Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Powstała najdokładniejsza mapa rozkładu ciemnej materii we wszechświecie

Recommended Posts

Międzynarodowa grupa badawcza opublikowała najobszerniejszą i najdokładniejszą mapę rozkładu ciemnej materii we wszechświecie. Mapę stworzono dzięki urządzeniu Hyper Suprime-Cam (HSC) znajdującemu się w japoński teleskopie Subaru na Hawajach.

Jej powstanie było możliwe dzięki temu, że siła grawitacji zagina światło przechodzące w pobliżu dużych mas materii. Zjawisko to, zwane słabym soczewkowaniem grawitacyjnym, powoduje, że odległe galaktyki wydają się nieco zdeformowane. To zniekształcenie jest dla astronomów kopalnią informacji na temat rozkładu materii we wszechświecie. Dzięki HSC obliczono deformacje w obrazach około 10 miliona galaktyk.

Teleskop Suberu pozwolił zajrzeć głębiej niż podczas wcześniejszych badań tego typu. Na przykład podczas Dark Energy Survey naukowcy mieli okazję oglądać większą część wszechświata i z podobną precyzją, jednak byli w stanie dokonać obliczeń tylko dla najbliższych obszarów wszechświata. HSC ma węższe ale za to głębsze pole widzenia.

Naukowcy po utworzeniu mapy za pomocą HSC porównali ją z fluktuacjami przewidywanymi na podstawie obserwacji mikrofalowego promieniowania tła rejestrowanego przez satelitę Planck Europejskiej Agencji Kosmicznej. Pomiary z HSC dawały nieco inne wyniki, lecz były statystycznie spójne z danymi z Plancka. Fakt, że HSC i inne podobne pomiary pokazują, iż materia we wszechświecie jest słabiej zgrupowana, niż wynika to z pomiarów Planck każe zapytać czy ciemna energia zachowuje się tak, jak wynika ze stałej kosmologicznej Einsteina.

Nasza mapa daje nam lepszy obraz tego, jak wiele jest ciemnej energii, mówi nam nieco o jej właściwościach i jak przyspiesza ona rozszerzanie się wszechświata. HSC to wspaniałe uzupełnienie innych badań. Połączenie danych z różnych projektów dostarcza nam potężnego narzędzia pozwalającego na zdobycie coraz więcej informacji o ciemnej materii i ciemnej energii, mówi Rachel Mandelbaum z Carnegie Mellon University.

Dotychczas zebrano dane z pierwszego roku badań. Cały projekt ma potrwać pięć lat, co pozwoli na zebranie większej ilości danych na temat zachowania ciemnej energii, umożliwi lepsze zrozumienie ewolucji galaktyk i gromad galaktyk.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Powstała mapa naszej niewiedzy.

8 godzin temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Pomiary z HSC dawały nieco inne wyniki, lecz były statystycznie spójne z danymi z Plancka.

Statystyka choć to potężne narzędzie, to w nieodpowiednich rękach może udowodnić dosłownie wszystko, nawet istnienie ciemnej materii.

 

8 godzin temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Fakt, że HSC i inne podobne pomiary pokazują, iż materia we wszechświecie jest słabiej zgrupowana, niż wynika to z pomiarów Planck każe zapytać czy ciemna energia zachowuje się tak, jak wynika ze stałej kosmologicznej Einsteina.

Nic się nie zgadza, ale co tam. Alleluja i do przodu. O ile pomiary Plancka to rejestracja dość konkretnych danych, to już rozkład ciemnej materii i ciemnej energii to daleko idąca interpretacja i mnożenie bytów.

Share this post


Link to post
Share on other sites
9 godzin temu, lester napisał:

Nic się nie zgadza, ale co tam

ale przecież tak działa nauka, w większości to jest obserwacja świata  i dopasowanie do obserwacji naszej ludzkiej interpretacji .  Zdecydowanie mniej  jest przypadków, że najpierw coś udało się odkryć/obliczyć/przewidzieć teoretycznie a następnie potwierdzić to obserwacją.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ja o tym pisze od lat :D

http://wyborcza.pl/7,75400,23981163,kryzys-w-fizyce-spelnia-sie-czarny-scenariusz.html

Cytat

Badanie najprostszych struktur materii i sił nimi rządzących było od półwiecza kopalnią fundamentalnych odkryć, a spekulatywne idee okazywały się zgodne z rzeczywistością. Wielki Zderzacz Hadronów uruchomiony 10 lat temu w CERN miał otworzyć nowe perspektywy, wskazać kierunki dalszych poszukiwań. Nic takiego się nie stało: nie ma odkryć, a stare teorie trzymają się krzepko. W fizyce cząstek nastał kryzys.

Co nie znaczy że LHC był zbyteczny. Tylko uzasadnienie jego budowy było jak to często bywa "pod publikę". Ale nie o to chodzi. To samo uzasadnienie nie sprawdzi się drugi raz.

Tak czy inaczej: stoimy.
Tzn. jakiś tam postęp będzie ale taki postęp jaki ma samochód hamując. Ktoś zaciągnął hamulec.
Może nawet nastąpią drobne modyfikacje Modelu Standardowego, ale to tylko kwestia dopasowania paru klocków.

Być może nawet ktoś zbliży się do teorii wszystkiego, ale najprawdopodobniej okaże się że nie będzie możliwości weryfikacji doświadczalnej.

Edited by thikim

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 30.09.2018 o 08:19, thikim napisał:

To samo uzasadnienie nie sprawdzi się drugi raz

zawsze można się odwołać do potencjalnego militarnego wykorzystania, to raczej zawsze działa.

W dniu 30.09.2018 o 08:19, thikim napisał:

Tak czy inaczej: stoimy.

gdzie tam.... jeszcze nie tak dawno była żywa koncepcja 4 żywiołów i przez tysiąc lat nic się nie zmieniało w niej, nawet jeden przecinek :D

a te kilka dekad w których przyszło nam żyć ma większe osiągnięcia niż całe miliony lat ludzkość osiągnęła do XIII wieku.

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 godziny temu, tempik napisał:

a te kilka dekad w których przyszło nam żyć ma większe osiągnięcia niż całe miliony lat ludzkość osiągnęła do XIII wieku.

Ano właśnie. To teraz zobacz że poparłeś to co napisałem :)
Ja oczywiście napisałem o dziedzinie która stoi - fundamenty nam stoją. Ale to czeka każdą sensowną dziedzinę. 

Jak zmieniała się kiedyś częstotliwość procesorów a jak dziś się zmienia? Stoi :D

4 godziny temu, tempik napisał:

zawsze można się odwołać do potencjalnego militarnego wykorzystania, to raczej zawsze działa.

No, ja wiem, że taka lufa długa na 1000 km robi wrażenie militarne ale chyba tylko na kobietach :D
Konkurs na pracę doktorską: militarne znaczenie LHC :D oraz Modelu Standardowego :D
Ty tu żartujesz a jest bardzo poważne: 20 mld na LHC to prawie 20 mld mniej na zbrojenia :D

Edited by thikim

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 1.10.2018 o 17:20, thikim napisał:

20 mld na LHC to prawie 20 mld mniej na zbrojenia :D

Czemu "prawie"?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astronomowie, astrofizycy i fizycy cząstek zgromadzeni w Kavli Institute for Theoretical Physics na Uniwersytecie Kalifornijskim zastanawiają się, na ile poważne są różnice w pomiarach dotyczących stałej Hubble'a. Zagadnienie to stało się jednym z ważniejszych problemów współczesnej astrofizyki, gdyż od rozstrzygnięcia zależy nasza wiedza np. od tempie rozszerzania się wszechświata.
      Problem polega na tym, że wyliczenia stałej Hubble'a w oparciu o badania promieniowania wyemitowanego podczas Wielkiego Wybuchu różnią się od stałej Hubble'a uzyskiwanej na podstawie obliczeń opartych na badaniu supernowych. Innymi słowy, obliczenia oparte na najstarszych danych różnią się od tych opartych na danych nowszych. Jeśli specjaliści nie znajdą wyjaśnienia tego fenomenu może się okazać, że nie rozumiemy wielu mechanizmów działania wszechświata.
      W latach 20. XX wieku Edwin Hubble zauważył, że najdalsze obiekty we wszechświecie wydają się oddalać od siebie szybciej niż te bliższe. Pojawiła się więc propozycja stworzenia stałą Hubble'a opisującej tempo rozszerzania się wszechświata.
      Eksperymenty mające na celu określenie warto tej stałej dają jednak różne wyniki. Jedna z technik jej poszukiwania zakłada wykorzystanie mikrofalowego promieniowania tła, czyli światła powstałego wkrótce po Wielkim Wybuchu. Prowadzone na tej podstawie pomiary i obliczenia wykazały, że stała Hubble'a to 67,4 km/s/Mpc ± 0,5 km/s/Mpc. Jednak badania oparte o dane z supernowych pokazują, że stała Hubble'a to 74,0 km/s/Mpc. Obie wartości nie mogą być prawdziwe, chyba, że przyjmiemy, że coś niezwykłego stało się na początku rozszerzania się wszechświata. Niektórzy fizycy sugerują, że u zarania dziejów istniał inny rodzaj ciemnej energii powodującej rozszerzanie się wszechświata.
      Na razie jednak fizycy nie wszczynają alarmu i uważają, że obecne teorie dotyczące działania wszechświata są nadal ważne.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wszystko ma gdzieś swój początek. Także wszechświat. W wyniku Wielkiego Wybuchu powstało niewiele pierwiastków, takich jak różne odmiany jąder wodoru, helu i litu. Naukowcy wiedzą więc, jak mogły wyglądać pierwsze atomy i pierwsze molekuły. Jednak dotychczas nie udawało się odnaleźć w przestrzeni kosmicznej pierwszych molekuł. Z teoretycznych przewidywań wynika, że powinien nią być zhydratowany jon helu (HeH+), jednak dotychczas nie udało się go zaobserwować.
      Na łamach najnowszego numeru Nature właśnie doniesiono o pierwszym niezaprzeczalnym odkryciu molekuły HeH+ w przestrzeni kosmicznej.
      Eksperci poszukiwali HeH+ od lat 70. ubiegłego wieku w mgławicach. Szczególnie interesowały ich mgławice planetarne. Jednak przez kilkadziesiąt lat niczego nie znaleziono, a wcześniejsze doniesienia o odkryciu HeH+ okazywały się wątpliwe. Jednym z problemów był fakt, że światło emitowane przez zhydratowany jon helu jest łatwo absorbowane w atmosferze Ziemi. Teleskopy nie mogły więc go zarejestrować. Nie dały sobie rady nawet te umieszczone wysoko w górach.
      Naukowcy postanowili więc wykorzystać Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOPHIA) czyli obserwatorium umieszczone na pokładzie samolotu. W końcu, dzięki wyniesieniu instrumentów w startosferę, udało się zaobserwować HeH+. Molekułę znaleziono w mgławicy planetarnej NGC 7027 oddalonej od Ziemi o 2900 lat świetlnych.
      Odkrycie rzuca nowe światło na mgławice planetarne oraz na samą molekułę. Dzięki niemu można będzie udoskonalić obecne teorie i modele. Przede wszystkim zaś znalezienie HeH+ potwierdziło pewne przypuszczenia dotyczące najwcześniejszego wszechświata. Cała chemia wszechświata rozpoczęła się od tego jonu. Przed dekady astronomia zmagała się z brakiem dowodów na jego istnienie w przestrzeni kosmicznej. Jednoznaczne odkrycie to szczęśliwy koniec długotrwałych badań.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Nigdy bym się nie spodziewał, że w jakikolwiek sposób przyczynimy się do badania ciemnej materii. To niesamowite, stwierdził Alan Cummings, który od 1973 roku pracuje przy misji Voyager 1. Dane z Voyagera 1 wykluczyły właśnie jedną z hipotez dotyczących natury ciemnej materii.
      Hipoteza ta mówi, że ciemna materia może składać się z czarnych dziur. Czarne dziury powstają wskutek zapadnięcia się gwiazd. Jednak, jako że masa ciemnej materii jest 6-krotnie większa od materii widocznej, w dziejach wszechświata nie mogło być aż tyle gwiazd, które by utworzyły czarne dziury tworzące ciemną materię. Dlatego też, jak mówi wspomniana hipoteza, ciemna materia składa się z czarnych dziur, które powstały wskutek zapadania się fluktuacji w pierwotnej materii powstałej wskutek Wielkiego Wybuchu, jeszcze zanim pojawiły się pierwsze gwiazdy.
      Jak mówi kosmolog Bernard Carr z Queen Mary University of London, który pracuje nad tą hipotezą od 40 lat, obliczenia doprowadziły do wniosku, że takie pierwotne czarne dziury mogą mieć jedną z trzech mas. Albo ich masa wynosi od 1 do 10 mas Słońca, albo jedną miliardową mas Słońca, albo mniej niż jedną biliardową mas Słońca, czyli około 10 miliardów ton. Czarna dziura o najmniejszej ze wspomnianych mas miałaby średnicę jądra atomu.
      Jednak, jak zauważają autorzy najnowszych badań, Mathieu Boudaud i Marco Cirelli z Sorbony, najmniejsze z tych dziur emitowałyby promieniowanie (promieniowanie Hawkinga), które Voyager 1 powinien zarejestrować. Urządzenia na Ziemi go nie rejestrują, gdyż składa się ono z cząstek o niskiej energii, które są odbijane przez pole magnetyczne Słońca. Jednak tam, gdzie obecnie znajduje się Voyager 1 powinno być ono widoczne dla instrumentów sondy.
      Faktem jest, że od roku 2012, kiedy to Voyager 1 opuścił heliosferę, jego urządzenia rejestrują niewielki stały przepływ pozytonów i elektronów. Jeśli jednak nawet pochodzą one z niewielkich czarnych dziur, to dziur takich jest zbyt mało, by stanowiły więcej niż 1% ciemnej materii w Drodze mlecznej, wyliczyli Boudaud i Cirelli. Cummings stwierdza, że spektrum energetyczne tych cząstek wskazuje, że pochodzą one z innego źródła, jak np. wybuchów supernowych.
      Praca Boudauda i Cirellego wyklucza więc ze wspomnianej hipotezy czarne dziury o najmniejszej masie, przyznaje Carr. Uczony dodaje, że jego faworytami zawsze były czarne dziury o kilku masach Słońca. Voyager 1 nie jest w stanie ich zarejestrować. Są one bowiem na tyle zimne i masywne, że z ich istnieniem nie jest związana emisja elektronów i pozytonów. Mogą one emitować jedynie niezwykle słabe światło.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Tysiące czy miliony smartfonów mogłyby utworzyć największy detektor cząstek promieniowania kosmicznego, obejmujący całą planetę. Aby pomóc tworzyć taki detektor, wystarczy zainstalować na smartfonie bezpłatną aplikację CREDO Detector.
      Gdy z kosmosu nadlatuje cząstka promieniowania o energii rzędu największych z obserwowanych we Wszechświecie, inicjuje w ziemskiej atmosferze spektakularne zjawisko: gigantyczną kaskadę cząstek wtórnych, nazywaną wielkim pękiem atmosferycznym. Po dotarciu do Ziemi, wywołana pojedynczą cząstką kaskada może pokryć powierzchnię nawet dużej aglomeracji.
      Okazuje się, że takie cząstki może wykryć nawet zwykły smartfon... robiąc zdjęcie przy całkowicie zakrytym obiektywie. Wydaje się, że takie "nieudane" zdjęcie powinno być całkiem czarne. Jeśli jednak przez detektor kamery przejdzie cząstka (np. wtórnego promieniowania kosmicznego, ewentualnie cząstka promieniowania lokalnego), może pobudzić jego niektóre piksele. Na jednorodnie czarnym tle powinno się wtedy pojawić od kilku do kilkudziesięciu jaśniejszych pikseli, zlepionych w grupkę o mniej lub bardziej fantazyjnych kształtach. W ciągu doby można się spodziewać od jednej do nawet kilkuset detekcji. I właśnie takie nie do końca czarne zdjęcia zbierać będzie aplikacja CREDO Detector przygotowana przez polskich badaczy.
      O aplikacji poinformowali w przesłanym PAP komunikacie przedstawiciele Instytutu Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk (IFJ PAN).
      Jeśli aplikację CREDO Detector zainstalowałyby tysiące czy miliony użytkowników na całym świecie, CREDO stałby się największym w historii detektorem cząstek. CREDO Detector nie jest wprawdzie jedyną aplikacją do detekcji cząstek promieniowania kosmicznego czy radioaktywności lokalnej, jest to jednak pierwszy program tego typu z otwartym, dostępnym dla każdego kodem.
      Co więcej, CREDO Detector jest częścią globalnego przedsięwzięcia naukowego - Cosmic-Ray Extremely Distributed Observatory (CREDO), zainicjowanego i koordynowanego przez zespół naukowców z Instytutu Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk w Krakowie.
      Użytkownik, który choć na chwilę uruchomi detekcję cząstek w CREDO Detector, ma prawo do członkostwa w międzynarodowej kolaboracji CREDO oraz do podpisywania jej publikacji swoim nazwiskiem.
      Badania w ramach programu pomogą odpowiedzieć na intrygujące pytania takie jak: czy za niektóre choroby odpowiadają zjawiska astrofizyczne zachodzące miliony, a nawet miliardy lat świetlnych od Ziemi? Czy ciemna materia rzeczywiście istnieje? Jaka jest prawdziwa natura naszej czasoprzestrzeni – ciągła czy cyfrowa? Czy egzotyczne efekty kwantowej grawitacji można badać eksperymentalnie?
      Jeśli CREDO zdobędzie choćby umiarkowaną popularność, dane ze smartfonów rozproszonych na wszystkich kontynentach mają szansę zrewolucjonizować nie tylko fizykę teoretyczną, ale także dziedziny znacznie bliższe naszej codzienności - zauważa dr hab. Piotr Homola z IFH PAN.
      Stworzyliśmy CREDO z myślą o naukowej potrzebie zorganizowania globalnej infrastruktury, za której pomocą będzie można realizować nie jeden, lecz wiele wyspecjalizowanych eksperymentów. Pierwszy z nich, Quantum Gravity Previewer – czyli Podglądacz Kwantowej Grawitacji – został uruchomiony 17 maja. Spodziewamy się, że już jesienią tego roku zbierzemy ilość danych wystarczającą do przedstawienia pierwszych poważnych raportów naukowych. Na tym właśnie polega prawdziwe piękno naszego projektu: badamy tak egzotyczne obszary naszej rzeczywistości, że możemy się spodziewać nawet... niespodziewanego - mówi dr Homola.
      Aplikacja dostępna jest na telefony z systemem operacyjnym Android.
      Oprogramowanie projektu CREDO, w tym aplikacja CREDO Detector, będzie udostępnione dla każdego na licencji MIT, co oznacza, że może być rozwijane i używane w innych projektach naukowych, szkolnych, a nawet komercyjnych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dla astrofizyka galaktyki nie są jedynie zbiorami gwiazd. Znacznie bardziej interesujące jest to, czego nie widać. Ciemna materia, która wywiera wpływ grawitacyjny na otoczenie. Jest ona równie ważna dla galaktyk, jak gwiazdy i pył, co więcej, uważa się, że to właśnie dzięki niej powstają i rosną galaktyki.
      Znalezienie galaktyki bez ciemnej materii byłoby czymś zadziwiającym. Jednak właśnie o takim znalezisku poinformował właśnie na łamach Nature Pieter van Dokkum z Yale University i jego koledzy.
      Galaktyka NGC 1052-DF2 znajduje się w odległości około 65 milionów lat świetlnych od nas. Jej wielkość jest porównywana z wielkością Drogi Mlecznej, ale zawiera ona 100-krotnie mniej gwiazd. Przez to nie wygląda ona jak typowa galaktyka spiralna, a raczej jak grupa luźno połączonych gwiazd, pyłu i gazu. Gdyby zawierała ona tyle ciemnej materii, co inne galaktyki jej wielkości, jej wpływ grawitacyjny przyspieszałby ruch gromad gwiazd wokół galaktyki. Tymczasem zespół van Dokkuma odkrył, że te gromady poruszają się bardzo leniwie, co oznacza, że NGC 1052-DF2 zawiera bardzo mało ciemnej materii lub nie zawiera jej w ogóle. Nigdy wcześniej nie zaobserwowano takiego zjawiska.
      Jeśli rzeczywiście w tej galaktyce nie ma ciemnej materii, to rodzi się problem dla wszystkich teorii dotyczących formowania się galaktyk. Nawet jeśli jesteśmy zwolennikami zmodyfikowanej teorii grawitacji, to powinniśmy tam obserwować coś innego, niż w rzeczywistości się dzieje, mówi Erik Verlinde, fizyk teoretyczny z Uniwersytetu w Amsterdamie.
      W 2015 roku odkryto pierwszą ultra-rozproszoną galaktykę. Uznano, że tego typu formacje będą szczególnie przydatne do badania nad ciemną materią. Van Dokkum i jego koledzy zbudowali w Nowym Meksyku teleskop Dragonfly Telephoto Array, który służy do badania takich galaktyk. Początkowo wykorzystali go do badań nad galaktyką, która wydaje się posiadać niezwykle dużo ciemnej materii. Gdy van Dokkum wraz z zespołem odkryli galaktykę NGC 1052-DF2 spodziewali się tam napotkać podobne zjawisko. Znaleźliśmy zaś coś wręcz przeciwnego. Doszliśmy do wniosku, że tam w ogóle nie ma ciemnej materii. Tego się ani nie spodziewaliśmy, ani nie szukaliśmy. Trzeba jednak podążać za faktami, nawet jeśli są one przeciwieństwem tego, co widziało się wcześniej, mówi van Dokkum.
      Podczas badań naukowcy wykorzystali Dragonfly, Sloan Digital Skky SUrvey, Hubble'a, Keck Obserwatory i Gemini Obserwatory. Zidentyfikowali 10 gromad kulistych krążących wokół centrum galaktyki. Prędkość takich gromad wskazuje, jak masywna jest galaktyka. Okazało się, że gromady poruszają się znacznie wolniej niż się spodziewano. Gdy dane te skonfrontowano z masą widocznej materii NGC 1052-DF2 stało się jasne, że cały ruch gromad można wyjaśnić oddziaływaniem widocznej materii.
      Jeśli przyjmiemy, że pomiary zostały wykonane prawidłowo, musimy odwołać się do kilku istniejących teorii opisujących, jak galaktyki mogą powstawać bez udziału ciemnej materii. Wedle jednej z nich galaktyka mogła być do niedawna spokojną chmurą gazu i pojawienie się wokół niej nieodkrytej jeszcze galaktyki zaburzyło tę chmurę, powodując formowanie się gwiazd. Sam van Dokkum spekuluje, że NGC 1052-DF powstała z dwóch strumieni gazu, które się ze sobą zderzyły i uformowały się w nich z rzadka porozrzucane gwiazdy.
      Istnieją też teorie mówiące, że ciemna materia nie istnieje, a coś innego, jeszcze nieodkrytego, napędza ewolucję gwiazd i wywiera wpływ grawitacyjny na otoczenie. Pojawiła się też teoria mówiaca, że grawitacja to efekt uboczny fluktuacji kwantowych i ciemnej energii.
      Na razie NGC 1052-DF2 stanowi niezwykłą zagadkę dla astronomów.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...