Sötét kölcsönhatások ???

Tudományos és egyéb hírek.

Re: Hírek - röviden

HozzászólásSzerző: Banzai » 2015.04.15. 18:52

Ismeretlen erőkkel is kapcsolatban állhat a sötét anyag


http://www.origo.hu/tudomany/vilagur/20 ... enyek.html

Kép

Egyre érdekesebb dolgok derülnek ki a sötét anyagról. Egy új tanulmány alapján nemcsak a gravitációs vonzás, hanem más, számunkra ismeretlen erők révén is megnyilvánulhat, ami a kutatás vezetője szerint új távlatokat nyithat meg a rejtélyes matéria tanulmányozásában.

Az Európai Déli Obszervatórium (ESO) csillagászai a chilei VLT óriástávcsőre szerelt MUSE spektrográffal, valamint a Hubble űrtávcső segítségével négy galaxis egyidejű ütközését vizsgálták az Abell 3827 elnevezésű galaxishalmazban (akár több ezer különálló galaxist magába foglaló objektum), mely csaknem 1,3 milliárd fényévre van Földünktől.
A vizsgálat

A misztikus sötét anyagot – amelynek létezését többen vitatják - nem észlelhetjük közvetlenül, a számunkra érzékelhető világegyetemmel csak a gravitáció révén tartja a kapcsolatot, így jelenlétére a gravitációs lencsehatásból tudunk következtetni.

Az Abell 3827 galaxisainak ütközése a jóval távolabb található háttér galaxisok előtt történt. Az ütköző galaxisokat körülölelő sötét anyag a gravitáció révén torzította a téridőt, ezzel pedig a háttér galaxisok fényének útját – jellegzetes köríves formában - eltérítette. A kutatóknak ki kellett venni a „képletből” a látható galaxisok gravitációs befolyását, így tisztán meg lehetett figyelni a sötét anyag gravitációs tulajdonságait - ebből következtettek a rejtélyes anyagfajta tömegére és eloszlására.
banz.
Avatar
Banzai
 
Hozzászólások: 1281
Csatlakozott: 2014.03.14. 19:22
Has thanked: 160 times
Been thanked: 115 times
Név: T

Re: Hírek - röviden

HozzászólásSzerző: dgy » 2015.04.15. 19:11

kutatóknak ki kellett venni a „képletből” a látható galaxisok gravitációs befolyását, így tisztán meg lehetett figyelni a sötét anyag gravitációs tulajdonságait - ebből következtettek a rejtélyes anyagfajta tömegére és eloszlására.

Az érdekes rész csak ez után következik!
:)
dgy
Avatar
dgy
 
Hozzászólások: 1737
Csatlakozott: 2014.03.12. 21:40
Tartózkodási hely: Budapest
Has thanked: 111 times
Been thanked: 832 times

Re: Hírek - röviden

HozzászólásSzerző: Sanyi_Laci » 2015.04.15. 21:49

Egyébként megmondom a frankót, én soha nem értettem, hogy a sötét anyag miért csomósodik. Dgyvel erről beszéltem is pár éve, úgy vettem ki a szavaiból, hogy akkor már legalább ketten nem értettük. :)

Ugyanis nem csomósodhat, tehát semmiféle sötét anyag "csomókban" nem alakulhatnak ki galaxisok. Ha csak és kizárólag gravitációsan hat kölcsön, akkor semmiféle "belső súrlódás" nem lassítja, tehát az egész egy szép harmonikus oszcillálásba kellene kezdjen a gravitáció hatására, nem pedig csomósodásba. A csomósodáshoz energiát kellene veszítsen, és azt mégis hogyan??? Egyedül a gravitációs hullámok jöhetnének esetleg szóba, az meg (bár nem számoltam utána) szerintem kevés ehhez.

Úgyhogy nagyon izgalmas ez a mostani mérés, mert alátámasztja azt, amit én már rég megmondtam. :)
Persze az elméletem prediktív erejét nagyban csökkenti, hogy ezt abból vezettem le, amit NEM tudok. Jobb lenne fordítva, tehát abból dolgozni amit tudok, de olyanból sokkal kevesebb van. ;)
Avatar
Sanyi_Laci
 
Hozzászólások: 2390
Csatlakozott: 2014.03.14. 00:24
Has thanked: 253 times
Been thanked: 444 times

Re: Hírek - röviden

HozzászólásSzerző: api » 2015.04.15. 22:41

A porszerű közönséges anyagban (galaxisporban) sincs belső súrlódás, mégis csomósodik. Aztán amikor már eléggé összetömörödött, és annyira megerősödnek a szemcsék közötti kölcsönhatások, hogy számottevő nyomás és súrlódás alakul ki benne, akkor már van mi elnyelje a gravitációs energiaveszteséget. De a világűr legtöbb helyén még a galaxispor se tömörödött össze ennyire. Csak nyugi, ezek ott lassan dolgoznak. És ha mégse lenne kölcsönhatás a sötét anyagban, akkor majd oszcillálni fog, irdatlan hosszú periódusidővel. Ráérünk még!
api
 
Hozzászólások: 1041
Csatlakozott: 2014.12.16. 18:05
Has thanked: 151 times
Been thanked: 265 times
Név: Albert Péter

Sötét kölcsönhatások ???

HozzászólásSzerző: api » 2015.04.16. 01:51

Aztán az oszcilláció is lecseng lassanként, még ha nincs is ami elnyelné az energiáját. Mert fekete lyukakká esik össze, valami BKL típusú vadul fluktuáló anizotrop összeomlásokban. Ez igazából kölcsönhatásmentes porra vonatkozik, de nem tudom miért különbözne a kölcsönhatásmentes sötét anyagra. Khalatnikov és Lifsic eredetileg azt gondolták, hogy csak akkor jönne létre fekete lyuk, ha az összeomlás tökéletesen gömbszimmetrikus lenne, egyébként meg egymás mellett elzúgva újra eltávolodnak a szemcsék. De aztán a nagyon általános topológiai megfontolásokon alapuló Penrose Hawking szingularitási tételek hatására újraszámolva, és Belinszkij segítségével arra jutottak, hogy valószínűleg a legtöbb esetben mégiscsak összeomlik. Azokon a helyeken ahol elég közönséges anyag is belesodródik a sötét anyag összesűrűsödő csomóiba, egy időre csillagok alakulnak ki, majd ezek is összeomlanak, vagy a galaxisuk központi fekete lyukába hullanak.
api
 
Hozzászólások: 1041
Csatlakozott: 2014.12.16. 18:05
Has thanked: 151 times
Been thanked: 265 times
Név: Albert Péter

Re: Hírek - röviden

HozzászólásSzerző: dgy » 2015.04.16. 12:22

A porszerű közönséges anyagban (galaxisporban) sincs belső súrlódás, mégis csomósodik.

A közönséges anyag eközben melegszik, és hősugárzást bocsát ki. Pontosan a gravitációs helyzeti energia nyereségének felét sugározza ki, a másik fele benne marad, és melegíti.

A sötét anyag - definíció szerint - nem lép kölcsönhatásba az elektromágneses mezővel, ezért nem bocsáthat ki fotonokból álló hősugárzást. De a termodinamika, mint legáltalánosabb fizikai elmélet törvényei rá is kell hogy vonatkozzanak. Ezért valamiféle formában meg kell szabadulnia az összehúzódás során átalakuló gravitációs energia egy részéből. Ebből az következik, hogy az a pongyola fogalmazású modell, miszerint "a sötét anyag nem hat kölcsön a közönséges anyaggal, csak a gravitáció hat rá", nem tartható. Ha csak a gravitáció hatna á, akkor a sugárzása is csak gravitációs lehetne, az viszont nagyon lassú, és az univerzum eddigi élete alatt még nem csomósodhatott volna össze ennyire. Másfajta sugárzásának is kell tehát lennie. Ezért vagy a közönséges anyag valamelyik nem világító komponensével (pl a neutrínókkal) hat kölcsön, és ezek formájában bocsátja ki a sugárzását, vagy a "sötét anyag" kategórián belül is vannak fajták, van hierarchia, és a nehét, csomókba törömüló, galaxisképző sötét anyag mellett kell léteznie valami könnyű, sugárzás-jellegű sötét anyagnak, "sötét fotonoknak", "fekete fénynek" is. Persze a részletes mechanizmust csak akkor értjük meg, ha legalábbis halvány elképzeléseink, illetve kísérleti bizonyítékaink lesznek arról, miből, milyen részecskékből is áll a (nehéz) sötét anyag (pl az egyik elképzelés szerint a közönséges részecskék szuperszimmetrikus párjaiból).

Apropó - szombaton lesz országszerte "A fizika mindenkié" rendezvény, amit összekapcsoltunk a Fény Nemzetközi Évével, és (mit ad isten) én éppen "A fekete fény" címmel tartok előadást...
:)

dgy
Avatar
dgy
 
Hozzászólások: 1737
Csatlakozott: 2014.03.12. 21:40
Tartózkodási hely: Budapest
Has thanked: 111 times
Been thanked: 832 times

Re: Hírek - röviden

HozzászólásSzerző: api » 2015.04.16. 12:45

Köszi, így már értem. Legalábbis, azt hiszem.
api
 
Hozzászólások: 1041
Csatlakozott: 2014.12.16. 18:05
Has thanked: 151 times
Been thanked: 265 times
Név: Albert Péter

Re: Hírek - röviden

HozzászólásSzerző: api » 2015.04.16. 16:48

Viszont ugyanezt a termodinamikai érvelést alkalmazhatjuk az elektromosan semleges atomok zérus nyomású porára is. Az milyen mechanizmussal tudja lesugározni a gravitációs összehúzódásból származó energia felét? A sohasem ütköző atomok transzlációs energiájának egy része hogyan kerül át a belső szabadságfokokra, hogy gerjessze az elektronjaikat? Hogy tud működni ilyenkor az ekvipartíció?
api
 
Hozzászólások: 1041
Csatlakozott: 2014.12.16. 18:05
Has thanked: 151 times
Been thanked: 265 times
Név: Albert Péter

Re: Hírek - röviden

HozzászólásSzerző: Sanyi_Laci » 2015.04.16. 22:03

api írta:Viszont ugyanezt a termodinamikai érvelést alkalmazhatjuk az elektromosan semleges atomok zérus nyomású porára is. Az milyen mechanizmussal tudja lesugározni a gravitációs összehúzódásból származó energia felét? A sohasem ütköző atomok transzlációs energiájának egy része hogyan kerül át a belső szabadságfokokra, hogy gerjessze az elektronjaikat?

Sehogy. Nem is húzódik össze, ezért vannak még "szabad" gázfelhők. És ezért élünk itt a Földön (még).
Izé..., kicsit furcsán érzem magam, mert itt valami zavar van az erőben. Én úgy érzem értem, viszont Api nagyobb tudású ember nálam, tehát ha én próbálom neki magyarázni, akkor valami itt mégsem stimmel. Úgyhogy akkor nem is neki, hanem az érdeklődő laikusoknak:

Vegyünk egy egyszerű gravitációs elrendezést, csak 2 test van, M és m tömegűek, M>>m, és az egyszerűség kedvéért keringjen a m tömegű test körpályán R sugárban.
Ki lehet számítani a rendszer gravitációs potenciális energiáját, és a rendszer mozgási energiáját. Állónak tekintve a M tömegű testet (M>>m), azaz beleülve az ő inerciarendszerébe a M áll, és a m kering, állandó v sebességgel körülötte. Azt, hogy R távolságban mennyi a v, az Newton szépen meghatározza, centripetális gyorsulás= gravitációs erő. (Itt "igazából" se gyorsulás nincs, se erő, de nem baj. :) )
Ha kiszámoljuk a rendszer energiáit, akkor azt látjuk, hogy az összenergia negatív (persze), egy nagyon negatív gravitációs energiából jön, és egy pozitív mozgási energiából (m test kering). Azt vehetjük észre, hogy az összenergia (ami negatív) kétszerese a gravitációs energia, és -1-szerse (azaz pozitív) a mozgási energia. Azaz a mozgási energia fele a gravitációs energiának, szorozva -1-gyel.
Kérdés: miért nem húzódik össze ez az elrendeződés a gravitáció hatására? Hiszen a gravitáció hatására a dolgok leesnek, a rendszerek meg összehúzódnak, vagy nem? Hát nem. Jól is néznénk ki, ha a Naprendszer összehúzódna a gravitáció hatására...
Nem körpálya, hanem valamilyen ellipszis pálya esetén átlagosan ugyanez a helyzet. Az ellipszispályánál a gravitációs és mozgási energia egymásba alakulnak, a bolygó közelebb kerül de gyorsul, aztán távolabb de lassul, az összenergia állandó. Átlagosan ugyanaz áll fent: a mozgási energia fele (*-1) a gravitációs energiának.

Kérdés: mi kell ahhoz, hogy ez a rendszer összehúzódjon? Mi kell ahhoz, hogy valami r<R sugarú pályára kerüljön a test? Mi kell ahhoz, hogy a Föld körül keringő visszatérő egység visszatérhessen a Földre? Fékezni kell. Energiát kell veszíteni.
Az új sugárnál (r<R) újra kiszámolhatjuk az energiákat. Azt látjuk, hogy összehúzódva kisebb a rendszer energiája, azaz a rendszerből valahogy el kell vinni az energiát. Ezért kell fékezni ahhoz, hogy beléphessünk a Föld légkörébe. Viszont azt is láthatjuk, hogy a kisebb összenergia úgy néz ki, hogy még mélyebb (negatívabb) gravitációs energiát jelent, ugyanakkor nagyobb mozgási energiát. Hiszen a mozgási energia mindig a gravitációs energia -1szeresének a fele. Azaz negatívabb gravitációs energia esetén ez nagyobb (pozitív) mozgási energiát jelent. Azaz: ha fékezek, akkor közelebb kerülök, ugyanakkor felgyorsulok.
De ez csak akkor tud megvalósulni, ha valami el tudja vinni a felesleges energiát, azaz a gravitációs energia felét. Ez lehet egy hajtómű (fékezek), vagy valami más, pl. sugárzás. De el kell vinni, nincs mese, különben nem stimmel az energiamérleg.

Ok. Legyen akkor több test, legyen pl. elektromosan semleges atomok (vagy molekulák) zérus nyomású pora.
1. Ha a rendszernek tökéletesen zérus az impulzusmomentuma, akkor a gravitáció hatására végtelenül összehúzódik, és alighanem egy fekete lyuk lesz belőle. Ez alighanem megtörtént sokszor, még nagyon régen, és gyorsan.
2. Ha mégsem tökéletesen zérus, akkor nem ez történik. Eléggé összehúzódik, de azért mégsem megy be a saját eseményhorizontja alá: nagyon elnyújtott ellipszispályán kevereg-kavarog magában. Közben, a tömegközéppontot megközelítve eléggé felgyorsul az anyag, és alighanem mégis ütközik egy kicsikét. Ekkor gerjesztődhetnek az elektronpályák: sugárzás formájában mégis veszíthet némi energiát. Azaz: nem áll meg a kiindulási feltétel, miszerint soha nem ütköznek, mert igenis ütköznek.
3. Mégsem ütköznek, sosem, ezáltal nem gerjesztődnek, nem sugároz, stb. Ok. Elméleti eset, de gondoljuk végig. De ebben az esetben is olyan kevergés-kavargás indul meg (galaxisok ütközéséről találhatók ilyen animációk a neten), hogy elszáguldanak egymás mellett a porszerű részecskék, de lelassulnak, visszatérnek, egy keringőhöz hasonló násztáncba kezdenek, aminek a vége az, ami lenni szokott a tömeges keringőzésnél: a táncosok egy része nagyon megszereti egymást, és közelebb kerülnek (és ott is maradnak), más részük kilökődik messzire a rendszerből, esetleg olyan nagyon megutálják a táncpartit, hogy végtelenül messze lökődnek ki. Ezáltal energiát visznek el. Lehetőséget teremtve a bent maradtaknak, hogy keringőzhessenek az idők végezetéig, vagy amíg a gravitációs hullámok el nem viszik a maradék energiájukat.

Hát így valahogy. Sehogy nem húzódnak össze, vagy ha mégis, akkor azt valamilyen energiaveszteség árán teszik, tehetik csak meg. Az energiaveszteség lehet valamilyen sugárzás, de akár konkrétan a porfelhő egy részének kilökődése is a rendszerből. A vándorútra kelt porszemek aztán valahol máshol, később ismét táncban kezdhetnek, más vándorokkal.

A sötét anyag szálas elrendeződése azért valami mást mutat. Azok a szálak azok nagyon nem homogén eloszlást jelentenek. Azt sem gondolnám, hogy ez egy pillanatfelvétel, amikor éppen mindenhol a harmonikus oszcillálás közepén tartunk, és éppen mindenki középen van (a szálakban), de majd mennek még messzebb is. Itt kellene legnagyobb legyen a sebesség ugyanis....
A sötét anyag képes valahogy energiát (talán sötét energiát?? nem hiszem, az nagyon más...) kisugározni, ezáltal gravitációsan "összébb húzódni". Szerintem a részecskefizika szuperszimmetria elmélete, ami egész máshonnan indult, de elég komoly elméleti alapokkal, az ugyanide vezet. 2 terület találkozásának vagyunk szemtanúi, egy csapásra 2 legyet üthetünk: az ilyen válaszok jó válaszok szoktak lenni. Én bízom abban, hogy ez lesz a holnapi jó válasz.

These users thanked the author Sanyi_Laci for the post (total 2):
apidgy
Rating: 22.22%
 
Avatar
Sanyi_Laci
 
Hozzászólások: 2390
Csatlakozott: 2014.03.14. 00:24
Has thanked: 253 times
Been thanked: 444 times

Re: Hírek - röviden

HozzászólásSzerző: Sanyi_Laci » 2015.04.17. 21:12

Köszönöm a köszönetet, Dgy, már azt hittem megint valami rosszat írtam, úgy megmakkant a fórum a hozzászólásom után. :(
Ez itt a reklám helye, mit ad Isten, erről is volt már szó az "Atomoktól a csillagokig" sorozatban, Dávid Gyula: a lehűléstől felforrósodó tégla - a csillagok termodinamikája 1., 2. és 3. rész. ;)
http://www.atomcsill.elte.hu/archivum/2011-2012 valamint 2013 és 2014.
Avatar
Sanyi_Laci
 
Hozzászólások: 2390
Csatlakozott: 2014.03.14. 00:24
Has thanked: 253 times
Been thanked: 444 times

Következő

Vissza: Hírek a nagyvilágból

Ki van itt

Jelenlévő fórumozók: nincs regisztrált felhasználó valamint 2 vendég

cron