Samorazarajuća tamna materija u srcu Mlečnog puta -otkrića

          

SVEMIR U CAREVOM NOVOM ODELU

Hajzenberg: "Bog se ne igra kockicama".
Hoking : "Bog, ne samo da se igra kockicama, nego ih ponekad baci tamo gde se ne mogu videti"...

Nekada sam u jesen znala satima hodati uživajući u bojama lišća. Ove godine se jesen ušunjala. Da nije bilo laganih letnjih baletanki, zbog kojih sam pokvasila noge uletevši na vlažnu travu pokrivenu lišćem,ne bih shvatila da je prestalo leto i……da je vreme da se i ja saberem, shvatim da je jedna lepa sezona zauvek prošla, prevrnem list i zamenim letnju toplijom garderobom.

U tom raspoloženju noćas sam zavirila u ”najnovija otkrića nauke “ i ugledala začuđujuću novost: sezone su između ostalog pod uticajem nevidljivog crnog oblaka !!!  Sunčev sistem i zemlja plutaju u jednom nevidljivom crnom oblaku. Naš kosmos je satkan od sasvim providnog tkanja, kao carevo novo odelo!!!! Zvuči bajkovito, zar ne.

Tajanstveno energijom bogato gama zračenje iz srca Mlečne staze ukazuje na istu masu čestica na koju takođe ukazuju merenja neutrino mase. Imamo pred nosom jedan izvrsno bogat izvor energije ...

Malo za podsećanje ..

 

Mlečni put (Galaksija) vidimo kao  beličastu traku preko noćnog neba, koju boje milijarde zvezda, pa je cela Galaksija dobila po tome ime. Ta traka predstavlja deo naše Galaksije, onako kako je mi vidimo. 1610. godine Galileo je uočio da se ona  sastoji od zvezda, a nešto preko 100 godina kasnije je Vilijam Heršel to i dokazao. Od tada počinje intenzivno istraživanje Galaksije koje traje i danas.

TRADICIJA
U tradiciji Srba postoji priča po kojoj je čovek ukrao breme slame od svog kuma i dok ju je nosio ona mu je ispadala putem. Tada je Bog ostavio ovu slamu na nebo za spomen na taj događaj te se ona i danas vidi na nebu. Otuda i naziv Kumova, ili Kumovska slama.
Kod mnogih naroda Mlečni put je sinonim stvarnog puta. Lužički Srbi kažu da je to put ptica selica, Rusi opet tvrde da je to Mišji put, a slično misle i Finci i Litvanci. Neka induska plemena u Mlečnom putu vide put duša na nebo, a Ovidije, u Metamorfozama, piše da je to put besmrtnika u uzvišeno boravište gospodara groma.
Kod nas postoji i priča po kojoj sveti Jovan, božanski kum, vodi duše na onaj svet ovim putem.
Po grčkoj mitologiji Zevs je zeleo da njegov tek rođeni sin Herakle postane besmrtan, pa je preko Atene, ili Hermesa. stavio dečaka na grudi usnule Here da se napije božanskog mleka. Dečak je međutim toliko snažno povukao mleko iz Herine dojke da se ova probudila i odgurnula ga. Tada se i njeno mleko prosulo, a od njega je nastao Mlečni put.

NAŠA GALAKSIJA  spada u spiralne Galaksije srednje veličine ( Sb).Nalazi se u grupi 30-ak galaksija i posle Andromede druga je po veličini. Galaksija rotira, a sunčev sistem isto oko njenog jezgra.Posmatrano sa boka, ona ima oblik dva priljubljena tanjira.Sunce se nalazi skoro u galaktiĉkoj ravni, sa unutrašnje tzv. Orionovog kraka.Nikako u sredini. Ovakva saznanja konačno su opovrgla shvatanja da Sunce ima privilegovani položaj u galaksiji, pa i u kosmosu. Udaljenost Sunca od jezgra galaksije povoljno je uticala na razvoj života na Zemlji. Naime, koncentracija zvezda u

galaktičkom jezgru je ogromna, tako da je i smrtonosni deo njihovog elektromagnetskog zračenja (UV, gama i X) tamo višestruko intenzivniji od zračenja samog Sunca ili zračenja na mestu gde se ono nalazi.Procenjuje se da je u Galaksiji prisutno između sto i trista milijardi zvezda.

 

      1. Starost Mlečnog Puta:   oko 12 milijardi godina

1. Prečnik                      : 100000 svetlosnih godina,
2. Debljina                     :  u centralnom delu oko 16000 s.g.,
3. Debljina na rubovima: oko 4000 s.g.
4. Masa                          : između 750 milijardi i jednog triliona Sunčevih masa
5. Centar Galaksije lezi u sazvežđu Strelca
6. Prečnik galaktičkog sredista: 10 000 s.g.
7.  Broj zvezda               : oko 200 milijardi
8.  Udaljenost Sunca od centra Galaksije: 28 000 s.g.
9. Vreme potrebno Suncu da obiđe jedan krug oko centra galaksije iznosi 220 miliona godina ( od nastanka do sada je obišlo 20 krugova ), krečući se brzinom od 250 km/s (Zemlja kruži oko sunca brzinom od 30 km/s)

U centru  Mlečnog puta, vidljivo u sazvežđu Strelac (Sagittarius)  nalazi  se jak izvor radio talasa koji nosi oznaku Sgr A. Pretpostavlja se da je to CRNA RUPA .

 
Od ranije se znalo da je Mlečni put spiralna i prečkasta galaksija, ali o broju njenih krakova  samo se nagađalo. Pretpostavljalo se da ih ima četiri glavna i nekoliko sporednih, koji se razvijaju iz glavnih. Danas, medutim, zahvaljujući Spitzeru, znamo Mlečnim putem dominiraju ne četiri nego dva glavna kraka  koji izviru iz prečke galaksije. To su kraci Scutum-Centaurus (Stit-Kentarur) i Perseus (Persej), dok su kraci Norma (Uglomer) i Sagittarius (Strelac) manje upadljivi i manje konzistentni. Glavni kraci su krcati gusto zbijenim mladim i starim zvezdama, dok su sporedni ispunjeni uglavnom gasom i područjima u kojima zvezde tek nastaju.

EVOLUCIJA SVEMIRA

D anašnji astronomi nam predstavljaju drugačiju sliku evolucije svemira nego što smo nekada učili. Sa sigurnošću znaju da svetla materija - zvezde, planete i plin zauzimaju oko 0.4: crne rupe, intergalaktički plinovi, 4.6 , a ostalo je ili crna materija, oko 23 posto, ili crna energija, oko 72 posto mase i energije svemira. Najsvežija istraživanja kreću se u okviru pitanja kakvu su ulogu imale crna materija i energija u formiranja zvezda i planeta, i nas samih .
                                                                     
                                      
WIMPs i neutrini .
 
Ukratko : samo jedna petina svih masa u svemiru dolazi iz atoma. Četiri petine je nevidljivo, ne reaguju s normalnom masom, osim kroz gravitaciju. Tako su astronomi došli na trag tamnoj materiji i na tome su nažalost ostali svi dokazi. Teoretičari su u međuvremenu istraživali koje poznate subatomske čestice mogu biti kandidati za čestice tamne materije. Glavni kandidati su WIMP-s (slabo interaktivne masivne čestice, slabo međudelujuće teške čestice) i sterilni neutrini (neutrini koji kroz slabu silu ne reaguju s drugim česticama).  Tamna materija postala je najpopularnija, jer se sa njom moglo objasniti formiranje galaksija .

da je crna materija dominirala oblicima i strukturama ranog svemiraje još uvek pretpostavka. Astronomi  su saznali da ona postoji zato što se njen efekat na svetlim nebeskim objektima video i kao takav je bio merljiv. Preostalo je da se ta neuhvatljiva stvar otkrije. Crna energija je otkrivena 1998. godine i o njoj se jako malo zna. Jedna od teorija svemira Tpolazi od toga da sila ove energije ubrzava širenje svemira i na kraju će i odrediti njegovu sudbinu. Razotkrivanje njene prirode jedan je od svetih gralova savremene kozmologije. Najnovija istraživanja (rezultati objavljeni februara ove godine) vršena pomoću gravitacionih (galaktičkih) leća potvrdila su prijašnje rezultate da priroda tamne energije verovatno odgovara ravnom svemiru. U ovom scenariju, širenje svemira nastaviće se ubrzavati i on će se širiti zauvek.

 

Samorazarajuća tamna materija u srcu Mlečnog puta    

 

U tamnu materiju svemira smo uronjeni, ali s njom nemamo fizičke interakcije - ona za nas ne postoji. Ipak bi mogla biti važna. Gamma teleskopi su pronašli jako gama zračenje koje dolazi iz područja manje od pedeset svetlosnih godina od središta galaksije, gde se nalazi Strelac A *, što ukazuje na koncentraciju tamne materije. Nova otkrića će  teoriju struna najverovatnije staviti na listu potencijalnih kandidata objašnjenja tamne materije. 
izvor novih čestica
 1929. godine Pol Dirak (1902-1984)  je sugerisao da prilikom spajanja atoma u neki oblik - elektrona (negativno naelektrisanih) i protona (pozitivno naelektrisanih čestica) imaju svoju antimaterijski duplikat: antielektrone i antiprotone. 1930. Karl D. Anderson je otkrio jedan pozitron kako leti kroz detektor u njegovoj laboratoriji i čiju je putanju magnet iskrenuo. Ovo otkriće i kasnija otkriće "antiprotona" na Berkliju koje su načinili naučnici 1950., podržalo je teoriju Pola Diraka.Sudarom elektrona ili protona sa svojim antimaterijskim duplikatom,antičesticama, čestice se međusobno  uništavaju, pri čemu se sabija ogromna količina energije na jedan izuzetno mali prostor(čak na milion milioniti deo veličine jednog komarca!). Energija je  veća nego što je same čestice nose u sebi.
 Izvori koji mogu proizvesti elektrone i pozitrone na ovom delu mlečnog putu su proždrljive neutronske zvezde i zvezdane eksplozije koje se  često javljaju na ovom području. Objašnjenje postaje  teže sa izmerenim gama zračenjima iz istog područja, koje je deset hiljada puta snažnije (7 do 9 giga-elektron volti). Ono može nastati samo ako se dve čestice, osam puta teške kao jedan proton (vodik jezgre) međusobno unište. Jedini poznati mogući izvor takvih čestica tamne materije su najslabije moguće wimps čestice.One su otprilike tako teške. U tom slučaju elektron / pozitron parovi formiraju  se prilikom sudara dva wimps-a koji se unište (wimps -poput fotona) pri čemu nastanu Majorana čestice: njihove vlastite antičestice.
zanimljivost- sa jednim gramom antimaterije mogli bi ste da vozite auto 100.000 godina, tvrde dva fizičara koja su angažovana na projektu CERN, Alvaro de Rijula i Rolf Landua .
           ________________________________

rečnik za podsećanje: 
-neutrini: Neutrino je jedna od elementarnih cestica, kao sto su protoni ili elektroni. Svake sekunde trilioni neutrina emitovanih sa Sunca i ostalih zvezda prolaze kroz vase telo kao sacma kroz vazduh, ne uzrokujuci nikakve promene u njemu. Neutrini su toliko neinteraktivni, da bi kroz jednu svetlosnu godinu olova samo 50% ukupne kolicine neutrina reagovalo sa nekom od drugih cestica. Postoji teorija da su neutrini zapravo crna materija Kako se sve više udaljavaju, tako se povećava i sila zatezanja između njih, kao što je to slučaj kod rastezanja gumene trake, objašnjava Ann Nelson profesor fizike na na Vašingtonskom Univerzitetu.
Povećavanje ove sile zatezanja je u stvari "zloglasna" tamna energija izvor
-teorija struna: string theory -prema teoriji struna, naš prostor-vreme ne bi imao 3+1 dimenziju već barem desetak prostorno-vremenskih dimenzija.Ono što se otprilike zna je da se poznate elementarne čestice u teoriji struna pojavljuju kao različiti načini i frekvencije titranja tih struna. Tako struna koja titra na jedan način predstavlja foton, na neki drugi način graviton, a na neki treći način elektron. Isto tako se čini da bi se u procesu svođenja tih 10 ili 11 dimenzija na 3+1 trebali pojaviti efekti koji bi se nama pričinjavali kao efekti poznatih sila (gravitacije, elektriciteta, nuklearnih sila). jedina praktična upotreba  teorije struna izvor 

-vrsta eksperimenata koja je dovela do otkrića : Long – baseline eksperimenti deluje na principu odasiljanja snopa mionskih neutrina od akceleratora koji ih proizvodi do detektora (kroz središte zemlje ).
_______________________________________________

1. Tragovi čestica pojavili su se u neutrino detektoru . Neutrino- detektor CoGeNT( Soudan - akcelerator Minos ) postavljen sedamsto metara ispod zemlje u Minnesoti , pronašao je tragove čestica koje su otprilike toliko teške : između sedam i jedanaest giga-elektron volti. CoGeNT je manji i jeftiniji detektor od italijanskog, a donio je ove vredne rezultate. Ako ove wimps čestice zaista postoje, onda Sunčev sistem, a time i zemlja, plutaju kroz jedan veliki nevidljivi oblak crne materije .


2. DAMA eksperiment -( akcelerator CERN – detektor Gran Sasso –Italija ) otkrio je u junu i onda u decembru jak signal. U junu se zemlja okreće u pravcu u kom se sunce okreće oko mlečnog puta, dakle zemlja teži više wimps nego u decembru, kada se okreće u suprotnom pravcu.

Skoro neiscrpni izvor energije

A ko je teorija istinita da se čestice tamne materije mogu međusobno uništiti, to bi značilo da imamo na raspolaganju gotovo neiscrpan izvor energije preko vodika iz galaksije. Kada se vodik pretvori u helij, otprilike oko 0,61% mase postaje energija. Doslovno sva tamna materija, 4x veća od vidljive, može biti pretvorena u energiju. "Kenet Edvards je objasnio u pomenutom govoru u NASA da bi jedan gram antimaterije, oko 25 deo unce, oslobodio  energiju jednaku "energiji koju oslobađaju 23 "Spejs Šatla" puna goriva". Takva "konverzija energije pozitrona" kako je on nazvao, bila bi "revolucionarni energetski izvor".

 SAGITARIUS-STRELAC
  (röntgensateliet Chandra)
Još podataka o sazvežđu  S
Pri korišćenju velikog broja podataka iz projekta
Two-Micron All Sky Survey (2MASS)http://www.ipac.caltech.edu/2mass/
koji je imao za cilj ispitati nebo pomoću infra crvenog svetla, a koji je vodjen na University of Massachussets, astronomi su odgovorili na pitanja, koja su zbunjivala naučnike desetljeima.
Potvrdjeno je da Mlečni put JEDE  jedno od  sazvežđa  dramatičnim načinom – neprestanim galaktičkim kanibalizmom. Studija, objavljena u Astrophisycal Journal, je prva koja prikazuje potpuno galaksiju Strelca i vizuelno nam veoma jasno pokazuje, kako njene ruševine obavijaju naš Mlečni put i kako prolaze kroz njega.
Masa galaksije Strelac je 10000 puta manja od mase Mlečnog puta, koji je rasteže, kida i guta.Pomoću super kompjutera je ispitano pola milijarde zvezda i napravljena je nova zvezdana mapa, koja pokazuje da je naš Sunčev sistem (žuti krug) tačno na granici dve galaksije, koje se spajaju.
Koristeći infra crveno zračenje astronomi su odfiltrirali milione zvezda iz prvog plana, i usmerili se na tip zvezda, koje se nazivaju M gianti.Te divovske jasne infra crvene zvezde su brojne u galaksiji Strelca, ali nisu uobičajene u vanjskim oblastima Mlečnog puta. Samo postojanje Strelca nije bilo poznato do 1994 kada je tim britanskih astronoma otkrio srce te nama najbliže patuljaste galaksije.

Činjenica da se mlečni put na nebu vidi ukoso je zbunjivao astronome. Kada bismo poticali iz Mlečnog puta, bili bismo orijentisani prema galaktičkoj ekliptici, sa planetama rasporedjenim oko našeg Sunca u istom uglu, u kome je naše Sunce izravnano sa Mlečnim putem.Umesto toga taj čudni ugao, kao što je prvi naznačio istraživač Matthew Perkins Erwin govori o tom da je Sunce pod uticajem nekog drugog sistema.Pomoću podataka iz 2MASS istraživanja, sada znamo da pripadamo u stvari patuljastoj galaksiji Strelca koja sada prolazi procesom spajanja sa galaksijom Mlečnog puta.
Mlečni put nikada nije bio naš Dom.


„Prva potpuna mapa Strelca pokazuje njegovu interakciju sa Mlečnim putem,“ kaže Majewski.“Dve zvezde i sazveždja u vanjskim delovima Mlečnog puta su bili ukradeni Strelcu, kada su je gravitacijske sile Mlečnog puta odgrizli svome patuljastom susjedu.To jasno pokazuje da Mlečni put raste tako, što proždire svoje manje susede.“Studijska mapa M giant zvezda prikazuje 2 milijarde godina dugačko odstranjivanje Strelca Mlečnim putem i pokazuje da se Strelac našao u kritičnoj fazi, kad je doigrao svoj ples smrti.
„Nakon polaganog, neprestanog proždiranja od strane Mlečnog puta Strelac je oslabio i dosegao je tačku, kada sam sebe ne može držati na okupu“kaže Martin Weinberg, član tima 2MASS i koautor studije. „Vidimo celokupan sistem Strelca na kraju njegovog života.

 Znači li to da se nalazimo u jedinstvenom trenutku života naše galaksije? Da i ne.

„Astronomi i dalje tvrde da se ne nalazimo u posebnom vremenu ili mestu u svemiru,“kaže Majewski.“ S obzirom na istoriju Mlečnog puta, koja traje 14 milijardi godina, veoma je malo verovatno, da bismo bili svedoci kratkog dogadjaja kao smrt Strelca. Smatram da su takvi dogadjaji u životu velikih spiralnih galaksija kao što je naša uobičajeni. Mlečni put je verovatno u prošlosti progutao već nekoliko patuljastih galaksija.“

 Majewski i njegove kolege iznenadjeni su  koliko su blizu zemlji delovi ruševina Strelca.
„Putanja našeg Sunčevog sistema kroz ostatke Strelca traje samo nekoliko procenata 240 milijardi godina duge putanje oko galaksije Mliječni put“, kaže Majewski. „Zanimljivo je da se sada zvezde iz Strelca sipaju na naš sadašnji položaj u Mlečnom putu. Zvezde iz druge galaksije su relativno blizu nas.Moramo prevrednovati naše pretpostavke o galaksiji Mlečni put, da bismo objasnili zu kontaminaciju.“
Nova saznanja će pomoći astronomima da izmere totalnu masu galaksija i da ispitaju količinu i raspored crne materije u tim sistemima.
„Oblik putanje ostataka Strelca nam pokazuje , da je nevidljiva crna materija Mlečnog puta distribuirana sferično.To je rezultat koji se nije mogao očekivati“ kaže Weinberg.
„Posmatranja nam nude nova saznanja o tajanstvenoj crnoj materiji,“ kaže Spergel.“Ili je naša galaksija neobična, ili crna materija ima više osobina, nego što se navodi u dosadašnjim modelima.“
.
                                               NAJNOVIJE VESTI 
                                               od 11.novembra 2010

FERMI TELESKOP - vidi ostale slike

Ovo je najnoviji snimak NAS-e kojim su otkrivena dva ZVONA iznad i ispod centra Mlečnog puta.  Svako od zvona ima  od oko 25000 svetlosnih godina.To je otprilike pola promera naše galaksije.Ovo je obelodanio Doug Finkbeiner  sa Harvards  Smithsonsian Centra za astrofiziku  u Cambridgeu. On je dalje rekao: "Mi ne razumemo prirodu i poreklo ove pojave."

 

                                                                      ARHIVA:

                                                FIZIKA

                                               ASTRONOMIJA