Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Profesor Paul Frampton z University of North Carolina uważa, że ciągle nieodnaleziona ciemna materia tworzy średniej wielkości czarne dziury. Są one na tyle małe, że nie możemy ich dostrzec, a na tyle duże, iż nie wyparowują.

Frampton zauważa, że żadna z cząsteczek Modelu Standardowego nie ma właściwości ciemnej materii. Dlatego też proponuje inne podejście do problemu.

Najpierw stwierdził, jaka powinna być entropia wszechświata. Obliczył też entropię wszystkich znanych czarnych dziur. Przyjął też, że w centrum każdej galaktyki znajduje się olbrzymia czarna dziura.

Z obliczeń wynika, że "we wszechświecie nie ma wystarczająco dużo widzialnej materii, a więc różnica w entropii musi brać się z entropii ciemnej materii". stwierdził Frampton. Jego zdaniem należy jej poszukiwać w średniej wielkości czarnych dziurach.

Tutaj powstaje pytanie, w jaki sposób mogło uformować się tak dużo niewielkich czarnych dziur. Tego nie wyjaśniają współczesne teorie formowania się wszechświata. Frampton uważa, że mogły być dwa, a nie jeden, etapy rozszerzania się kosmosu. "Podczas pierwszego doszło do powstania olbrzymiej struktury wszechświata, jaką dzisiaj widzimy. Podczas drugiego - do łączenia się materii i powstawania dodatkowych czarnych dziur" - powiedział profesor.

Z jego zdaniem nie zgadza się profesor Warwick Couch z Swinburne University. Zauważa jednak, że "jeśli obliczenia Framptona są prawidłowe, widać wyraźnie niezgodność pomiędzy liczbą znanych nam czarnych dziur, a liczbą, jaka powinna być, gdybyśmy bazowali na entropii". Dodaje przy tym, że zwykle kosmolodzy nie postrzegają wszechświata przez pryzmat entropii, jednak tego typu podejście może być bardzo dobrą metodą jego badania.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Podejście ciekawe, ale póki co bardziej wygląda to na filozoficzne gdybanie.. nawet mimo tych obliczeń. Wszak znamy bardzo malutki wycinek Wszechświata - podejrzewam że nie większy niż kilka tysięcy lat świetlnych (chodzi mi o promień sfery). Tymczasem przyjmując że Wszechświat ciągle się rozszerza z prędkością światła, jego promień wynosi kilka czy kilkanaście miliardów lat świetlnych.. Skąd wiadomo co jest poza naszym horyzontem widzenia? To trochę tak jakbym na podstawie jednego ziarnka piasku stwierdził, jak wygląda cała plaża..

Share this post


Link to post
Share on other sites

Wszak znamy bardzo malutki wycinek Wszechświata - podejrzewam że nie większy niż kilka tysięcy lat świetlnych (chodzi mi o promień sfery).

 

Możesz sprecyzować? Przecież widzimy całe galaktyki, które są znacznie dalej - a jeśli masz na myśli szczegóły, to przecież Andromeda jest dalej, a wystarczająco blisko, by wyróżniać poszczególne ciała niebieskie, o ile się dobrze orientuję...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Widocznie się mylę - nie interesuję się jakoś bardzo kosmologią, więc nie wiem jak daleko sięga 'nasz wzrok', chodzi mi jednak o skalę zjawiska.. Ponadto, nawet sfera wyznaczona przez obiekt najdalej nam znany nie jest zapewne drobiazgowo poznana.

 

Fajne jest nowatorskie podejście z tym liczeniem entropii. Ale chodzi mi o to, że wszelkie teorie o budowie wszechświata, jego pochodzeniu itd są póki co gdybaniem, ponieważ nie ma jak sprawdzić ich słuszności. Oczywiście to gdybanie jest potrzebne, bo dzięki niemu można stopniowo poznawać rzeczywistość. Tym niemniej uważam, że nie ma co zaciekle bronić którejkolwiek z teorii - należy właśnie traktować je jako luźne podejście..

Share this post


Link to post
Share on other sites

Widocznie się mylę - nie interesuję się jakoś bardzo kosmologią, więc nie wiem jak daleko sięga 'nasz wzrok', chodzi mi jednak o skalę zjawiska.. Ponadto, nawet sfera wyznaczona przez obiekt najdalej nam znany nie jest zapewne drobiazgowo poznana.

 

Ja też ekspertem nie jestem, ale najdalszy zaobserwowany przez nas obiekt to zderzenie dwóch galaktyk ok. 13 000 000 000 lat świetlnych stąd, przy czym wielkość wszechświata równa się jego wiekowi: 13 900 000 000 bodajże. Z prostych obliczeń więc wynika, że nasza sfera widzenia ma promień 13/14 wielkości wszechświata (a jakieś ślady promieniowania mikrofalowego miały chyba nawet dalsze źródło).

 

Inna sprawa, że mamy problemy nawet z policzeniem tego, co widzimy. A jest pełno niewidocznych bądź zasłaniających się obiektów - GalaxyZOO sklasyfikował prawie 60 000 000 obiektów w kosmosie, ale to i tak chyba mniej niż znana nam liczba galaktyk, chociaż tego nie jestem pewien, bo takie informacje są zdecydowanie za rzadko aktualizowane.

 

W każdym razie zgadzam się z "brakiem drobiazgowości poznania", tylko nie wiązałbym tego tak bardzo z "horyzontem" :-)

Share this post


Link to post
Share on other sites

przy czym wielkość wszechświata równa się jego wiekowi: 13 900 000 000 bodajże.

 

No nie bardzo. Wszechświat cały czas się rozszerzał przez te 13,7 mld lat. Obecnie za średnicę przyjmuje się 93 mld lat świetlnych.

Share this post


Link to post
Share on other sites

No nie bardzo. Wszechświat cały czas się rozszerzał przez te 13,7 mld lat. Obecnie za średnicę przyjmuje się 93 mld lat świetlnych.

 

Przecież się rozszerza z prędkością światła, bo większej nie ma...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ale wilka ma trochę racji... z tego co mi kiedyś opowiadał kumpel pasjonujący się tematem, w chwili powstawania Wszechświata nie było czegoś takiego jak czas.. I w trakcie Wielkiego Wybuchu Wszechświat przez ułamki sekundy rozszerzał się szybciej niż z prędkością światła.. potem dopiero zastosowanie zaczęły mieć znane nam prawa fizyki..

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ale wilka ma trochę racji... z tego co mi kiedyś opowiadał kumpel pasjonujący się tematem, w chwili powstawania Wszechświata nie było czegoś takiego jak czas.. I w trakcie Wielkiego Wybuchu Wszechświat przez ułamki sekundy rozszerzał się szybciej niż z prędkością światła.. potem dopiero zastosowanie zaczęły mieć znane nam prawa fizyki..

 

Poddaję się ;-)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Przecież się rozszerza z prędkością światła, bo większej nie ma...

 

1. etap inflacji

2. prawo Hubble'a

 

Jak zauważyłeś niektóre obiekty obserwujemy w odległości np. 13 mld lat świetlnych od nas. I co to oznacza...? Że one ok. 13 mld lat temu już tam były (zaglądanie w przeszłość). Obecnie są kilkadziesiąt miliardów lat świetlnych dalej. Gdyby ekspansja była zbliżona do c, to byłoby nam strasznie ciemno. :D

Share this post


Link to post
Share on other sites

1. etap inflacji

2. prawo Hubble'a

 

Jak zauważyłeś niektóre obiekty obserwujemy w odległości np. 13 mld lat świetlnych od nas. I co to oznacza...? Że one ok. 13 mld lat temu już tam były (zaglądanie w przeszłość). Obecnie są kilkadziesiąt miliardów lat świetlnych dalej. Gdyby ekspansja była zbliżona do c, to byłoby nam strasznie ciemno. :D

 

Yup zakręciłem się mimo oglądania programów o Hawkingu ;P

Share this post


Link to post
Share on other sites

@wilk

Wszechświat się rozszerza z prędkością większą czy mniejszą od c ?

a) Jeśli z większą, to nie powinniśmy móc zajrzeć w znany nam środek wszechświata, gdyż promieniowanie stamtąd nie nadążałoby dogonić nas uciekających od centrum z prędkością > c

;) Jeśli z mniejszą to skąd te kilkadziesiąt miliardów lat o których piszesz ?

 

PS. Tak, wiem. Kolejny laik w tym temacie :D

Share this post


Link to post
Share on other sites

Wszechświat się rozszerza z prędkością większą czy mniejszą od c ?

 

Z prawa Hubble'a wynika, że są to ok. 73 km/s/Mpc. Przy czym stosunki odległości są zachowane (wszystko oddala się od wszystkiego). Oraz nie uwzględnia to prędkości własnych galaktyk w układach powiązanych grawitacją (tylko w tej skali się to wyznacza, bo w skali gwiazd podlegają one włśnie grawitacji samej galaktyki).

 

a) Jeśli z większą, to nie powinniśmy móc zajrzeć w znany nam środek wszechświata, gdyż promieniowanie stamtąd nie nadążałoby dogonić nas uciekających od centrum z prędkością > c

 

I dlatego napisałem, że byłoby nam strasznie ciemno.

 

;) Jeśli z mniejszą to skąd te kilkadziesiąt miliardów lat o których piszesz ?

 

Stąd, że krótko po Wielkim Wybuchu doszło do (jak się obecnie przyjmuje) etapu inflacji, który z osobliwości rozprężył się do mniej więcej obecnie obserwowalnej postaci. Potrafiąc zaobserwować światło obiektów, których odległość jest zbliżona do wieku powstania Wszechświata oglądamy tym samym obrzeże Wszechświata po etapie inflacji. Tyle, że te obiekty były w tym miejscu na samym początku, a przez ten czas ich ekspansja trwała dalej.

 

PS. Tak, wiem. Kolejny laik w tym temacie :D

 

Sam ledwie "ślizgam" się po tym temacie, acz fascynuje mnie. Aż strach zagłębiać się we wzory.

 

 

Edit: Mapka wszechświata: http://www.astro.princeton.edu/universe/

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Uczeni z MIT, LIGO oraz University of New Hampshire obliczyli ilość ciężkich pierwiastków jaka powstaje podczas łączenia się czarnych dziur z gwiazdami neutronowymi i porównali swoje dane z ilością ciężkich pierwiastków powstających podczas łączenia się gwiazd neutronowych. Hsin-Yu Chen, Salvatore Vitale i Francois Foucart wykorzystali przy tym zaawansowane systemy do symulacji oraz dane z obserwatoriów fal grawitacyjnych LIGO-Virgo.
      Obecnie astrofizycy nie do końca rozumieją, w jaki sposób we wszechświecie powstają pierwiastki cięższe niż żelazo. Uważa się, że do ich tworzenia dochodzi w dwojaki sposób. Około połowy takich pierwiastków powstaje w czasie procesu s zachodzącego w gwiazdach o niewielkiej masie (0,5–10 mas Słońca) w końcowym etapie ich życia, gdy gwiazdy te znajdują się w fazie AGB. Są wówczas czerwonymi olbrzymami. Dochodzi tam do nukleosyntezy, kiedy to w warunkach niskiej gęstości neutronów i średnich temperaturach nuklidy wyłapują szybkie neutrony.
      Z kolei mniej więcej druga połowa ciężkich pierwiastków powstaje w szybkim procesie r, podczas wybuchu supernowych i kilonowych. Dochodzi wówczas do szybkiego wychwyceniu wielu neutronów, a następnie serii rozpadów, które prowadzą do powstania stabilnego pierwiastka. Do pojawienia się tego procesu potrzebne są wysokie temperatury i bardzo gęste strumienie neutronów. Naukowcy spierają się jednak co do tego, gdzie zachodzi proces r.
      W 2017 roku LIGO-Virgo zarejestrowały połączenie gwiazd neutronowych, które doprowadziło do olbrzymiej eksplozji zwanej kilonową. Potwierdzono wówczas, że w procesie tym powstały ciężkie pierwiastki. Istnieje jednak możliwość, że proces r ma też miejsce zaraz po połączeniu się gwiazdy neutronowej z czarną dziurą.
      Naukowcy spekulują, że gdy gwiazda neutronowa jest rozrywana przez pole grawitacyjne czarnej dziury, w przestrzeń kosmiczną zostaje wyrzucona olbrzymia ilość materiału bogatego w neutrony. Powstaje wówczas idealne środowisko do pojawienia się procesu r. Specjaliści zastrzegają jednak, że w procesie tym musi brać udział czarna dziura do dość niewielkiej masie, która dość szybko się obraca. Zbyt masywna czarna dziura bardzo szybko wchłonie materiał z gwiazdy neutronowej i niewiele trafi w przestrzeń kosmiczną.
      Chen, Vitale i Foucart jako pierwsi porównali ilość ciężkich pierwiastków, jakie powstają w wyniku obu typów procesu r. Przetestowali przy tym liczne modele, zgodnie z którymi proces r mógłby zachodzić.
      Większość symulacji wykazała, że w ciągu ostatnich 2,5 miliarda lat w wyniku łączenia się gwiazd neutronowych przestrzeń kosmiczna została wzbogacona od 2 do 100 razy większą ilością ciężkich pierwiastków niż w wyniku kolizji czarnych dziur z gwiazdami neutronowymi. W modelach, w których czarna dziura obracała się powoli, połączenia gwiazd neutronowych dostarczały 2-krotnie więcej ciężkich pierwiastków, niż połączenia czarnej dziury z gwiazdą neutronową. Z kolei tam, gdzie czarna dziura obraca się powoli i ma niską masę – poniżej 5 mas Słońca – połączenia gwiazd neutronowych odpowiadają aż za 100-krotnie więcej ciężkich pierwiastków powstających w procesie r. Do tego, by połączenia czarnych dziur z gwiazdami neutronowymi odpowiadały za znaczną część pierwiastków powstających w procesie r konieczne jest istnienie czarnej dziury o małej masie i szybkim obrocie. Jednak dane, którymi obecnie dysponujemy, raczej wykluczają istnienia takich czarnych dziur.
      Autorzy badań już planują poprawienie swoich obliczeń dzięki danym z udoskonalanych LIGO i Virgo oraz z nowego japońskiego wykrywacza KAGRA. Wszystkie trzy urządzenia powinny ponownie ruszyć w przyszłym roku. Dokładniejsze obliczenia tempa wytwarzania ciężkich pierwiastków we wszechświecie przydadzą się m.in. do lepszego określenia wieku odległych galaktyk.
      Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach Astrophysical Journal Letters.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zjawiska istotne dla czarnych dziur, eksplozji supernowych i innych ekstremalnych wydarzeń kosmicznych mogą zostać odtworzone na Ziemi, twierdzą naukowcy z Pinceton University, SLAC National Accelerator Laboratory oraz Princeton Plasma Physics Laboratory. Dowodzą oni, że współczesna technologia pozwala na uzyskanie procesów kaskadowych opisywanych przez elektrodynamikę kwantową (QED cascades). Procesy takie leżą u podstaw eksplozji supernowych czy szybkich rozbłysków radiowych, w czasie których w ciągu milisekund emitowane jest tyle energii, ile Słońce emituje w ciągu kilku dni.
      Kenan Qu, Sebastian Meuren i Nahaniel J. Fisch poinfornowali na łamach Physical Review Letters, o uzyskaniu pierwszego teoretycznego dowodu, że interakcja laboratoryjnego lasera z gęstym strumieniem elektronów doprowadzi do pojawienia się kaskad. Wykazaliśmy, że to, o czym sądzono, iż jest niemożliwe, w rzeczywistości jest możliwe. To zaś pokazuje, że zjawisko, którego dotychczas nie mogliśmy bezpośrednio obserwować, można uzyskać za pomocą najnowocześniejszych laserów i urządzeń do generowania strumienia elektronów, mówi główny autor artykułu, Kenan Qu.
      Zderzenie silnego impulsu laserowego ze strumieniem elektronów o wysokiej energii prowadzi do powstania gęstej chmury par elektron-pozyton, które zaczynają wchodzić w interakcje. To zaś powoduje kolektywne zachowanie się plazmy, co z kolei wpływa na to, jak pary te wspólnie reagują na pola elektryczna lub magnetyczne.
      Plazma, zjonizowana materia przypominająca gaz, zawiera swobodne cząstki – jony i elektrony – i stanowi około 99% widzialnego wszechświata. Napędza ona reakcje w gwiazdach, a zachodzące w niej procesy są silnie zależne od pól elektromagnetycznych.
      "Poszukiwaliśmy sposobów, na odtworzenie warunków, w jakich powstaną pary elektron-pozyton o gęstości na tyle dużej, by doszło do kolektywnego zachowania się plazmy", mówi Qu. Już znacznie wcześniej wiedziano, że wystarczająco silne lasery, pola magnetyczne lub elektryczne mogą doprowadzić do pojawienia się wspomnianych procesów kaskadowych. Jednak wyliczenia pokazywały, że uzyskanie tak intensywnych promieni laserowych, pól magnetycznych i elektrycznych jest poza naszymi możliwościami.
      Okazuje się, że połączenie współczesnych technologii laserowych z relatywistycznymi strumieniami elektronów wystarczy, by zaobserwować takie zjawisko, mówi profesor Nat Fisch. Kluczem jest tutaj wykorzystanie lasera, który spowolni pary elektron-pozyton tak, by ich masa spadła, przez co zwiększy się ich wpływ na częstotliwość plazmy i wzmocni kolektywne zachowania plazmy. Wykorzystanie już dostępnych technologii jest tańsze, niż próba zbudowania lasera o olbrzymiej intensywności.
      Teraz autorzy badań chcą sprawdzić swoją przewidywania w SLAC National Accelerator Laboratory. Właśnie trwają tam prace nad laserem o umiarkowanej intensywności, a źródło elektronów już się tam znajduje. Jeśli dowiedziemy prawdziwości naszych obliczeń, zaoszczędzimy miliardy dolarów, dodaje Qu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Czarne dziury, tajemnicze, groźne obiekty, które przechwytują wszystko, co znajdzie się w ich pobliżu. Być może jednak chronią nas przed tym, co kryją w swoim wnętrzu – przed osobliwością. Na to pytanie starają się odpowiedzieć specjaliści zajmujący się hipotezą kosmicznej cenzury.
      Z równania Einsteina wynika, że za horyzontem zdarzeń, czyli miejscem, poza którym wszystko znika w czarnej dziurze i które jest niedostępne obserwacyjnie, znajdują się osobliwości. Osobliwość to punkt, w którym przyspieszenie grawitacyjne czy też gęstość materii są nieskończone. Nasz wszechświat wziął się z osobliwości, która istniała na początku Wielkiego Wybuchu.
      O strukturze osobliwości nie wiemy niczego. W ich pobliżu prawdopodobnie obowiązują obce nam prawa fizyczne. Nie zrozumiemy ich dopóty, dopóki fizykom nie uda się stworzyć zunifikowanej teorii łączącej grawitację i fizykę kwantową.
      Nie musimy się jednak obawiać wpływu osobliwości na otoczenie, właśnie dlatego, że znajdują się one wewnątrz czarnych dziur. Sformułowana pod koniec lat 60. ubiegłego wieku hipoteza kosmicznej cenzury Rogera Penrose'a mówi, że osobliwości nie mogą istnieć poza czarnymi dziurami. Przez kilkadziesiąt lat fizycy przyjmowali to za pewnik. I rzeczywiście, nikt nigdy nie zaobserwował nagiej osobliwości, czyli takiej istniejącej poza czarną dziurą.
      Jednak w 2010 roku Luis Lehner i Frans Pretorius przeprowadzili symulacje komputerowe, z których wynikało, że zewnętrzna powierzchnia czarnych dziur może się rozpaść, pozostawiając za sobą nagą osobliwość. Na szczęście możemy spać spokojnie. Z symulacji wynika bowiem, że do takiego rozpadu może dojść wyłącznie we wszechświatach, w których istnieją więcej niż trzy wymiary. Jest zatem niemożliwy w naszym trójwymiarowym wszechświecie opisanym przez ogólną teorię względności.
      Badania Lehnera i Pretoriusa na nowo obudziły zainteresowanie hipotezą kosmicznej cenzury. A specjaliści zastanawiają się, czy do rozpadu czarnej dziury i pojawienia się nagiej osobliwości może dojść w naszym wszechświecie, a jeśli nie może, to dlaczego.
      Obecnie dysponujemy znacznie potężniejszymi komputerami niż jeszcze przed dekadą, nie mówiąc już o maszynach, jakie mógł mieć do dyspozycji Penrose. Fizycy mogą więc lepiej symulować wzrost i ewolucję czarnych dziur oraz próbować zrozumieć, co dzieje się wewnątrz nich. Jednak same moce obliczeniowe to nie wszystko. Wciąż bowiem nie wiemy dokładnie, w jaki sposób symulować czarne dziury.
      Pan Figueras, fizyk z Queen Mary University w Londynie wykazał niedawno, że nagie osobliwości mogą pojawiać się nie tylko w wyniku rozpadu czarnych dziur, ale również wskutek ich zderzeń. A do takich zderzeń dochodzi także w naszym wszechświecie. Jednak Figueras i jego zespół twierdzą, że w naszym wszechświecie zderzenia czarnych dziur zawsze powodują, że osobliwość pozostaje wewnątrz czarnej dziury.
      Hipoteza Penrose'a wciąż nie została ani ostatecznie dowiedziona, ani odrzucona. A pracujący nad nią specjaliści zajmują się nie tyle jej obaleniem, bądź potwierdzeniem, a tworzeniem metod badawczych, pozwalających lepiej poznać czarne dziury i osobliwości. W tym przypadku ważna jest droga, a nie cel.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astrofizyk Dan Wilkins z Uniwersytetu Stanforda nie był zdziwiony, gdy przyglądając się supermasywnej czarnej dziurze w galaktyce położonej 800 milionów lat świetlnych od Ziemi, zauważył serię jasnych rozbłysków promieniowania rentgenowskiego. Jednak niedługo później czekało go spore zaskoczenie – teleskopy zarejestrowały dodatkowe słabsze rozbłyski o innym „kolorze”. Zgodnie z teorią rozbłyski te pochodzą... spoza czarnej dziury.
      Światło, które wpada do czarnej dziury już się z niej nie wydostaje. Nie powinniśmy więc być w stanie zobaczyć niczego, co jest za czarną dziurą, mówi Wilkins. Mogliśmy je zaobserwować dlatego, że czarna dziura zagina przestrzeń, światło i pola magnetyczne wokół siebie, dodaje uczony.
      Wilkins jest pierwszym, który bezpośrednio zaobserwował promieniowanie pochodzące spoza czarnej dziury. Zjawisko takie jest przewidziane przez ogólną teorię względności, jednak dopiero teraz udało się je potwierdzić.
      Gdy pięćdziesiąt lat temu astrofizycy zaczęli dyskutować o tym, jak może zachowywać się pole magnetyczne w pobliżu czarnej dziury, nie mieli pojęcia,że pewnego dnia można będzie tego użyć do bezpośredniej obserwacji i potwierdzenia teorii Einsteina, mówi profesor Roger Blandford ze SLAC.
      Dan Wilkins nie szukał potwierdzenia teorii względności. Chciał dowiedzieć się więcej o koronie czarnej dziury. To obszar, w którym materiał opadający do czarnej dziury zaczyna świecić i tworzy wokół niej koronę. Korony takie to jedne z najjaśniejszych źródeł stałego światła we wszechświecie. Świecą one w zakresie promieniowania rentgenowskiego, a analiza ich światła pozwala na badanie samej czarnej dziury.
      Wiodące teorie na temat korony mówią, że powstaje ona z gazu wpadającego do czarnej dziury. Gaz rozgrzewa się do milionów stopni, elektrony oddzielają się od atomów i powstaje namagnetyzowana wirująca plazma. W niej zaś powstają rozbłyski promieniowania rentgenowskiego, które badał Wilkins. Gdy chciał poznać ich źródło i przyjrzał im się bliżej, zauważył serię mniejszych rozbłysków. Naukowcy wykazali, że pochodzą one z oryginalnych dużych rozbłysków, których część odbiła się od tyłu dysku otaczającego czarną dziurę. Są więc pierwszym zarejestrowanym światłem pochodzącym z drugiej – patrząc od Ziemi – strony czarnej dziury.
      Wilkins szybko rozpoznał, z czym ma do czynienia, gdyż od kilku lat zajmuje się tworzeniem teorii na temat takich odbić. Ich istnienie wykazała teoria, nad którą pracuję, więc jak tylko je zobaczyłem w teleskopie, zdałem sobie sprawę, że to, co widzę, łączy się z teorią.
      Uczony już cieszy się na przyszłe odkrycia. Pracuje on w laboratorium Steve'a Allena z Uniwersytetu Stanforda, gdzie bierze udział w pracach nad wykrywaczem Wide Field Imager, powstającym na potrzeby przyszłego europejskiego obserwatorium Athena (Advanced Telescope for High-ENergy Astrophysics). Będzie ono miało znacznie większe lustro niż jakiekolwiek obserwatorium promieniowania rentgenowskiego, pozwoli nam więc na uzyskanie lepszej rozdzielczości w krótszym czasie. To, co obecnie zaczynamy obserwować stanie się dla nas jeszcze bardziej wyraźne, mówi uczony.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pomimo tego, że jest milion razy mniejszy, pojedynczy neutron może wpływać na energię molekuły. Teraz fizykom z MIT i innych uczelni udało się zmierzyć wpływ neutronu na radioaktywną molekułę, co może mieć fundamentalne znaczenie dla badań nad ciemną materią czy naruszeniem symetrii.
      Naukowcy opracowali technikę wytwarzania i badania krótko żyjących radioaktywnych molekuł z precyzyjnie kontrolowaną liczbą neutronów. Wybrali liczne izotopy tej samej molekuły, a w każdym z nich był o 1 neutron mniej, niż w poprzednim. Następnie mierzyli energię każdej z molekuł i byli w stanie wykryć minimalne, niemal niewidoczne różnice pomiędzy nimi.
      Możliwość zarejestrowania takich różnic oznacza, że naukowcy będą w stanie badać radioaktywne molekuły pod kątem występowania w nich zjawisk wywoływanych przez obecność ciemnej materii lub też przyczyn naruszenia symetrii we wszechświecie.
      Jeśli prawa fizyki są symetryczne, a sądzimy, że są, to w wyniku Wielkiego Wybuchu powinno powstać tyle samo materii i antymaterii. Jednak fakt, że obserwujemy niemal wyłącznie materię, a antymateria to jedynie jedna część na miliard, oznacza, że coś narusza podstawową symetrię fizyki w sposób, którego nie potrafimy wyjaśnić, mówi profesor Ronald Fernando Garcia Ruiz z MIT.
      Teraz mamy szansę zmierzyć te naruszenia symetrii, używając przy tym ciężkich radioaktywnych molekuł, które są niezwykle czułe na zjawiska, jakich nie obserwujemy w innych molekułach. Może to nam dostarczyć odpowiedzi na najwięsze tajemnice dotyczące powstania wszechświata, dodaje.
      Większość jąder atomowych ma kształt sfery z równo rozłożonymi protonami i neutronami. Jednak niektóre pierwiastki radioaktywne, jak rad, mają jądra o kształcie gruszki. Protony i neutrony są w nich rozłożone nierównomiernie. Fizycy uważają, że takie zaburzenie kształtu może zwiększać naruszenie symetrii, które spowodowało, iż wszechświat składa się z materii. "Jądra pierwiastków radioaktywnych mogą pozwolić nam na obserwowanie tego naruszenia", uważa współautor najnowszych badań, Silviu-Marian Udrescu. "Problem w tym, że są one bardzo niestabilne i krótkotrwałe. Potrzebujemy więc bardzo czułych metod, które pozwolą nam na ich szybkie wytwarzania i badanie.
      Naukowcy umieszczali radioaktywne pierwiastki w molekule, co dodatkowo zwiększa zaburzenie symetrii. Każda z radioaktywnych molekuł składa się z co najmniej jednego radioaktywnego atomu związanego z co najmniej jednym innym atomem. Każdy z atomów otoczony jest chmurą elektronów, które tworzą pole bardzo silne elektryczne molekuły. Naukowcy uważają, że pole to może dodatkowo wzmacniać subtelne zjawiska, jak np. zaburzenie symetrii.
      Autorzy badań tworzą molekuły, które nie istnieją w naturze. W ubiegłym roku poinformowali u uzyskaniu monofluorku radu (RaF), radioaktywnej molekuły składającej się z atomu radu i atomu fluoru. Teraz zaczęli uzyskiwać izotopy tej molekuły, zawierające różną liczbę neutronów.
      Podczas swojej pracy wykorzystali urządzenie ISOLDE (Isotope mass Separator On-Line) z CERN-u. Powstaje w nim cała grupa molekuł, w tym RaF, które są oddzielane od reszty za pomocą laserów, pól elektromagnetycznych i pułapek jonowych. Następnie naukowcy badają masę molekuł, dzięki czemu poznają liczbę neutronów w jądrach radu. Następnie sortują molekuły w zależności od liczby neutronów. W ten sposób uzyskali pięć grup identycznych izotopów RaF. Izotopy w każdej z grup mają inną liczbę neutronów niż w pozostałych grupach. Następnie dokonywali pomiarów poziomów energetycznych cząsteczek.
      Wyobraźmy sobie molekułę, która wibruje jak dwie piłki na sprężynie. Posiada ona pewną energię. Jeśli w jednej z tych piłek zmienimy liczbę neutronów, może zmieć się poziom energetyczny. Jednak każdy z neutronów jest 10 milionów razy mniejszy niż molekuła. Więc różnice są tutaj minimalne. Szczerze mówiąc, nie spodziewaliśmy się, że za pomocą współczesnych technik będziemy w stanie je zauważyć. Ale się udało. I bardzo wyraźnie to widać, mówi Udrescu.
      Naukowiec porównuje czułość eksperymentu do możliwości zaobserwowania, jak Mount Everest, umieszczony na powierzchni Słońca, zmienia promień naszej gwiazdy. Dodaje, że zaobserwowanie naruszenia symetrii wymaga czułości odpowiadającej obserwacji wpływu ludzkiego włosa na zmianę promienia Słońca.
      Uzyskane wyniki pokazują, że radioaktywne molekuły, takie jak RaF, są niezwykle czułe na pewne zjawiska, dzięki czemu możemy badać te zjawiska. Bardzo ciężkie radioaktywne molekuły są wyjątkowe. Są wrażliwe na zjawiska, jakich nie możemy zaobserwować w innych molekułach. Jeśli więc szukamy tego, co narusza symetrię, jest spora szansa, że zauważymy to w takich właśnie molekułach, dodaje Udrescu.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...