iz Oxford univerziteta možda su odgovorili na jedno od najvećih pitanja univerzuma

Leave a comment

Naučnici su možda rješili misteriju tamne materije i tamne energije, jednog od najtiražnijih i uznemiravajućih dijelova čitavog univerzuma.

Rješenje je možda bilo potpuno jednostavno: astrofizičari su tek zaboravili dodati jednostavni minus znak.

Tamna materija je možda najveće pitanje astrofizike. Naš trenutni model sugeriše da postoji ogromna količina energije i materije – 95 posto svemira – koja mora postojati, ali je jednostavno nestao i ne vidimo ga.

Znamo za ova dva fenomena zbog efekata koji imaju na drugu stvar koju vidimo. Ali ne znamo ništa o njima direktno, uključujući ono od čega bi mogli biti fizički sastavljeni.



Naučnik iz Oksfordskog univerziteta predložio je novu teoriju koja će ih dovesti zajedno, rješavajući pitanje koje je desetinama godina progonilo astronome i astrofizičare.

Dr Farnes predlaže da je i tamna energija i tamna materija fluid koji posjeduje “negativnu masu”. To ustvari znači da bi to bila inverzija normalne mase: ako biste ju gurnuli, ona bi bilo pokretana prema vama.

Implikacije ovakve sugestije su ogromne, nudeći rješenje za ono što ogromna količina nestalih stvari može biti.

“Sada smatramo da i tamna materija i mračna energija mogu biti ujedinjeni u tečnost koja posjeduje negativnu masu “, odbacujući sve druge materijale oko njih”, rekao je dr Farnes. “Iako nam je ova stvar specifična, to sugeriše da je naš kosmos simetričan u pozitivnim i negativnim kvalitetima.”

Ranije je predložena negativna materija, jer bi to značilo da će materijal postati manje gust kada se svemir širi. To bi bilo u suprotnosti sa stvarnim opservacijama, što pokazuje da tamna energija se vremenom razređuje.

Međutim, teorija dr Farnesa ukazuje na to da se nova mračna energija stvara stalno. S obzirom da se sve više i više negativnih energija neprekidno pali u postojanje, takva tečnost se ne bi razrijedila čak i dok se univerzum širio.



Izgleda da ova predložena tečnost funkcioniše baš tačno kao mračna energija.

“Ishod izgleda prilično lijep: mračna energija i tamna materija mogu se svesti na jednu supstancu, pri čemu se oba efekta jednostavno mogu objasniti kao materija s pozitivnom masom koja se surfa na moru negativnih masa”, rekao je on.

Istraživači sada se nadaju da se teorija može testirati pomoću ogromnog niza od kvadratnog kilometra koji se sada gradi i kada će biti završen biti će najveći teleskop na svijetu. Ali ako je tačno, može popraviti LambdaCDM, našu trenutnu sliku univerzumu, objašnjavajući šta je tačno materija i energija koje su toliko problematične za našu fiziku.

“Još uvijek postoji mnogo teoretskih problema i računarskih simulacija za uraditi, a LambdaCDM ima skoro 30 godina početka rada, ali se radujem vidjenju da li ova nova proširena verzija LambdaCDM-a može tačno da odgovara drugim opažajnim dokazima naše kosmologije” on je rekao. “Ako je stvarno, to bi ukazalo na to da su nedostajali 95% kosmosa imali estetsko rješenje: zaboravili smo da uključimo jednostavni minus znak”.

Izvor: https://www.independent.co.uk/news/science/dark-matter-energy-solution-theory-negative-mass-astronomy-astrophysics-a8668476.html

Astrofizika, Astronomija, Moderna fizika, Najnovija istraživanja i otkrića, Špekulativne teorije, Sva Fizika

Tamna materija bi mogla imati električni naboj!

Leave a comment

Tamna materija, stvari za koje se pretpostavlja da čine oko četvrtinu Univerzuma za koju ne izgleda da je u interakciji sa svjetlošću, mogla bi imati malu električnu energiju, prema novoj studiji.

Do sada je tamna materija učinila svoje prisustvo poznatim samo kroz gravitaciju, utjecajem na zvjezde i galaksije. Ali sada, astrofizičari Julian Muñoz i Abraham Loeb sa Harvard univerziteta sugerišu da mali dio čestica tamne materije može imati malu električnu energiju – što znači da može da interaguje sa normalnom materijom putem elektromagnetske sile.

Ako je istina, ova ideja ne bi predstavljala samo veliki korak u razumjevanju tamne materije, već bi objasnila i skorašnju misteriju koja je zbunila kosmologe.



Neobično hlađenje

U februaru su astronomi najavili prvo otkrivanje neumoljivog signala iz gasova vodonika iz kosmičke zore, period od oko 180 miliona godina nakon Velikog praska kada su prve zvjezde počele da sijaju. U ovom trenutku plin vodonika koji pliva između zvjezda bio je hladniji od kosmičke mikrotalasne pozadine, preostalo zračenje iz Velikog praska.

Pošto je vodonik hladniji od ovog posljednjeg plamena, gas apsorbuje zračenje – posebno zračenje sa talasnom dužinom od 21 centimetara. Mjerenjem apsorpcije zračenja vodonikom, astronomi bolje razumiju kosmičku zoru, relativno nepoznatu eru kosmičke historije. Korišćenjem radio antene u zapadnoj Australiji nazvan je Eksperiment za otkrivanje globalne epohe signala reionizacije (EDGES), tim astronoma je prvi put mogao da detektuje ovu apsorpciju.

“To je sama po sebi nevjerovatno naučno otkriće “, rekao je Muñoz Live Live Science-u, ali više od toga, dodao je on, astronomi su otkrili da je vodonik apsorbovao dvostruko više fotona nego što se očekivalo.Ukoliko gas absorbuje toliko zračenja, to bi moralo biti još hladnije nego što su naučnici mislili.

Muñoz i Loeb su predložili da tamna materija može biti krivac za hlađenje. U članku objavljenom 30. maja u časopisu Priroda, otkrili su da ako je manje od 1 posto tamne materije imalo oko milionitog električnog naelektrisanja elektrona, onda bi ova neodoljiva materija mogla izvući toplotu iz vodonika – slično onom kako ledene kocke hlade limunadu. “Led, ovdje, je tamna materija”, rekao je Muñoz.

Njihova ideja nije sasvim nova. Prije nekoliko decenija, fizičari su predložili da čestice tamne materije mogu imati električni naboj.

I to nije jedino objašnjenje za ovo hlađenje. U martu 1 Papir u časopisu Nature, Rennan Barkana, kosmolog na Univerzitetu u Tel Avivu u Izraelu, predložio je da je to više opći oblik tamne materije, što ne mora nužno biti.

Oba prijedloga za tamnu materiju prave slične prognoze, rekla je Barkana, koja nije učestvovala u trenutnoj studiji.

“Ovo je vrijeme za oprezni optimizam i zadržavanje otvorenog uma, kako za radio opservaciju, tako i za tumačenje”, rekao je Barkana za Live Science.



Desetine ideja

Tamna materija je samo jedna od desetina ideja predloženih da objasne anomaliju. Na primjer, umjesto da je gas hladniji, pozadinsko zračenje može biti toplije nego što se očekivalo, a neki egzotični proces proizvodi više zračenja koje tek treba da se ispita. Ili, jednostavno može biti grešaka u analizi ili mjerenju.

Zaista, EDGES posmatranje je prvo takve vrste, iako je tim proveo dve godine provjere i dvostrukog pregleda analize, istraživačima će biti potrebno više podataka kako bi potvrdili zbunjujuće rezultate.

“Ako je EDGES tačan, mislim da ne postoji nikakvo konvencionalno objašnjenje koje je ubjedljivo”, rekao je Steven Furlanetto, astrofizičar na Kalifornijskom univerzitetu u Los Angelesu, koji nije učestvovao u studiji. “Stvarno morate da idete u jedan od ovih nestandardnih scenarija fizike, i u tom slučaju mislim da je široko otvoren.”

Muñoz je, međutim, delimičan objašnjenju tamne materije. “Ako je EDGES zaista u pravu, čini se vrlo teškim da ovo ne bude rezultat tamne materije”, rekao je.

Nekoliko instrumenata širom svijeta već se pripremaju za detaljnija zapažanja. Za razliku od EDGES-a, neki eksperimenti, poput radio-teleskopa u Južnoj Africi, koji se naziva Vodonična Epoha Reionizacionog Array-a (HERA), moći će da izmere kako se apsorpcija razlikuje. Ako je mali dio tamne materije električno napunjen, kako kažu Muñoz i Loeb, onda će u ovoj varijanti stvoriti poseban obrazac – pružajući ključni test za električno napunjenu tamnu materiju.

Izvor: livescience



Astrofizika, Fizika elementarnih čestica, Moderna fizika, Najnovija istraživanja i otkrića, Sva Fizika

Nova studija bi mogla da obezbjedi najbolje objašnjenje za tamnu materiju do sad

Leave a comment

Šta ako već znamo jednu od čestica tamne materije?

Fizičari koji pokušavaju da razumiju osnovnu strukturu prirode oslanjaju se na dosljedne teorijske okvire koji mogu objasniti ono što vidimo i istovremeno prave prognoze koje možemo testirati.

Na najmanjoj skali elementarnih čestica, standardni model fizike čestica daje osnovu našeg razumjevanja.

Na skali kosmosa, većina našeg razumjevanja zasniva se na “standardnom modelu kosmologije”.



Prema Einsteinovoj teoriji opće relativnosti, ona postavlja Que najviše mase i energije u svemiru i sastoji se od misteriozne, nevidljive materije poznate kao tamna materija (što čini 80 posto materije u svemiru) i tamne energije.

Tokom proteklih nekoliko decenija, ovaj model je bio izuzetno uspješan u objašnjavanju širokog spektra posmatranja našeg univerzuma.

Ipak, i dalje ne znamo šta čini tamnu materiju – znamo samo da postoji zbog gravitacionog djelovanja na klasterima galaksije i drugim strukturama.

Nekoliko čestica je predloženo kao kandidat, ali ne možemo sigurno reći koja jedna ili više čestica čine tamnu materiju.

Sada nova studija – koja nagovještava da izuzetno lagane čestice koje nazivaju neutrini vjerovatno čine nešto tamne materije – dovodi u pitanje trenutno razumjevanje njegovog sastava.



Vruće i hladno

Standardni model smatra da je tamna materija “hladna”. To znači da se sastoji od relativno teških čestica koje su inicijalno imale lagane pokrete.

Kao posljedica toga, veoma je lahko susjednim česticama da se sastanu da bi se oblikovali objekti vezani gravitacijom.

Prema tome, model je predviđao da univerzum treba da bude napunjen malim “haloima” od mračne materije, od kojih će se neki spajati i formirati progresivno masivnije sisteme – pravljenje “grudvenog” kosmosa.

Međutim, nije nemoguće da je bar neki dio tamne stvar “vruć”.

Ovo bi sadržavalo relativno lake čestice koje imaju vrlo visoke brzine – što znači da čestice mogu lako da pobjegnu iz gustih regiona kao što su galaksije.

Ovo bi usporilo akumulaciju nove materije i dovelo do univerzuma u kojem je formiranje strukture potisnuto (manje grupisano).

Neutrini, koji imaju ekstremno velike brzine, dobar su kandidat za vruću tamnu materiju.

Konkretno, oni ne emituju ili apsorbuju svjetlost – što ih čini “mračnim”.

Dugo se pretpostavljalo da neutrini, koji postoje u tri različite vrste, nemaju masu.

Ali oni su pokazali da mogu da se promjenu (osciliraju) od jedne vrste do druge.

Značajno je da su naučnici pokazali da ova promjena zahtijeva od njih masu – što ih čini legitimnim kandidatom za toplu tamnu materiju.

Međutim, proteklih nekoliko decenija, eksperimenti fizike čestica i različite astrofizičke linije argumenta isključili su neutrine kao potencijalne nosioce većine tamne materije u svemiru.

Štaviše, standardni model pretpostavlja da su neutrini (i vruća tamna materija uopšte) toliko mali da se njihov doprinos tamnoj materiji može potpuno ignorisati (u većini slučajeva pretpostavlja se da je 0 procenata).

I do nedavno, ovaj model je prilično dobro reprodukovao širok spektar kosmoloških opažanja.

Promjena slike

U proteklih nekoliko godina, količina i kvalitet kosmoloških opservacija je naglo porasla.

Jedan od najistaknutijih primjera ovoga bio je pojava “posmatranja gravitacionog zakretanja”.

Opšta relativnost nam govori da materija zakrivljuje prostor-vrijeme, tako da se svjetlost od udaljenih galaksija može odbaciti masivnim predmetima koji leže između nas i galaksija. Astronomi mogu izmjeriti takav odklon kako bi procjenili rast strukture (“grudvstost”) u svemiru preko kosmičkog vremena.

Ovi novi skupovi podataka prezentovali su kosmologima niz načina da detaljno testiraju predviđanja standardnog modela.

Slika koja počinje da izlazi iz ovih poređenja je da raspodjela mase u svemiru izgleda manje grupisana nego što bi trebalo da bude ako je tamna materija potpuno hladna.

Međutim, upoređivanje standardnog modela sa novim skupovima podataka možda nije jednostavno kao prvo mišljenje.

Naročito, istraživači su pokazali da na očitu grudvastost svemira ne utiče samo tamna materija, već i složeni procesi koji utiču na normalnu materiju (protone i neutrone).



Prethodna poređenja pretpostavljala su da normalna materija, koja “osjeća” i gravitaciju i snage pod pritiskom, distribuira kao tamna materija, koja samo osjeća gravitaciju.

Sada je naša nova studija proizvela najveći paket kosmoloških kompjuterskih simulacija normalne i tamne materije do sada (nazvane BAHAMAS).

Takođe smo pažljivo upoređivali širok spektar nedavnih opservacija.

Zaključujemo da je neslaganje između novih opservacionih skupova podataka i standardnog modela hladne tamne materije čak i veće nego što se ranije tvrdilo.

Pogledali smo efekte neutrina i njihove poteze u detalje. Kao što se očekivalo, kada su uključeni neutrini u model, formiranje strukture u kosmosu je isprano, čineći univerzum manje grupisanim.

Naši rezultati sugerišu da neutrini čine između 3 i 5 procenata ukupne mase mračne materije.

Ovo je dovoljno da dosljedno reproducira širok spektar opservacija – uključujući i nova mjerenja gravitacionog lensiranja.

Ako je veći dio tamne materije “vruć”, rast strukture u univerzumu je previše potisnut.

Istraživanje može takođe pomoći da se riješi misterija o tome šta je masa pojedinačnog neutrina.

Iz različitih eksperimenata, fizičari čestica izračunali su da bi zbir tri vrste neutrina trebalo da bude najmanje 0,06 elektron volta (jedinica energije, slična džulima).

To možete pretvoriti u procjenu ukupnog doprinosa neutrina tamnoj materiji, a vrijedi 0,5 posto.

S obzirom da smo utvrdili da je u stvari šest do deset puta veći od ovoga, možemo zaključiti da bi masa neutrina trebalo da bude zapravo 0.3-0.5 eV.

Razgovor

Ovo je uzbudljivo blisko vrijednostima koje se zapravo mogu izmjeriti predstojećim eksperimentima fizike čestica.

Ako ova mjerenja potvrde mase koje smo našli u našim simulacijama, to bi bilo vrlo ohrabrujuće – dajući nam konzistentnu sliku o ulozi neutrina kao tamne materije kod najveće kosmološke skale do skale fizike najsitnijih čestica.

Izvor: www.sciencealert.com



Astrofizika, Astronomija, Mjerenja u fizici, Moderna fizika, Najnovija istraživanja i otkrića, Sva Fizika

Novo istraživanje ukazuje na to da tamna materija i tamna energija vjerojatno uopšte ne postoje

Leave a comment

Veruje se da “tamna energija” čini 68% univerzuma, ali mađarsko-američki istraživački tim misli da uopšte ne postoji. Istraživači veruju da koncept tamne energije samo ispunjava praznine koje postoje od postojećih modela univerzuma, koje ne uzimaju u obzir njegovu promjenljivu strukturu. Kada se model ispravi, praznine nestaju, a takođe i potreba za tamnom energijom unutar modela.


Naš univerzum se proširio još od Velikog praska pre 13,8 milijardi godina. Hablov zakon daje ključni dokaz koji podržava ovo širenje. Zakon navodi da je u prosjeku proporcionalno rastojanje između nas i dane galaksije i njegove recesione brzine – brzine kojom se odmiče od nas. Astronomi posmatraju linije u spektru galaksije kako bi izmerili recesionu brzinu. Što brže galaksija odstupi od nas, više se linija pomijera prema crvenom. Sve ovo je navelo naučnike da misle da se čitav svemir neprestano širi i da je morao da počne kao nestabilna tačka.

Kasnije su astronomi primetili da im je potrebno nešto više da bi objasnili kretanje zvijezda unutar galaksija i što je dovelo do potencijala nevidljive “tamne materije”. Konačno, nakon što su astronomi posmatrali supernove tipa Ia, zvijezde bijelih patuljaka eksplodirale su u binarnim sistemima, devedesetih , zaključili su da je 68 posto kosmosa sastavljeno od mračne energije, koja zajedno sa oko 5 posto obične materije i 27 posto tamne materije, uzrokuje širenje univerzuma.

Novi rad, predvođen studentom Eötvös Loránd University PhD student Gábor Rácz, predlaže alternativno objašnjenje za širenje univerzuma. Tim tvrdi da konvencionalni kosmološki modeli ignorišu strukturu svemira i oslanjaju se na aproksimacije. To dovodi do neizbežnih praznina u modelima, i to je ono za što je tamna energija iskorišćena da bi se popravilo.

Debata gledana iz drugog ugla

Tim je rekonstruirao evoluciju univerzuma koristeći računarsku simulaciju kako bi modelirao načine na koje gravitacija utiče na raspodjelu miliona čestica tamne materije. Rekonstrukcija obuhvata formiranje velikih struktura i rano zbijanje materije. Uzimajući u obzir ove strukture, proizvelo je drugačiju simulaciju nego konvencionalni modeli, koji pokazuju da se svemir šire. Ova nova simulacija je konzistentna sa prethodnim modelima jer pokazuje opšte ubrzanje, ali u njemu ekspanzija univerzuma je neujednačena, sa različitim regionima u kosmosu koji se šire po različitim stopama.

Istraživački tim tvrdi da se njihov rad zasniva manje na nagađanju i više na jasnom modeliranju. Dr László Dobos, koautor rada, objasnio je pristup tima Kraljevskom astronomskom društvu:

Ne dovodimo u pitanje [validnost teorije opšte relativnosti]; postavljamo pitanje valjanosti približnih rješenja. Naši nalazi se oslanjaju na matematičku pretpostavku koja dozvoljava diferencijalnu ekspanziju prostora, u skladu sa opštom relativnošću i pokazuje kako stvaranje složenih struktura materije utiče na širenje. Ovi problemi su prethodno bili stavljeni pod tepih, ali njihovo uzimanje u obzir može objasniti ubrzanje bez potrebe za tamnom energijom.

Ako se potvrdi, ovaj rad bi mogao značajno uticati na buduća istraživanja fizike i modele univerzuma. Već dvije decenije, teoretski fizičari i astronomi su špekulirali neriješenu misteriju prirode tamne energije. Ovim revidiranim modelom može započeti zanimljiva nova rasprava.

Izvor: www.futurism.com