tamna materija i efekat gravitacionog sociva

[r2d2]

Pitam se pitam, kako to da za tamnu materiju ne vazi efekat gravitacionog sociva ako on cini 90% ukupne fizicke materije nase galaksije?

Alternativni odogovori

a) Vazi, samo je rasporedjenost tamne materije koja raste iduci od centra galaksije pravilno rasporedjen,  u enormnim prostranstvima ispod i iznad ravni bilo koje galaksije, pa samim tim iako cini veliku masu nema skretanja svetlosti unutar same galaksije.

b) Nebarionsku masu tamne materije cine objekti iznad ravni ekliptike galaksije kao jedno ogrmno socivo iznad i ispod galaksije i  samim tim zbog ogromnog luka efekat se moze primetiti svuda teoretski, ali prakticno nedostaju nam "nenormalno" precizni instrumenti, a ujedno vidimo zoblicen centar svake ravnomerne galaksije.

c) Tamna materija svake galaksije su u stvari mnostvo crnih rupa. Posto same crne rupe svojim gravitacionim usisavanjem okoline stvaraju dosta veliki sum i vizuelno u tom delu spektra  nejasnu sliku, fotoni nemaju sansu da naprave gravitaciono socivo.

d) Tamna materija jeste i mora biti kvantna pojava, koja potice od dogadjanja ispod plankove duzine. Parovi virtuelnih cestica i anticestica u svojoj "nihilizaciji" stvaraju kao nusprodukt stvarnu MASU, koja eto nacini ono sto nacini kad je okretanje galaksija i raspored mase u pitanju. Samim tim fotoni koji putuju praznim prostorom se ponasaju uobicajeno prolazeci kroz vakum...

e) Posto tamnu materiju prestavljaju cestice koje jos uvek nisu otkrivene, ocekujemo da osobine tih cestica je takva da od cetri sile, kvkovi ili delovi kvarkova reaguju samo na gravitacionu silu, a ujedno takve cestice su krivci za grupisanje materije u galaksije, zvezde, planete, planetoide itd...

f) Tamna materija je "upijac" fotona i svih elektromagnetnih talasa. Gustina tamne materije se povecava od centra ka rubovima, pa samim tim spiralne glaksije  realno izgledaju kao slojevite lopte.

g) Ne postoji tamna materija, vec postoji jos neotkrivena fizicka sila (pored cetri znane) ciji stepan prostiranja je obrnuto proporcionalan samoj gravitaciji lokalno, a samo dejstvo je uvek privlacno. Nosioci cestice  te sile ce se zvati zeljkoni, po meni jel`te!

h) Ne postoji tamna materija vec anomalije koje se javljaju u crvenom pomaku spektra i koje zahtevaju novu konstantu. Uzroci anomalije mogu biti brojne, pocev od cinjenice da se svemir siri pa do uzimanja u obzir osobine prostora i vremena na nivou kvantih fluktacija vakuma...

i) Ne postoji tamna materija ali samo kretanje galaksija kroz higsovo polje stvara nusprodukt viska mase. Tako da gravitaciono socovo se moze primeniti samo na galaksije.

j) Ne postoji tamna materija ali postoji zakrivljenje samog vremena, pa nam opservacija daje netacne vizuelne efekte. Uzrok mora lezati u Ajnstajnovim relativnostima, ali izostaje gravitaciono socivo.

i) Svemir se ne siri ali  se kontinum prostor-vreme siri unutar svemira ravnomerno. Brzina sirenja unutar same galaksije ostavlja graviacioni zapis u obliku nedostajuce mase, a to se reflektuje na obrtne momente delova galaksije..
 
Dosta za danas....

Koji Vam fantastican odgovor izgleda najizvesnije?

--------------------------------------
Sta stvarno znamo o tamnoj materiji?
1.Da se krece.
2.Da je glavni gradivni element svake galaksije.
3.Da je nismo otkrili ni na jednoj elektromagnetnoj frekvenciji.
4.Da stvara gravitaciono polje.
5.Da ne daje efekat gravitacionog sociva?
..........
Kada pogledam ovako izneseno  moze biti i samo negrupisan vodonik.
Nase neznanje je enormo....

[CosmicT]

Ah, ali vazi! Tamna materija (u galaktickim jatima) se vec "mapira" preko efekta gravitacionog sociva koje ima na galaksije u pozadini. Par mojih omiljenih slika:

http://apod.nasa.gov/apod/ap070516.html
http://apod.nasa.gov/apod/ap080823.html

Znaci, ono sto se u principu radi je da uzmes ta posmatranja i te deformisane i pojacane likove galaksija koje imas, i onda modeliras neki raspored tamne materije - ubacis u simulaciju i vidis dal sa takvim rasporedom dobijas takve distorzije.

Medjutim, lokalno, u nasoj galaksiji, je tesko tako nesto meriti jer je socivo "grudva" tamne materije, a mi sami vec sedimo u toj grudvi - a morali bi da se izmaknemo. Kad kazem grudva, ne mislim na nesto tipa objekta konacnih dimenzija, vec mislim na puno tamne materije nagomilane na jednom mestu. A posto smo mi uronjeni u nju, onda je ne mozemo pomocu sociva mapirati u nasoj galaksiji. To je kao kad gledas kako se svetlost prelama u casi vode (kasika u casi vode izgleda prelomljeno zbog refrakcije) i hoces da meris tu refrakciju, ali u nasim slucaju ste i ti ti casa zaronjeni u bazenu vode pa ti sve to izgleda normalno.

Inace, tamna materija definitivno nisu crne rupe (a ni standardna barionska materija) jer samo najmasivnije zvezde postanu crne rupe, a te najmasivnije zvezde su i najredje, tako da nema tu dovoljno crnih rupa da bi dalo svu tu masu koja fali a kuju zovemo tamna materija.

[ikalo]

Tamna materija je i uvedena u pricu bas zbog efekta gravitacionog sociva. Astronomi su, prilikom analize posmatrackih rezultata dosli do zakljucka da opazani efekti gravitacionog sociva ne mogu da se objasne kolicinom vidljive mase u galaksijama koje djeluju kao sociva. Drugi efekat, koji je potvrdio pricu (ili je mozda ipak obrnuto, jutros sam tako lijen da googlam i vrsljam po wikiju) pojava da zvijezde na obodu galaksija imaju vecu brzinu nego sto bi kolicina vidljive materije svojom gravitacijom mogla da ih drzi na njihovim orbitama.

Zbog toga, bilo koja alternativna teorija o jednoj pojavi mora da obuhvati i ovu drugu, i obrnuto. Za sad, jedino tamna materija uspjesno objasnjava obe pojave.

[Kizza]

Znači li to da "grudva" crne materije može da privuče neku Zvezdu?Kako se uopšte ona negde zgusne a negde razredi?

[Yagodinac]

Da se vratimo na suštinu: tamna materija je (jedno!) objašnjenje nedostajeće mase univerzuma po formulama. Deluje da se uklapa u računanje ali je tačno i da je nismo direktno otkrili.
Ali nismo otkrili ni crne rupe pa se ipak stoprocentno smatra da one postoje. Nešto se može otkriti i po njegovom efektu na okolne objekte, zaato ne bih rekao da za tamnu materiju ne važi efekat gravitacionog sočiva. Mislim da je tamna materija mnogo odgovornija za pojavu tog fenomena - ako su naše procene o količini tamne materije iole tačne.

[CosmicT]

@ikalo Primena gravitacionog sociva na tamnu materiju je dosla tek kasnije (grav. sociva rade i na svetloj materiji). Tamna materija je prvo otkrivena iz brzina tela koje su bile suvise velike za vidiljivu kolicinu mase, i to na dva nezavisna nacina: posmatranjem zvezda unutar nase galaksije koje se krecu brze nego sto bi trebalo po obodu, i posmatranjem galaksija u galaktickim jatima koje se krecu toliko brzo da ukoliko bi svetla materija bila sva postojeca masa tu ne bi bilo dovoljno gravitacije da zadrzi te galaksije u jatima vec bi se jata pobegla (mozes to gledati kao da su jata imala brzinu vecu od "prve kosmicke" brzine za dato jato). Onda su skapirali da je ista stvar, do duse i dalje nepoznata, odgovorna za oba fenomena i nazvali to tamna materija. Logicno je bilo prvo pretpostaviti da je tamna materija samo "obicna" (barionska) materija ali slabo vidljiva (crne rupe, braon patuljci, kompaktni objekti) pa su prvo pokusali da je traze i vide kolko je ima posmatranjem gravitacionih sociva u halou nase galaksije , ali nisu  nasli dovoljni broj objekata. Sledeca ideja je bila da su to ipak neke cestice. Kad se saznalo da neutrini ipak imaju masu oni su bili prvi sledeci omiljeni kandidat jer iako im je masa malecna ima ih jaaaako puno (kroz dlan ti svake sekunte prodje par miliona neutrina). Medjutim em to nije i dalje dovoljno mase, em neutrini spadaju u vrstu "vruce tamne materije". Vruca tamna materija je problem jer se tesko "zgrudva" (@Kizza, ovo je delimicno odgovor na tvoje pitanje) - naime, tamna materija mora da bude nesto tromija da bi omogucila formiranje galaktickih jata jer ona treba da se nagomila negde u centru i da potpomogne nagomilavanje svetle mase (ovo je potvrdjeno brojinm simulacijama), ali ako su tamna materija neutrini ili neke slicne cestice koje su jako brze (za njih kazemo da su "vruce" po analogiji sa gasom - sto je nesto toplije cestice u njemu se brze krecu) one se tesko skoncentrisu na jednom mestu vec se razlete na sve strane (kao recimo da pokusas da nateras gomilu dvogodisnjaka da mirno sede i slusaju te) sto sprecava dalje formiranje galaktickih jata (i samih galaksija) jer nema te centralne koncentracije koja ce da potpomogne citav proces.
Tako da danas se smatra da je tamna materija neka nova vrsta cestica, koje su masivne, trome, i slabo interaguju sa ostalim cesticama. Smatra se da mozda mogu da se raspadaju, i anihiliraju sa svojim anticesticama, sto sve proizvodi zracenje pa su trenutno (osim u CERN-u) snage uperene u to da ih nadjemo putem zracenja koje u tim procesima mozda emituju (znaci trazimo svo zracenje koje nikako drugacije, na normalan poznat nacin, ne mozemo da objasnimo).

I da jos pojasnim da sam malo karikirala ranije kad sam spomenua "grudvu" tamne materije jer se ona ne "zgrudva" na tako maloj skali (dakle nije u pitanju grudva velicine zvezde) da bi mogla da privuce zvezdu, vec su vise u pitanju "grudve" dimenzija galaksija i galaktickih jata u fazonu isto kao sto za zvezde u galaksiji mogu da kazem da je grudva svetle materije.

[ikalo]

@CosmicT: Hvala na ispravci za redoslijed opazenih fenomena vezanih za tamnu materiju.

Ja bih svoje shvatanje tamne materije (koju treba razlikovati od tamne energije) sumirao ovako:
- tamna materija nije detektovana direktnim posmatranjem, ali se gravitacionim utjecajem vidi da tu nesto ima.
- tamna materija nije zgrudvana na jednom mjestu u galaksiji ili galatktickim jatima nego ima svoj raspored i strukturu i u galaksijama i izvan njih.
- prema nekim pokusajima mapiranja uticaja tamne materije, doslo se do zakljucka da tamna materija ima odredjenu strukturu (najverovatnije) nesto poput vijugavih "vlakana" koja se ukrstaju, a u cvorovima se nalaze galakticka jata.

Ovo "vlakna" treba uzeti uslovno jer se precnik istih moze mjeriti u hiljadama svjetlosnih godina ako ne i vise...
Pokusacu naci link na tu vijest, koju sam prije par godina citao na astronomynow.com
EDIT: http://www.astronomynow.com/news/n1001/06dm/ Ovjde vidimo jedan clanak koji opisuje pokusaje mapiranja tamne materije u nasoj galaksiji. Ko ne zna engleski, pokusacu da ukratko prevedem ono sto je bitno: Pretpostavka je da tamna energija prozima i okruzuje nasu galaksiju. Posmatranjem kretanja jedne od malih galaksija, satelita nase galaksije, utvrdjeno je da putanja kojom se krece i nacin kretanja zvijezda koje su "iscupane" iz nje, halo tamne materije nije pravilnog sfernog oblika nego je nepravilan, kao sto prikazuje donja slika. Isti tim astronoma ce pracenjem ostalih satelita nase galaksije pokusati da jos detaljnije modeluje oblik pretpostavljenog haloa tamne materije.
EDIT2: http://spaceflightnow.com/news/n0112/12darkmatter/ Ne mogu da nadjem ono sto trazim, ali i ovdje je prikazana mapa (istina u 2D) distribucije tamne materije.

[ikalo]

--------------------------------------
Sta stvarno znamo o tamnoj materiji?
1.Da se krece.
2.Da je glavni gradivni element svake galaksije.
3.Da je nismo otkrili ni na jednoj elektromagnetnoj frekvenciji.
4.Da stvara gravitaciono polje.
5.Da ne daje efekat gravitacionog sociva?
..........
Kada pogledam ovako izneseno  moze biti i samo negrupisan vodonik.
Nase neznanje je enormo....

5. zaista ne znam odakle ti, sa ostalim slazem.

I negrupisan vodonik (pretpostavljam da mislis na oblake vodonika) zraci. Znaci moze da se detektuje samo je potrebno imati dovoljno precizne instrumente. Cak sta vise, nailazio sam na vijesti o tome da su astronomi uspjeli da detektuju oblake gasa izvan samih galaksija. Medjutim, ako su ti oblaci izvan galaksija, ne mogu da objasne brzinu zvijezda na orbitama, a samo djelomicno mogu da objasne jacuni djelovanja gravitacionih sociva.

[r2d2]

Medjutim em to nije i dalje dovoljno mase, em neutrini spadaju u vrstu "vruce tamne materije". Vruca tamna materija je problem jer se tesko "zgrudva" (@Kizza, ovo je delimicno odgovor na tvoje pitanje) - naime, tamna materija mora da bude nesto tromija da bi omogucila formiranje galaktickih jata jer ona treba da se nagomila negde u centru i da potpomogne nagomilavanje svetle mase (ovo je potvrdjeno brojinm simulacijama), ali ako su tamna materija neutrini ili neke slicne cestice koje su jako brze (za njih kazemo da su "vruce" po analogiji sa gasom - sto je nesto toplije cestice u njemu se brze krecu) one se tesko skoncentrisu na jednom mestu vec se razlete na sve strane (kao recimo da pokusas da nateras gomilu dvogodisnjaka da mirno sede i slusaju te) sto sprecava dalje formiranje galaktickih jata (i samih galaksija) jer nema te centralne koncentracije koja ce da potpomogne citav proces.

Prvo da se zahvalim na ovako jasnom i preciznom odgovoru. Izvinjavam se na ovolikom kasnjenju.

Drugo opet da se zahvalim na ovom odgovoru. Toliko me spasava lutanja po mraku i cekanju da stvar postane prilicno popularna da bi i mi laici nesto saznali o svetu koji nas de facto okruzuje. Meni licno tvoji odgovori i pojasnjenja zlata vrede.

Trece nekako mi se odmah javljaju neka nova pitanja...  
- da li nas kvantna teorija gravitacije moze mozda dovesti na pravi put razumevanja tamne matrije?
- Da li odgovori o svojstvu tamne materije mozemo traziti u hiperinflaciji (bilo koji od tri scenarija hiperinflacije)?
- Da li crne rupe izracuju tamnu materiju da bi izbegle cist singularitet?  
- Da to tamna materija mora biti sastavljena od kvarkova i leptona? (a od cega bi drugo)?

Kada sam o tome razamisljao ranije pre tvog objasnjenja, pala su mi na um dva odgovora i ovde ih navodim:

1) Pa naravno to mogu biti samo  W+, w-, Z0 kao cestice *prenosioci elektro slabe sile zar ne?(fotone sam namerno izostavio ko ih sisa kad su laka roba). Ali to su vruci kazes, pa ipak nista pametno od mog odgovora...  ..dobro..

2) Ili su to iks bozoni?
--------------------------------

1_- Jedini favoriti na presto cestica pre tvog objasnjenja su cestice prenosioci slabe sile. Secam se da sam procitao da je legendarni cika Fermi 1930 kada je razradjivao teoriju o slaboj sili (a prema kvantnoj teoriji elektromagnetnog polja) QED, ,,     ladno dodelio prenociocu sile beskonacnu masu (rukovodjen cinjenicom da po paraleli foton ima masu mirovanja 0 i kratko prostorno dejstvo slabe sile) Kada je kasnije dodatno ponovo razradjivao teoriju sada uz cika Sveringerove jednacine  ipak je uveo pojam W+ i W- cestica.
Eto to mi je padalo na pamet pre tvog objasnjenja.

2_- A jopet i Grand Unification Theories, GUT sam po sebi predvidja postojanje iks bozona cestica sa ludackom masom BILION puta teza od obicnog protona. Doduse on se ne uklapa u tamnu materiju zato sto su potrebne nenormalne temperature za bivstvovanje ovako lude cestice, ali ......
Kao sto sam procitao: ako "uslikamo" prirodni raspad protona osim sto ce GUT da postane nekako popularan bice i zbogom utopiska glomazna samomatematicarimaznana tvorevino u vidu superstruna...

Iks bozoni + hiperinflacija= hladni iksbozoni
--------------------------
Ma, jel` ima ikakvih nagovestaja barem u fantasticnim teorijama magnovenja kakve su to cestice??
Da budem iskren ne umem cak ni da postavim smisleno pitanje, ali me prosto jede i gricka ta tamna materija, pa sam vrlo rad da procitam novosti kad ih bude bilo...

[r2d2]

Pitam se  da li tamna materija moze biti u stvari boze-ajnstajnov kondez vodonika ili helijuma???

Na stranu cinjenica da takva kvanta materija postoji samo u laboratorijama i da je jako tesko dobiti...

Korisni link:
http://www1.scl.rs/theses/bsc-mradulaski.pdf
^{*Posebno me dojmila zadnja strana rada gde koliko moje skromno znanje dozvoljava u kodu prepoznajem neku kilometarsku formulu. Jedva cekam te kvantne kompjutere..}  

[Kizza]

Uh,nešto me muči,ako nekad napravimo svemirski brod koji će moći da dostigne brzinu svetlosti,kako će reagovati TAMNA MATERIJA?Za reagovanje FOTONA znamo iz prakse ali kako će se MATERIJA ponašati,i da li je to uopšte moguće izvesti   

[ikalo]

Uh,nešto me muči,ako nekad napravimo svemirski brod koji će moći da dostigne brzinu svetlosti,kako će reagovati TAMNA MATERIJA?Za reagovanje FOTONA znamo iz prakse ali kako će se MATERIJA ponašati,i da li je to uopšte moguće izvesti   

Brzinu svjetlosti (u vakuumu naravno) teoretski je moguce postici jedino ako se "obicna" materija pretvori u fotone. Na cilju bi onda trebao postojati nekakav detektor koji bi dolazece fotone "dekodirao" nazad u "obicnu" materiju.

Mislim da su do sad u akceleratorima elektroni, protoni i ostale materijalne cestice ubrzavane na 90 i nesto % brzine svjetlosti, ali je nemoguce postici 100% jer bi to po trenutno vazecoj teoriji zahtjevalo beskonacno mnogo energije.

[Kizza]

Znači li to da nikada nećemo moći da napravimo VREMEPLOV 

[kruska]

ja mislim da ta tamna materija moze da se posmatra na mnogo jednostavniji nacin nego sto je ponudjeno.
verovatno je u pitanju "prasina" i masa crnih rupa koja pravi galaktik gravity a koju naucnici  nisu uocili kao svetlost
ili u prevodu "Nije zlato sve sto sja"

[kruska]

Fotone ne mozemo videti sa boka kako prolazze kroz svemir kao light pollution
ali to mozemo videti u gradu zbog cestica i atmosfere.
hmm prostor unutar galaksija ma koliko bio prazan vrvi od fotona koji pravi plazmu ili talase

Ostavljam sebe i sve ostale u nedoumici jeli foton ima masu ili ona postaje evidentna tek u interakciji sa masom.

ako foton-foton medjusobno reaguju bice nesto od svega toga

ili pak zvezda baca fotone koji nestaju u materiji i zadrzavaju se a oni koji odlaze dalje hvataju ih astronomi bilo okom bilo foto aparatom .ili nestaju