Svemir: Crna materija ne postoji?
M. Dražić/Blic online | 25. 06. 2010. - 21:14h | Foto: AP | Komentara: 45

Crna materija i energija, za koje se smatralo da sačinjavaju 96 odsto svemira, možda ne postoje, što bi značilo da se svemir širi znatno sporije nego što se do sada pretpostavljalo, pokazuje najnovije istraživanje, prenosi "Telegraf".

Britanski naučnici tvrde da postupak koji se koristi da se izračuna budućnost svemira, može biti pogrešan.

Prema dosadašnjim saznanjima, prepoznatljivi oblici kao što su planete, zvezde, asteroidi i gas, čine samo četiri procenta svemira. Za ostatak se smatralo da sačinjava tajanstvena crna materija i crna energija, koje utiču na širenje svemira.

Međutim, naučnici sa univerziteta u Durhamu tvrde da bi te pretpostavke mogle biti suštinski pogrešne.

Oni pretpostavljaju da tamna strana svemira ne postoji, što bi značilo da se svemir širi znatno sporije nego što se to ranije pretpostavljalo, a po rečima dr Roberta Masija iz Kraljevskog astronomskog društva, čak je moguće i da se svemir sažima.


Analize koje je NASA vršila 2001. godine, da bi izmerila zračenje kao posledicu velikog praska, dovele su do zaključka da je svemir sačinjen od četiri odsto "normalne" materije, 22 odsto "tamne" ili "nevidljive" materije, i 74 odsto tamne energije.


Ipak, naučnici sada tvrde da su talasi radijacije koji su tada izmereni kao dva puta veći od veličine Meseca, možda dva puta manji od njegove veličine.


"Ovo su značajna saznanja za istraživanje svemira.Ukoliko se naši rezultati pokažu tačnim, to će značiti da tamna energija ne dominira svemirom, što bi umanjilo verovatnoću da svemir poseduje `tamnu stranu`", rekao je profesor Tom Šenks, koji je predvodio ovo istraživanje.



  Ako se istraživanja pokažu tačnim, to bi značilo da ne samo da se svemir širi sporije nego što se smatralo, već da se možda i sužava

Izvor: Blic

Videćemo šta će dalja istraživanja pokazati. Lično očekujem da će pretpostavke nepostojanju tamene materije i energije pasti.
Ako se ne varam naučnici su imali problema objasniti kako se galaksije održavaju. Navodno gravitacija nije dovoljna da zadrži sve zvezde na okupu. Tamna materija je dala odgovor na to pitanje, kao i na mnoga druga. Sa tamnom energijom idealno se uklopila i dala puno objašnjenja u vezi svemira. Ako se pokaže da ove dve sile ne postoje, mnoga pitanja će se ponovo otvoriti.

Ma izgleda ljudi pozeleli da se procuju, pa ajd' da kazu nesto suprotno od svega oko toga. Nego videcemo sta ce buducnost doneti.

Ne varate se. Problem je u tome da postojeće teorije gravitacije (poglavito Opšta teorija relativiteta) koje se oslanjaju na četiri* tipa interakcije, nisu u stanju da objasne neke pojave. Jedna od njih je činjenica da bi udaljene zvezde u galaksijama trebalo da "odlutaju" jer gravitaciona interakcija (sila) nije dovoljna da ih drži na okupu. Jedno moguće rešenje je postuliranje tamne materije i energije, koje ne vidimo jer ne emituju zračenje koje možemo detektovati, ali tamo postoje i gravitaciono interaguju obezbeđujući dovoljno sile da galaksije ostanu na okupu. Pretpostavka ima smisla, jer nema razloga da verujemo da postoji samo ono što možemo da vidimo. Prosto rečeno, ne svetli** sva materija u svemiru, pa je ne možemo svu ni videti. To, međutim, što o "tamnoj materiji" ne znamo ništa (pa čak ni da li postoji), ne znači da je treba mistifikovati i pripisivati joj neka specijalna svojstva. Prosto, kao i naša planeta, ne svetli pa se i ne vidi.

Zanimljivija su neka druga rešenja, a to su ona bazirana na pretpostavci da jednačine koje opisuju gravitacionu interakciju nisu potpune, odnosno da im nedostaju članovi koji opisuju interakciju na većim daljinama. Moguće je, dakle, da je interakcija tih udaljenijih zvezda sa ostatkom materije u galaksiji kojoj pripadaju, opisana jednačinama kojima treba nešto dodati, malo ih izmeniti, jer je možda neki član takav da ne opada toliko brzo kao ~1/r² a suviše je mali na malim razdaljinama na kojima mi odavde možemo efikasno opservirati interakcije i vršiti merenja, pa ga zato ne prepoznajemo. Takve pretpostavke ne potiču samo od ponašanja zvezda koje su daleko od centara svojih galaksija, već i od nekih drugih primećenih anomalija, kao što su teško objašnjiva odstupanja od projektovanih trajektorija veštačkih letelica već i na relativno malim daljinama, ali za naša merenja relativno velikim ... naravno, neuporedivo malim u odnosu na distance koje se vezuju za galaksije:

http://en.wikipedia.org/wiki/Pioneer_anomaly

Naravno, pored ovih "konvencionalnih" pristupa, postoje i oni radikalniji, kao što su postuliranje dodatnih tipova dugodometnih interakcija, posledice anizotropije kosmosa i sl. Nije, međutim, čudno što još "pipamo po mraku" jer je savremena kosmologija prilično mlada nauka, pa je prirodno da posrće dok se uhodava...


*ili tri tipa (tretirajući unifikovano elektromagnetsku i slabu kao "electroweak" interakciju) a po novijim pokušajima unifikacije, možda i samo jednog tipa interakcije - M-teorija i sl.

**pod "svetli" mislim ne samo na vidljivi deo em-spektra, već na sva za nas opservabilna zračenja

Edit: nisam baš razumeo koje to dve sile mogu da ne postoje (?)  Mislim da postojanje gravitacije nije sporno.

Mislio sam na tamnu energiju i tamnu materiju.  Postojanje gravitacije nije sporno.

Hvala na postu, pojasnio mi je neke stvari.

Nema problema, drago mi je ako sam pomogao. Treba biti pažljiv kod izbora termina, ne treba mešati silu sa materijom. Materija i energija su, kako se pokazalo (teorijski i eksperimentalno) dva pojavna oblika iste stvari, čiju "količinu" razdvaja samo jedna konstanta, a to je c². To je poznata Einstein-ova relacija dE=dm*c² (ili, ako Vam je tako lakše, E=mc², mada u tom obliku nema mnogo koristi od nje). Očigledno, masa m je povezana sa energijom E linearno, preko samo jedne konstante i to c². Odatle zaključak da se radi o suštinski istoj stvari u različitim pojavnim oblicima, a eksperimenti pokazuju da ti oblici, pod određenim uslovima, mogu preći jedan u drugi (npr. kod pojedinih nuklearnih reakcija, deo mase se anihilira i pretvara u energiju). Ovde nije mnogo bitno da li je "tamna" ili nije, masa je masa a energija je energija.

E sad, "sila" je nešto sasvim drugo. Sila je pojam koji je, u suštini, uveo Newton sa svoja tri čuvena zakona. Jedno telo, kada prolazi pored drugog, ona na ovaj ili onaj način interaguju. Te interakcije se dele na elektromagnetnu, gravitacionu, slabu ili jaku. Sila je pojam koji je Newton uveo da bi kvantifikovao jačinu te interakcije i to kod gravitacije. Mi ga i danas koristimo, na primer, po Newton-u, telo mase m u blizini planete mase M, interaguje sa njom silom koja je jednaka F=-(G*m₁*m₂)/r². Ovde je G gravitaciona konstanta, r udaljenost centara masa ova dva tela, a znak "minus" je tu samo da pokaže da je sila privlačna. Očigledno, ovom formulom se opisuje zakonitost koja pokazuje da je intenzitet privlačne interakcije direktno proporcionalan masi, koja predstavlja svojstvo tela. Ovih dana, eksperimentima u Large Hadron Collider-u (LHC, u blizini Ženeve) jure Higgs-ov bozon koji bi trebalo da je to svojstvo "usadio" u materiju. To je jedina čestica tzv. Standardnog Modela koja još nije detektovana.

Ovo će Vam biti lakše da razumete ako pogledate problematiku elektromagnetne interakcije. Dva tela interaguju elektromagnetno ako poseduju jedno drugo svojstvo. Ovog puta, to nije masa, već naelektrisanje i njegovo kretanje. Obzirom da je masa uvek pozitivna (bar koliko znamo), gravitaciona interakcija uvek rezultuje privlačnom silom. Međutim, obzirom da postoje pozitivna i negativna naelektrisanja, odn. da tela mogu biti pozitivno ili negativno naelektrisana, elektrostatička interakcija može biti privlačna ili odbojna. Njena sila podleže srodnom zakonu, u matematičkom smislu: F=k*q₁*q₂/r² (Coulomb-ov zakon). Ovde je k=1/(4*pi*epsilon0) ali to nije toliko bitno, to je samo neki broj. Bitno je da je, matematički, sve vrlo slično kao kod gravitacione interakcije. Stvari postaju zanimljive kada se tela kreću odnosno naelektrisanja pomeraju, jer tada više nije zastupljena samo elektrostatička interakcija. Ona je samo specijalni slučaj elektromagnetne interakcije. Posrednik (medijator) ove interakcije je foton.

Za šta nam treba posrednik, recimo foton? Pa, bez posrednika, kako bi jedno telo uopšte "znalo" da drugo prolazi pored njega? Tela moraju "razmeniti" medijatore, koji su, kod elektromagnetne interakcije - fotoni (ili virtuelni fotoni) a kod gravitacije (još uvek nedokazani) gravitoni. Pošto se oni kreću konačnom brzinom, brzinom svetlosti u vakuumu, onda i sila deluje konačnom brzinom. Isto se odnosi i na gravitacionu interakciju. Dakle, ako telo gravitaciono interaguje sa drugim telom koje je na 8 svetlosnih minuta udaljeno od njega, ono će u svakom trenutku biti pod dejstvom sile ovog drugog, ali ne kakvo ono jeste sada (i gde je sada), već kakvo je (i gde je) bilo pre 8 minuta. Opis ovog fenomena je suština teorije relativiteta -- kašnjenje interakcije.

Da skratim možda predugu priču, hteo sam samo da raščistimo, bez mistifikacije, šta je sila, da se ne meša taj pojam sa materijom. Sila je Njutnov pojam, njegov instrument za matematičko modelovanje interakcije dva tela koja poseduju masu. Taj model je ona njegova formula za gravitacionu silu. Odatle tri Njutnova zakona:
(i) da telo ostaje u istom stanju kretanja dok ga neko drugo telo ne primora (nekom silom, odn. interakcijom) da to stanje promeni, zatim
(ii) da je ta sila F=m*a, dakle uvodi "silu" da kvantifikuje jačinu dejstva: ta "jačina" je onolika kolika će telo mase m ubrzavati ubrzanjem a. Konačno:
(iii) interakcije su simetrične, odn. sila akcije je jednaka sili reakcije (proizvode promene stanja kretanja koje su, kao vektori, jednaki po magnitudi, kolinearni (jednakog pravca) i suprotnog smera). Ovo da bi opstali fundamentalni zakoni održanja.

Einstein se tu pojavio sa svojom teorijom gravitacije, odn. idejom da se isti fenomen gravitacione interakcije može kvantifikovati drugačije, bez uvođenja "sile". Na primer, ako pretpostavimo da telo mase M svojom masom "zakrivljuje prostor" onda i dalje važi Prvi Newton-ov zakon, dakle drugo telo mase m prolazi pored prvog bez promene stanja kretanja (nema sile), ali se, u datom koordinatnom (referentnom) sistemu, krivljenje putanje objašnjava time da je sam prostor "zakrivljen" pa je zato promenjena putanja (iako se ono i dalje kreće pravolinijski istom brzinom, ali po zakrivljenom putu, u zakrivljenom prostoru). Ništa spektakularno, samo što se, kada ima mnogo tela (što je u praksi najčešći slučaj), Einstein-ovim modelom lakše operiše, jer se u svakoj tački presaberu (superponiraju) svi doprinosi interakciji od raznih tela, dok bi sa Newton-ovom formulom ovakve probleme bilo teško rešavati. Pri tome se uzima u obzir i konačna brzina prostiranja interakcije. Njen posrednik, npr. za elektromagnetnu interakciju, je foton, dok su za npr. slabu interakciju to tzv. W i Z bozoni... Kada znamo raspodelu moguće (potencijalne) interakcije (poreklom od svih njenih doprinosa) u svim tačkama u nekom delu prostora, onda to zovemo poljem. Dakle, gravitaciono polje je neki kvantitativni opis prostorne raspodele gravitacione interakcije. Veličina koju koristimo da kvantifikujemo te doprinose u svim tačkama je potencijal, dakle, ako znamo gravitacioni potencijal, odn. šta bi se potencijalno desilo sa probnom masom m u svim tačkama prostora (kako bi se menjalo njegovo stanje kretanja) onda imamo opisano gravitaciono polje. Uspeh fizike je u prilično jednostavnim matematičkim relacijama koje daju taj potencijal i opisuju ta polja.

Pretpostavio sam da nedoumica nastala zbog pogrešno upotrebljenog termina "sila".
Hvala i za ovo pojašnjenje.

Lepo je čitati kvalitetne postove iz ove i drugih bliskih oblasti, toga je falilo na ovom forumu.

Nadam se jednako kvalitetnim postovima i ubuduće.

Makros_Crni delim tvoje misljenje, sto se kvaliteta posta tice - svaka cast Coolidge i hvala, nastavi tako i u bududuce.

Hvala na lepim rečima, ali zaista ih nisam zaslužio, jer ništa posebno nisam rekao. Da se ja pitam, naš obrazovni sistem bi bio takav da bi se ovo shvatilo i prihvatilo najkasnije u gimnaziji. Ako pažljivije pogledate, zapravo je sve jednostavno da se razume. Ne bi se radili onako teški zadaci, a da često deca ne znaju ni šta računaju. Zato fizika i druge prirodne nauke i izgledaju teške, jer vam na samom početku loše objasne (ili nikako i ne objasne) te neke osnovne postulate, zaključke... Umesto toga, maltretiraju decu sa brutalnim zadacima i bubanjem formula, koje ovi posle zaborave jer ne razumeju ni šta su, zapravo, računali. Posle ta deca izrastu u ljude koji slabo razumeju svet oko sebe i ostaju plodno tle za razne novinarske budalaštine, prodaju raznih "neutralizatora zračenja" i sl. Sećam se da su, svojevremeno, čak pokušali da predaju Šredingerovu jednačinu u IV gimnazije... Svašta... Sa druge strane, istoriju ponavljaju dva puta, od kamenog doba do Hladnog Rata, prvi put u osnovnoj, a posle ponovo u gimnaziji. Strašno je neracionalan obrazovni sistem, uništava deci najlepše godine života a ne služi svrsi, čak ih više ne uči ni disciplini, vidi se da ne daje ni dobre edukativne rezultate, a debelo ga plaćamo kroz poreze. Nije, naime, njegova funkcija da napravi 10 genijalaca (koji bi se i inače izdvojili i učili sami), već da svima da nekakvu "opštu kulturu"... Ali dobro, da ne idem dalje u off...

Apsolutno si u pravu! Nikome nije vise nio stalo do opste kulture, vec do gomile usmerenih administrativaca, koji su u najboljem slucaju dobri potrosaci u shoping centrima i ostalim "girlo" glupostima, koji imaju po tri mobilna...

Ponekad pomislim da mobilni nije mobilni vec umobolni telefon. Od tolike komunikacije bez bitnog sadrzaja nista se ne stize. Sa ljudima ne mozes da se dogovoris ni za sutra - svi cekaju zadnji trenutaj da preko mobilnog nesto fiksiraju i tako se nista ni ne desava, letargija raste uzasnom brzinom i samo se ubija vreme na gluposti.
I ko sada da tu razmislja o opstoj kulturi, istoriji, umetnosti, nauci, filozofiji.

Civilizacije se dobrano denilizuje. Mora i to da prsne u nekom trenutku i da stvarne vrednosti ponovo dodju gde im je mesto. Nadam se bar.