Znajdź zawartość

Ciemna materia, która według szacunków odpowiada za 80% masy naszego Wszechświata, wciąż wymyka się naukowcom. Nie daje się ani zaobserwować, ani znaleźć w laboratorium. Astronomowie z koledżu Royal Holloway na Uniwersytecie Londyńskim chcą jej szukać... na Słońcu. Ciemna materia miałaby wypełniać przestrzeń kosmiczną, nie świeci, więc nie potrafimy jej zaobserwować. Na jej istnienie wskazuje jedynie fakt, że oddziałuje grawitacyjnie ze zwykłą, naszą materią. Jej istnienie wypełniło by również lukę w teoretycznych obliczeniach masy, jaką powinien zawierać Wszechświat oraz wyjaśniało wiele grawitacyjnych anomalii w obserwowanym kosmosie. Nie wiadomo tak naprawdę, czym miałaby być, nie udało się dotychczas zaobserwować jej interakcji (zderzeń) ze zwykłą materią ani w kosmosie, ani w laboratorium. Uczeni liczą na przełom dzięki Wielkiemu Zderzaczowi Hadronów, ale uruchomienie go z pełną mocą nastąpi nieprędko. Doktor Stephen West z Wydziału Fizyki koledżu Royal Holloway na Uniwersytecie Londyńskim zajął się w swoim ostatnim studium możliwym wpływem ciemnej materii na właściwości naszego Słońca. Jego zdaniem, wobec fiaska dotychczasowych metod, właśnie nasza gwiazda mogłaby stanowić naturalne laboratorium do poszukiwań tego fenomenu. Ciemna materia tworzy halo, obłok wokół naszej Galaktyki. Jej ruch obrotowy sprawia, że każde ciało niebieskie poruszając się doświadcza swego rodzaju „wiatru" ciemnej materii, która przez nie przenika. Ponieważ oddziałuje ona grawitacyjnie ze zwykłą materią, obiekty o dużej masie są szczególnie predestynowane do wykrycia takich oddziaływań. Skoro ciemna materia wpływa na ruch ciał niebieskich, to zależność musi być obustronna. Jak spodziewa się dr West, cząsteczki przelatującej ciemnej materii zderzają się z materią Słońca i zostają schwytane przez jego grawitację, gromadząc się w jego wnętrzu. Narastająca masa ciemnej materii w rdzeniu gwiazdy musi wywoływać jakieś efekty, które dadzą się przewidzieć i zaobserwować. Jeśli teoretyczne kalkulacje pokryją się z obserwacjami, będzie to oznaczało, że wykorzystany model ciemnej materii jest prawidłowy. Jeśli nie, to albo ma ona właściwości inne, niż się spodziewamy, albo... wcale jej nie ma, bo niektórzy naukowcy są takiego właśnie zdania. Komputerowe symulacje, wykonane w zespole Stephena Westa wskazują, że nagromadzona we wnętrzu gwiazdy ciemna materia powinna doprowadzić do spadku temperatury jego rdzenia. Działałaby ona według założonego modelu jak radiator, nagrzewając się i odprowadzając temperaturę ze środka na powierzchnię. Porównanie temperatury powierzchni Słońca i jego rdzenia z tymi wynikającymi z obliczeń powinno dostarczyć bezcennych informacji na temat masy nagromadzonych ciemnych cząstek oraz ich oddziaływania z materią słoneczną. Temperaturę wnętrza Słońca można poznać mierząc emisję neutrin, które są produktem ubocznym reakcji zachodzących w gwieździe. To będzie następny etap planowanych przez doktora Westa badań: poszukiwanie zmian w ilości powstających w Słońcu neutrin, uwzględnienie czułości istniejących detektorów neutrin, które są aparaturą względnie nową technologicznie. Po uruchomieniu całej mocy Wielkiego Zderzacza Hadronów planowane są eksperymenty mające na celu wykrycie i zbadanie właściwości ciemnej materii. Wówczas dane obserwacyjne, zgromadzone według pomysłu Stephena Westa, dostarczą bezcennego materiału porównawczego i weryfikującego.

Piłkarski świat z zapartym tchem obserwował niemiecką ośmiorniczkę, Paula, który dotąd trafnie typował zwycięzców kolejnych meczy. Tymczasem na Uniwersytecie Londyńskim naukowcy przewidują zwycięzcę Pucharu Świata bardziej naukowo - przy pomocy matematyki i komputera. Doktor Javier López Peña i doktor Hugo Touchette z Koledżu Królowej Marii na Uniwersytecie Londyńskim są matematykami a przy okazji miłośnikami piłki nożnej. Postanowili połączyć swoje pasje i użyć narzędzi matematycznych do przewidywania wyników meczy. Z wykorzystaniem teorii grafów przeanalizowali grę zespołów występujących na mundialu i stworzyli mapę ich taktyk. W przewidywaniu wyników meczy już zakończonych narzędzie okazało się skuteczne, pozwoliło także na wskazanie przyczyn zwycięstwa lub porażki danej drużyny. Teoria grafów służy do analizy wielu różnych zagadnień. Używa się w niej podobnych grafów jak w szkole podstawowej. Peña i Touchette na co dzień wykorzystują ją do symulowania sieci komputerowych działających w skrajnych warunkach, na przykład w przypadku wyłączenia jakiejś jej części. Podobnie zabrali się za grę piłkarzy: potraktowali podania piłki pomiędzy zawodnikami drużyny jako sieć, którą można rozrysować i przeanalizować z wykorzystaniem komputera. Okazało się, że takie schematy doskonale obrazują taktykę i sposób gry drużyny. Każdy gracz w drużynowej sieci ma przyznaną ocenę na skali określającej jego ważność w drużynie - tłumaczy doktor Touchette. - Im większa nota na skali, tym większe znaczenie jego nieobecności w danym miejscu. Metoda, która jest powszechnie używana do planowania bardziej stabilnych sieci komputerowych, może być tak samo użyta do planowania strategii meczu. Schemat grafów dla danej drużyny wskazuje jej silne i słabe punkty, a ich porównanie pozwala wytypować prawdopodobnego zwycięzcę pojedynku. Dlaczego Niemcy pokonali Anglików? Rozrysowana sieć pokazuje, że hiszpańscy gracze wykonali w turnieju olbrzymią liczbę podań, niemal o 40% więcej niż Niemcy i dwukrotnie więcej od Holendrów. Drużyna polega na szybkich podaniach, które są dobrze rozłożone pomiędzy wszystkich graczy, zwłaszcza tych grających w polu środkowym. David Villa, najlepszy strzelec, otrzymuje średnio 37 podań w czasie meczu, więcej niż ktokolwiek w całym mundialu. W porównaniu z nim Fernando Torres, który nie zdobył żadnego gola, otrzymuje znacząco mniej podań, bo jedynie 13 - wynika to z hiszpańskiej taktyki. Sieć taktyczna Holendrów, na odwrót, jest wyraźnie ofensywna, z małą ilością połączeń pomiędzy zawodnikami, większość z podań kierowanych jest do atakujących. Mała ogólna ilość podań pokazuje, że Holendrzy od złożonej taktycznie gry zdecydowanie wolą szybkie ataki i kontrataki. Większość goli zdobywają ze stałych elementów gry, jak rzut wolny i usiłują zdominować swoich rywali raczej fizyczną obecnością niż taktyką. Analiza komputerowa nie może oczywiście przewidzieć czynników losowych, jak kondycja graczy, czy choćby czerwona kartka, osłabiająca drużynę. Ale Javier López Peña i Hugo Touchette uważają, że przez zestawienie taktycznych planów można z dużym prawdopodobieństwem wytypować zwycięzcę meczu. Jaki więc będzie efekt starcia tych dwóch drużyn? Zapewniają, że wygra Hiszpania. Czy mają rację, przekonamy się już jutro. Szkoda, że nie podali również wyniku meczu o trzecie miejsce, można by zweryfikować „metodę matematyczną" już dziś wieczorem.