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

Pierwsze gwiazdy nie mogły świecić?

Recommended Posts

Patrząc na pokryty jasnymi punktami firmament, trudno w to uwierzyć, ale fizycy z University of Utah w Salt Lake City wyliczyli, że pierwsze gwiazdy mogły być tak przysłonięte przez chmury ciemnej materii, że nie mogły świecić. Gdyby się to potwierdziło, musielibyśmy zmienić poglądy na ewolucję gwiazd i proces tworzenia się czarnych dziur w dobie młodości kosmosu.

Teraz większość astronomów uznaje, że wszechświat zaczął się formować wokół zbitek ciemnej materii. W sumie jest jej 6-krotnie więcej niż materii widzialnej, do tej pory nikomu jednak nie udało się jej bezpośrednio zaobserwować. Widać tylko skutki jej działania grawitacyjnego.

Wg naukowców, zbitki ciemnej materii miały ok. 13 mld lat temu spełniać rolę "jądra"/zakotwiczenia grawitacji. Wokół nich najpierw kondensowały się chmury wodoru i helu, a potem formowały się pierwsze gwiazdy i galaktyki.

Fizyk Paolo Gondolo i jego zespół zaprezentowali jednak alternatywną koncepcję. Na razie nie była ona testowana podczas symulacji komputerowych. Sądzą oni, że cząsteczki ciemnej materii (neutralino) zderzały się ze sobą, ogrzewając chmury gazów i nie dopuszczając do ich skraplania się oraz rozpoczęcia reakcji termojądrowych. To dlatego gwiazdy pozostały ciemne (nie wiadomo na jak długo). Były też większe od swoich współczesnych odpowiedników. Być może ich rozmiary 15 tys. razy przekraczały "gabaryty" Układu Słonecznego (Physical Review Letters). Niewykluczone, że nadal gdzieś istnieją.

Amerykanie odwołali się do teorii supersymetrii, która zakłada, że ciemna materia powinna się składać z tzw. superpartnerów cząsteczek elementarnych (cięższych, nierozszczepialnych i pozbawionych ładunku elektrycznego). I tak superpartnerem neutrina byłoby neutralino.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Skoro nie było reakcji termojądrowych, to nie były to w pełni wykształcone gwiazdy, tylko tzw. brązowe karły. To duża róznica, bo brązowe karły nie świecą tak, jak my to rozumiemy - jak gwiazdy świecą. Światło gwiazdy powstaje własnie w wyniku reakcji termojadrowych, których - nomen omen - w brązowych karłach nie ma. nie mozna więc mówić tu o braku świecenia gwiazd, tylko o niemożności uformowania się gwiazd.

Share this post


Link to post
Share on other sites

po wielkim wybuchu przestrzeń była nieprzezroczysta dla światła ponieważ jony nie pozwalały swiatłu rochodzić sie bez przeszkód. przestrzeń kosmiczna stała sie czarna ok 300 tys. lat od narodzin wszechświata

Share this post


Link to post
Share on other sites

podobno jest tyle poglądów ilu jest fizyków. "zbitki ciemnej materii" to też coś. tylko co je "zbiło" ;D ? itd.itp....

Share this post


Link to post
Share on other sites
pierwsze gwiazdy mogły być tak przysłonięte przez chmury ciemnej materii, że nie mogły świecić

 

Ciekawe że gwiazd nie widać z samolotu w czasie nocnego lotu a widać po wylądowaniu. 8)

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
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Współczesne zegary optyczne pracują z dokładnością 1 sekundy na 20 miliardów lat. Dlatego też naukowcy z USA, pracujący pod kierunkiem Juna Ye z Narodowego Instytutu Standardów i Technologii postanowili wykorzystać tę precyzję oraz niezwykłą stabilność wykorzystywanych w nich kryształów krzemowych do uściślenia zakresu potencjalnych interakcji zachodzących pomiędzy ciemną materią a cząstkami i polami Modelu Standardowymi.
      O ciemnej materii wiemy niewiele. Mamy jedynie pośrednie dowody na jej istnienie, gdyż widzimy wywierane przez nią efekty grawitacyjne w skali galaktycznej i kosmologicznej. Jednym z elementów, które dotychczas wymykają się naukowcom poszukującym ciemnej materii są spodziewane oscylacje stałych fizycznych, jakie powinny zachodzić na styku ciemnej materii oddziałującej z cząstkami Modelu Standardowego. Ye i jego zespół zdali sobie sprawę, że jeśli za pomocą zegara optycznego nie uda się zaobserwować takich oscylacji, oznacza to, że siła interakcji ciemnej materii z materią jest znacznie mniejsza niż obecnie przyjmowana.
      Poszukiwania ciemnej materii prowadzone są w wielu laboratoriach na świecie. Cząstkami ciemnej materii mogą być hipotetyczne aksjony czy WIMP-y (słabo oddziałujące masywne cząstki) o masach sięgających 100 GeV. Jednak Amerykanie postanowili przyjrzeć się drugiemu krańcowi masy. Wykorzystali zegar optyczny do poszukiwania możliwych interakcji pomiędzy ciemną materią a materią przy masach znacznie poniżej 1 eV czyli o 500 000 razy mniejszych niż masa elektronu w czasie spoczynku.
      Zegary optyczne to rodzaj zegarów atomowych. Wykorzystują one drgania atomów strontu. Częstotliwość ich pracy jest bezpośrednio związana z niektórymi stałymi fizycznymi, co pozwala dokonywać niezwykle precyzyjnych pomiarów ewentualnych zmian.
      Ye i jego zespół użyli więc zegara optycznego do poszukiwania jakichkolwiek zmian stałej struktury subtelnej (α), która opisuje siłę oddziaływań elektromagnetycznych. W tym celu porównali częstotliwość drgań atomu strontu z krzemową wnęką optyczną. Częstotliwość obu jest definiowana przez α oraz inną stałą fizyczną, masę spoczynkową elektronu (me).
      Jednak w obu przypadkach zależności pomiędzy stałymi są różne, zatem ich stosunek do siebie pozwala na określenie ewentualnych zmian α. Używano już zegarów atomowych pracujących z częstotliwościami mikrofalowymi do określenia granic siły oddziaływania ciemnej materii. Nasza praca to pierwsza próba wykorzystania zegara optycznego do znalezienia oscylacji świadczących o istnieniu ciemnej materii, mówi Ye.
      Naukowcy porównali więc częstotliwość wnęki optycznej do częstotliwości zegara optycznego i dodatkowo użyli też częstotliwości wodorowego masera. Co prawda urządzenie to nie pozwala na tak precyzyjne pomiary jak zegar optyczny, jednak bazuje on na innym stosunku częstotliwości do α i me, a dzięki porównaniu tych właściwości z danymi krzemowej wnęki można sprawdzać ewentualne oscylacje wartości me. O ile oscylacje wartości a wskazywałaby na oddziaływania pomiędzy ciemną materią a polem elektromagnetycznym, to oscylacje me ujawniłyby jej interakcje z elektronem.
      Wykorzystanie w pomiarach krzemowej wnęki optycznej pozwala dodatkowo skorzystać z jej stabilności. Większość takich wnęk jest wykonanych ze szkła, które jest nieuporządkowanym amorficznym ciałem stałym. Nowa generacja krzemowych wnęk optycznych wykonanych z pojedynczego kryształu krzemu utrzymywanego w temperaturach kriogenicznych powoduje, że są one o cały  rząd wielkości bardziej stabilne. To podstawowa zaleta naszej pracy, mówi Colin Kennedy, jeden z autorów badań.
      Tak jak się spodziewano, nie zaobserwowano oscylacji podstawowych stałych fizycznych spowodowanych oddziaływaniem z ciemną materią. Oznacza to, że dla cząstek ciemnej materii o masie od 4,5 x 10-16 aż do 1 x 10-19 eV możliwa siła oddziaływań definiowana przez α jest nawet pięciokrotnie mniejsza niż obecnie zakładana. Dla stałej me i cząstek o masie 2 x 10-19 po 2 x 10-21 eV siła ta jest nawet 100-krotnie mniejsza.
      Ze szczegółami można zapoznać się w pracy Precision Metrology Meets Cosmology: Improved Constraints on Ultralight Dark Matter from Atom-Cavity Frequency Comparisons

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Proponowany przez nas mechanizm wskazuje, że ilość ciemnej materii mogła zostać określona podczas kosmologicznej zmiany fazy, mówi doktor Michael Baker z University of Melbourne. Jest on współautorem nowej teorii dotyczącej pochodzenia ciemnej materii we wszechświecie. Praca, opisująca jak rozszerzające się bąble we wczesnym wszechświecie zdecydowały o ilości ciemnej materii, została opublikowana na łamach Physical Review Letters.
      Takie przejścia fazy miały miejsce we wczesnym wszechświecie i są podobne do bąbli gazu powstających w gotującej się wodzie. Wykazaliśmy, że cząstkom ciemnej materii jest bardzo ciężko dostać się do wnętrza tych bąbli, co pozwala na wyjaśnienie ilości ciemnej materii obserwowanej we wszechświecie, dodaje Baker.
      Zamiast tego cząstki ciemnej materii odbijają się od powierzchni bąbli i ulegają szybkiej anihilacji. Gdy okres przejścia fazowego się kończy, bąble łączą się i pozostaje jedynie ta ciemna materia, której udało się wcześniej trafić do ich wnętrza. To ma wyjaśniać ilość ciemnej materii widocznej obecnie we wszechświecie. W wyniku działania takiego mechanizmu pozostają cząstki ciemnej materii o masach liczonych od TeV po przekraczające PeV.
      Wiemy, że ciemna materia istnieje i niewiele więcej. Jeśli składa się ona z nieznanych cząstek, to jest szansa, że wykryjemy je w laboratorium. Wtedy będziemy mogli określić ich właściwości, takie jak masa czy interakcje z innymi cząstkami, dodaje Baker.
      Prace, w których brali udział też profesorowie Andrew Long z Rice University oraz Joachim Kopp z CERN i Uniwersytetu w Moguncji, wskazują na nowy cel dla eksperymentów mających na celu znalezienie ciemnej materii. Bardzo ekscytującym aspektem naszej teorii jest fakt, że pasuje ona do cząstek ciemnej materii, które mają masę znacznie większą niż większość innych kandydatów, jak np. słynne WIMP (słabo oddziałujące masywne cząstki), na których skupiała się znaczna część dotychczasowych badań. Nasza teoria wskazuje, że poszukiwania cząstek ciemnej materii można rozszerzyć na większe masy, mówi profesor Kopp.
      Nowa teoria może być niezwykle ważna dla przyszłości badań naukowych w Australii. W stanie Victoria w byłej kopalni złota powstaje właśnie Stawell Underground Physics Laboratory. Ta położona kilometr pod powierzchnią ziemi instalacja będzie pierwszym podziemnym laboratorium fizyki cząstek na Półkuli Południowej. Będą tam prowadzone liczne eksperymenty, mające na celu znalezienie ciemnej materii. Nowe badania mogą pomóc w ich zaprojektowaniu i przeprowadzeniu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Fizycy z Uniwersytetu w Sztokholmie i Instytutu Fizyki im. Maxa Plancka zaproponowali rewolucyjny sposób na zarejestrowanie istnienia ciemnej materii. Uczeni chcą wykorzystać plazmę i specyficzną antenę do zarejestrowania aksjonów. Jedna z teorii mówi, że jeśli aksjony istnieją, to właśnie one mogą tworzyć ciemną materię.
      Szukanie aksjonów jest jak dostrajanie radia. Trzeba ustawić antenę tak, by złapać odpowiednią częstotliwość. W tym wypadku zamiast muzyki 'usłyszymy' ciemną materię, przez którą podróżuje Ziemia. Przez ostatnie trzy dekady, od czasu nadania im nazwy przez Franka Wilczka, aksjony były jednak ignorowane i nie poszukiwano ich metodami eksperymentalnymi, mówi główny autor obecnych badań, doktor Alexander Millar z Uniwersytetu w Sztokholmie.
      Z przeprowadzonych właśnie badań wynika,że wewnątrz pola magnetycznego aksjony powinny wytwarzać niewielkie pole magnetyczne, które można wykorzystać do wywołania oscylacji w plazmie. Te oscylacje wzmocnią sygnał z aksjonów, dzięki czemu możemy uzyskać lepsze 'aksjonowe radio'. Zwykle podobne eksperymenty prowadzi się w rezonatorach, jednak to, co proponują uczeni ze Szwecji i Niemiec ma olbrzymią zaletę – brak tutaj ograniczeń co do możliwości wzmacniania sygnału. Różnica jest taka, jak pomiędzy próbami złapania sygnału z krótkofalówki albo z radiowej wieży nadawczej.
      Bez zimnej plazmy nie może dojść do konwersji aksjonów w światło. Plazm odgrywa tutaj podwójną rolę. Tworzy środowisko pozwalające na konwersję i dostarcza plazmonów zbierających energię przemienionej ciemnej materii, mówi doktor Matthew Lawson ze Sztokholmu. To całkowicie nowy sposób poszukiwania ciemnej materii, który pozwoli na poszukiwanie w zupełnie niebadanych obszarach jednego z najlepszych kandydatów do tego miana, dodaje Millar.
      Rolę 'aksjonowego radia' ma odegrać coś, co naukowy nazwali 'drucianym metamateriałem'. Ma to być zbiór przewodów cieńszych od ludzkiego włosa, które mogą być poruszane, by zmienić częstotliwość drgań plazmy. Jeśli umieści się je wewnątrz silnego magnesu, takiego, jakie są używane w maszynach do rezonansu magnetycznego, 'druciany metamateriał' stanie się bardzo czułą anteną nasłuchującą aksjony. Urządzenie takie zostało nazwane haloskopem plazmowym.
      Naukowcy z Uniwersytetu w Sztokholmie i Instytutu Maxa Plancka prowadzili co prawda badania teoretyczne, ale ściśle przy tym pracowali z grupą eksperymentatorów z Berkeley. Teraz Amerykanie zajmują się pracami koncepcyjymi nad odpowiednim eksperymentem i mają nadzieję, że w najbliższej przyszłości uda im się zbudować odpowiednie urządzenie do poszukiwania aksjonów. Haloskopy plazmowe to jeden ze sposobów na poszukiwanie aksjonów. Fakt, że ludzie zajmujący się badaniami eksperymentalnymi tak szybko zainteresowali się naszą pracą jest bardzo ekscytujący i daje nadzieję, że zostaną przeprowadzone odpowiednie eksperymenty, cieszy się Millar.
      Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach Physical Review Letters.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wyniki badań zespołu dr Montserrat Boady z Dexeus Women's Health w Barcelonie sugerują, że w przestrzeń kosmiczną mogłyby być wysyłane całkowicie żeńskie załogi. Na wyposażeniu musiałyby się tylko znajdować pojemniki z zamrożonymi plemnikami. Dzięki temu dałoby się zaludniać pozaziemskie kolonie. Hiszpanka wspomina też o bankach spermy zlokalizowanych poza Niebieską Planetą.
      Rezultaty badań zaprezentowano na konferencji Europejskiego Towarzystwa Ludzkiej Reprodukcji w Wiedniu.
      Niektóre badania sugerowały znaczący spadek ruchliwości próbek świeżych ludzkich plemników. Nic jednak nie wspominano o możliwych oddziaływaniach różnic [warunków] grawitacyjnych na zamrożone ludzkie gamety, a przecież to w takim stanie można by je transportować z Ziemi w przestrzeń kosmiczną.
      Nic nie stoi na przeszkodzie, by zacząć się zastanawiać nad możliwością rozmnażania poza naszą planetą - dodaje Boada.
      Podczas eksperymentów Hiszpanie posłużyli się ejakulatem 10 zdrowych dawców. Niektóre próbki wystawiano na oddziaływanie mikrograwitacji w samolotach do akrobacji powietrznych. Loty paraboliczne z wykorzystaniem samolotu Mudry CAP 10 przeprowadzono w Aeroclub Barcelona-Sabadell of Spain. CAP 10 wykonywał serię 20 manewrów parabolicznych; na każdą parabolę przypadało ok. 8 s mikrograwitacji. Później próbki zbadano pod kątem stężenia plemników, ruchliwości, morfologii i fragmentacji DNA.
      Nie stwierdzono znaczących różnic między próbkami kontrolnymi i próbkami wystawianymi na działanie mikrograwitacji. Odnotowano 100% zgodność pod względem wskaźnika fragmentacji i żywotności oraz 90% zgodność pod względem stężenia i ruchliwości. Te niewielkie rozbieżności są zapewne związane z heterogenicznością próbek, a nie z ekspozycją na różne warunki grawitacyjne.
      Brak różnic w cechach zamrożonych plemników [...] pozwala myśleć o bezpiecznym transporcie męskich gamet w kosmos i o możliwości utworzenia ludzkich banków spermy poza Ziemią.
      Naukowcy dodają, że to na razie wstępne badania; należałoby je więc powtórzyć z większą liczbą próbek i dłuższym czasem ekspozycji.
      Najlepszą opcją byłoby przeprowadzenie eksperymentu z wykorzystaniem prawdziwego statku, ale coś takiego bardzo trudno zrealizować.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W ostatnich latach dzięki teleskopom kosmicznym udało się zidentyfikować nowe obszary powstawania gwiazd, znajdujące się na obrzeżach naszej Galaktyki. Te właśnie miejsca znajdują się w centrum zainteresowania astronomów z Centrum Astronomii UMK w Toruniu.
      Populacja młodych gwiazd na obrzeżach naszej Galaktyki nie jest jeszcze dobrze poznana - przede wszystkim dlatego, że o ich istnieniu wiemy tak naprawdę od niedawna - opowiada w rozmowie z PAP dr Agata Karska, liderka zespołu, który prowadzi badania w ramach Grupy Astrofizyki Molekularnej działającej przy Centrum Astronomii Uniwersytecie Mikołaja Kopernika w Toruniu. Celem astronomów jest przede wszystkim potwierdzenie, że wspomniane obiekty naprawdę są protogwiazdami - czyli gwiazdami wciąż znajdującymi się w fazie budowy. Będziemy badać, w jaki sposób oddziałują one na otoczenie - i porównywać te wyniki z pobliskimi, znacznie lepiej nam znanymi obszarami - dodaje badaczka.
      Jak podkreśla, warunki panujące na obrzeżach Galaktyki różnią się od tego, co obserwujemy bliżej centrum, również pod względem chemicznym. Daje nam to szansę lepszego zrozumienia, w jaki sposób powstawały gwiazdy, kiedy Wszechświat był młodszy. Czyli badając obiekty, które nie są tak naprawdę daleko, mamy wgląd w to, w jaki sposób te najdalsze obiekty powstawały - a przynajmniej kierunek, w jakim te zmiany mogły iść - stwierdza dr Karska.
      Na obrzeżach Galaktyki materia jest znacznie bardziej rozrzedzona, niż w centrum, niższa jest też tam temperatura gazu. Toruńska grupa badawcza chce z kolei sprawdzić m.in., czy to samo dotyczy znajdującego się w tych rejonach pyłu kosmicznego. Okazuje się bowiem, że nie jest to oczywiste. Jak tłumaczy dr Karska, w Wielkim Obłoku Magellana - najbliższej nam galaktyce formującej gwiazdy - temperatura pyłu jest wyższa, niż w analogicznych obszarach w naszej Galaktyce. Przekłada się to na skład chemiczny powłok lodowych na ziarenkach pyłu i na pewno ma również wpływ na chemię ośrodka w fazie gazowej - podkreśla badaczka.
      Najważniejsza dla grupy dr Karskiej jest jednak kwestia tzw. metaliczności - czyli zawartości pierwiastków cięższych niż wodór i hel w obszarach powstawania gwiazd. Chodzi o to, że metaliczność zwiększa się wraz z ewolucją Wszechświata: ciężkie pierwiastki powstają we wnętrzach gwiazd, więc późniejsze generacje gwiazd korzystają już z tego zasobu ciężkich pierwiastków, które zostały wygenerowane przez ich poprzedniczki.
      We wczesnym Wszechświecie metaliczność była bardzo niska - niewiele gwiazd osiągnęło bowiem taki etap ewolucji, że było w stanie zasilić ośrodek międzygwiazdowy ciężkimi pierwiastkami. Tych zaczęło przybywać dopiero w miarę starzenia się gwiazd: ciężkie pierwiastki mogą pojawiać się w ośrodku międzygwiazdowym wskutek wybuchu supernowej lub poprzez wiatry gwiazdowe z czerwonych olbrzymów.
      W zewnętrznych częściach Galaktyki rzeczywiście jest mniej gwiazd, niż w centrum, w związku z czym stopień wzbogacenia ośrodka w metale też jest mniejszy. To właśnie czyni ten region ciekawym obiektem badań - tłumaczy dr Karska.
      Moment na podjęcie tego rodzaju badań jest szczególnie sprzyjający: nowe generacje teleskopów pozwalają bowiem badać indywidualnie nawet bardzo odległe gwiazdy. Dotychczas przy badaniu odległych obiektów obserwowało się cały wielki obłok molekularny lub jego fragment. Widoczne były wówczas przede wszystkim masywne obiekty i nie można było powiedzieć za wiele o obiektach mniejszych, takich jak protogwiazdy, które później staną się takimi gwiazdami jak nasze Słońce. Co prawda nadal nie możemy badać pojedynczych obiektów w innych galaktykach - ale już obserwacja pojedynczych gwiazd na skraju naszej Galaktyki jest jak najbardziej możliwa - stwierdza astronomka.
      Dr Karska podkreśla przy tym, że Uniwersytet Mikołaja Kopernika, na którym zdecydowała się prowadzić nowe badania, jest dla nich idealnym miejscem. Astrochemia to taka nietypowa działka astronomii, gdzie kluczowe są nie tylko obserwacje gwiazd, ale też cała znajdująca się tam materia - gaz i pył. W Toruniu fizycy zajmują się w dużej mierze fizyką atomową i molekularną - co oznacza, że mamy na miejscu specjalistów mogących pomóc w interpretacji naszych wyników - mówi badaczka.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...