Connect with us

Znanost

Astrofizika

Tamna materija je važna – kada je ne možeš pronaći

Fantom u mašineriji svemira, poznat već skoro 80 godina, i dalje se izbjegava otkriti i najboljim fizičarima. Fantom je, u nedostatku bolje terminologije, nazvan „tamnom materijom“ i izmiče otkrivanju do današnjeg dana. Tamnu materiju ni najveći akcelerator čestica LHC – Large Hadron Collider – nije uspio proizvesti.

crna-materija

Istraživači su na ovotjednom sastanku Američkog udruženja za unapređivanje znanosti – AAAS (engl.  American Association for the Advancement of Science) izvijestili da njihov Alpha Magnetic spektrometar (AMS) na Međunarodnoj svemirskoj postaji može dati nove dokaze o tome što je tamna materija. Taj 1.5 milijardi dolara vrijedan eksperiment prikuplja sve vrste egzotičnih visokoenergetskih čestica iz dubokog svemira. Bilo koje neobično odstupanje u brojanju čestica kojim upravlja AMS može biti rezultat djelovanja tamne materije. AMSov bi tim rezultate ispitivanja trebao objaviti sljedeći mjesec.

Ono što frustrira je to da je tamna materija, štogod ona bila, oslonac moderne astrofizike. Ona je sablasna veza između beskonačno malog i beskonačno velikog: fizike elementarnih čestica i kozmologije.

No, za razliku od duhova, tamna materija nedvojbeno postoji, kao i lik Griffin u djelu „Nevidljivi čovjek“ koje je napisao H.G. Wells 1897. godine. Ljudi primjećuju Griffinove radnje dok on pomiče stvari, no nikad ne primjećuju tijelo (barem do njegove smrti).

Gravitacijska sila tamne materija je ljepilo u svemiru, drži zajedno galaksije i skupine galaksija. Tamna materija iskrivljuje prostor kao „kuća ogledala“, tako da isteže slike udaljenih galaksija.  Tamna je materija također utisnuta u zvučnim valovima koji su zarobljeni u našem 13.7 milijardi godina starom svemiru i kozmičkom mikrovalnom pozadinskom zračenju.

Prema tome, tamna materija nije iluzija temeljena na nerazumijevanju gravitacije, kao što su neki sugerirali. „Ako pronalaženje tamne materije zahtijeva modificiranje teorije gravitacije pojest ću svoje PowerPoint slajdove – zajedno sa svojim laptopom!“, izjavio je astrofizičar Mike Turner sa Sveučilišta Chicago.

Zapravo, „tamna“ je pogrešan pridjev za tu materiju jer nije u interakciji sa zračenjem, ističe teorijska fizičarka sa Sveučilišta Harvard, Lisa Randall. Taman objekt ipak upija ili reflektira malo svjetla.

Čestice nevidljive materije vjerojatno su „skuhane“ u razdoblju u kojem je novorođeni svemir bio „juha kvarkova“, u sto tisućitom dijelu sekunde nakon Velikog praska. Ključajući svemir prvobitno je bio nuklearni reaktor za stvaranje čestica koje su masivnije od kvarkova.

Jedna se ideja zalaže za to da je nevidljiva materija nastala iz faze tranzicije – kao što se vodena para pretvara u kapljice. Nevidljiva bi se materija trebala odvajati od normalne materije kako bi nastale takve hipotetske čestice poput aksiona ili WIMP-ova (masivne čestice slabe interakcije, engl. Weakly Interacting Massive Particles). Normalna materija i nevidljiva materija možda su međusobno prenosila svojstva jedna na drugu u iskonskom kotlu. Obje vrste materije pohranjuju istu količinu energije u isti volumen, te prema tome moraju biti srodne.

Danas je u tijeku stvaranje poveznice između teorija i eksperimenata nevidljive materije. Jedna teorija kaže da se čestice nevidljive materije povremeno međusobno sudaraju pa nastaju specifične kozmičke zrake, anti-protoni ili gama zrake. I sve se to treba razaznati kroz kakofoniju visokoenergetskog zračenja, tim istim zračenjem zasićenog svemira.

Radije nego da čekaju Majku Prirodu da otkrije svoju nevidljivu materiju, fizičari željno pokušavaju „skuhati“ svoju nevidljivu materiju u LHC –u. Takav pristup omogućava da se lov na nevidljivu materiju odvija u kontroliranim uvjetima. No, poput našeg Nevidljivog čovjeka, čestice nevidljive materije mogu se naslutiti jedino iz ponašanja vidljivih čestica stvorenih duboko u utrobi LHC – ovog ogromnog detektora polja.

Direktnim sudaranjem nakupina protona koji su ubrzani gotovo do brzine svjetlosti stvara se mnoštvo subatomskih čestica snimljenih uz pomoć koncentričnih prstenova detektora. Subatomski šrapnel izazvan kolizijom je popisan kroz masivnu obradu podataka.  Manjak u evidenciji može značiti da je stvorena čestica nevidljive materije i odmah potom pobjegla bez traga, kroz sve slojeve detektora.

No, je li dokaz nepostojanja zaista nepostojanje nečeg opipljivog? Isti bi učinak izazvao odbjegli neutrino ( koji se zapravo može smatrati nekim oblikom nevidljive materije). Ili možda postoji nenamjerna pristranost promatrača u radu s podacima. Štoviše, samo se djelić podataka o koliziji smatra zanimljivim te se pohranjuje, a ostatak se odbacuje. „Svake sam noći budan i brinem ne bacamo li i „bebu zajedno s vodom za kupanje““ kaže fizičar Claudio Campagnari sa Sveučilišta u Santa Barbari.

I za kraj, mogu li se izvući neki zaključci o nevidljivoj materiji iz ništavnih rezultata?

Uvriježeno je mišljenje da se teška „majka čestica“ razbija u mnoštvo manjih čestica koje uključuju nevidljivu materiju. No to zahtijeva veliko pojačanje moći LHC-a. koji, nakon svega, pokušava malo po malo razjasniti energije koje su postojale u vrijeme Velikog praska.  Do 2020. LCH-ova energija bi se mogla udvostručiti, a moćan Super LHC bi trebao izaći online do 2030. Izrada nevidljive materije možda će morati čekati do tada, a možda i nikad neće biti ostvariva.

Astrofizičari se nadaju da se nevidljiva materija može zgrušati unutar zvijezda ili supermasivnih crnih rupa. Možda se nevidljiva materija urušila u gusti disk u srcu našeg Mliječnog puta i poravnala niz galaktičku ravninu.  I tako se lov nastavlja, a predviđanja astrofizičara o otkrivanju nevidljive materije kreću se od „za par godina“ do „jednom“.

Ono što je najviše ponižavajuće u cijeloj priči je da nevidljiva materija uopće nije čudna, jer u odnosu na nju, atomi zvijezda, planeta i ljudi zauzimaju samo 0.5% mase proračunate energije u svemiru. Prema tome, mi smo čudaci ako se uzme u obzir cjelokupni pogled na svemir. U određenom smislu, mi smo sjena svemira. Mi smo poput sićušnih božićnih lampica nanizanih na božićno drvce, ostavljenih da se čude od čega li se drvce sastoji. „Trebamo postaviti pitanje zašto bi sve što mi vidimo trebalo biti normalnom materijom?“, završava Randall.

Izvor: DiscoveryNews

Znatiželja pokreće svijet. :)

6 komentara

6 Comments

  1. Luka Rusa

    14 ožujka, 2013 kod 9:27 pm

    kada => kad

  2. Mila Firić Skejić

    14 ožujka, 2013 kod 9:52 pm

    šta to znaći za hrvatsku?

  3. Mirko Kuric

    14 ožujka, 2013 kod 10:10 pm

    he- he !! sto muka ta tamna materija???

  4. Jasmin Mehičić

    14 ožujka, 2013 kod 10:50 pm

    kada ne nađeš za čitav svoj život ništa pametno odmah tražiš TAMNU MATERIJU!?

  5. Milivoj Šegan

    15 ožujka, 2013 kod 10:43 am

    Ma ne,,tad crnu gravitaciju traže,,a tu tek, pamet ne pomaže standardna,,za sad ? 🙂

  6. Nikola Vidakov

    15 rujna, 2015 kod 8:01 am

    – Da li je modernoj fizici poznata neka vrsta energije izmedju dva tela

    ciji intenzitet raste proporcionalno sa povecanjem rastojanja izmedju njih?
    – Zamislimo mladi svemir kao kuglu koja se naglo siri (eksplodira). Delovi

    koji su bili blizi periferiji ce se brze medjusobno udaljavati nego oni

    blizi centru. Posto je gravitacija jedina koja moze da uspori kretanje tih

    delova (galaksija), sledi da prvi nastavljaju sa udaljavanjem velikom

    brzinom, dok drugi, zbog pomenute sile usporavaju.

Ostavi komentar

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Obavezna polja su označena sa *

Više u Astrofizika

Popularno

Pratite nas na Fejsu

Na Vrh