31/8/2004Πάνος Πάτσης1 ► Η δημιουργία ► Η δομή ► Η εξέλιξή τους

31/8/2004Πάνος Πάτσης2 Προλεγόμενα – Ι. Γιατί πρέπει να γίνονται εκλαϊκευτικές ομιλίες; ► Έρευνα μπορούν να κάνουν μόνο οι ανεπτυγμένες κοινωνίες ► …και εν πολλοίς πληρώνουν οι φορολογούμενοι για αυτό ► Η εκλαΐκευση πρέπει να γίνεται από εν ενεργεία ερευνητές

31/8/2004Πάνος Πάτσης3 Προλεγόμενα –ΙΙ. …το βιβλίο της φύσης ► ``Το βιβλίο της φύσης είναι γραμμένο στη γλώσσα των μαθηματικών’’ ……. Galileo Galilei ► Το φράγμα της καθημερινής αντίληψης του γύρω μας κόσμου ► Το πείραμα και τα μαθηματικά. Το πέρασμα από τη φιλοσοφία στην επιστήμη

31/8/2004 Πάνος Πάτσης 4 Μονολιθικές καταρρεύσεις και ιεραρχικά σενάρια Η δημιουργία των γαλαξιών

31/8/2004Πάνος Πάτσης5 Το Σύμπαν στο οποίο ζούμε ► Η συμβολή του Hubble Edwin Powell Hubble •1908 – 1919 Ταξινόμηση γαλαξιών •1923 Ανακάλυψε Κηφίδες στην Ανδρομέδα •1929 Ερυθρομετάθεση των Γαλαξιών. Διαστολή του Σύμπαντος

31/8/2004Πάνος Πάτσης6 Ο νόμος του Hubble η μεγαλύτερη αστρονομική ανακάλυψη του 20 ου αιώνα ’20. Ο Vesto Malvin Slipher ανακάλυψε ότι γνωστές αστρικές γραμμές απορρόφησης εμφανίζονται στους γαλαξίες μετατοπισμένες προς το ερυθρό …όπως σημεία στην επιφάνεια ενός μπαλονιού που φουσκώνει…………

31/8/2004Πάνος Πάτσης7 Από τη γέννηση του Σύμπαντος μέχρι σήμερα ► Παρατηρώντας το Σύμπαν κοιτάζουμε αναγκαστικά στο παρελθόν. Όσο πιο μακριά κοιτάμε τόσο μικρότερες είναι οι αποστάσεις μεταξύ των γαλαξιών. Κατά τη γέννηση του χρόνου τα πάντα ήταν συγκεντρωμένα σε ένα σημείο… χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Τότε «εγέννετω φως». Λόγω της διαστολής Το Σύμπαν κρύωσε. Ηλεκτρόνια + Πυρήνες  ‘Άτομα. Τα φωτόνια μπόρεσαν να διαδοθούν. Από εκείνη τη στιγμή μπορούμε να βλέπουμε, να παρατηρούμε

31/8/2004Πάνος Πάτσης8 Η ακτινοβολία υποβάθρου και η σχέση της με τους γαλαξίες χρόνια μετά τo Big Bang. Το Σύμπαν εκπέμπει ακτινοβολία στο υπεριώδες. Λόγω της διαστολής του χώρου από τότε μέχρι σήμερα εμείς τη βλέπουμε ως ακτινοβολία μικροκυμάτων. Λόγω της διαστολής του Σύμπαντος πέφτει η θερμοκρασία αυτής της ακτινοβολίας υποβάθρου. Το φάσμα της ακτινοβολίας που καταγράφουν οι κεραίες μικροκυμάτων μοιάζει πολύ με αυτό ενός μελανού σώματος με θερμοκρασία λίγο πάνω από το απόλυτο 0 ( °C). ’40 Gamow 5°Κ 1965 Penzias & Wilson (Robert Dicke) 3°Κ Η ακτινοβολία δεν είναι εντελώς ισότροπη (διαταραχές που βλέπουμε σήμερα θα πρέπει να έχουν αντίστοιχες στο νεαρό Σύμπαν) Παρατηρώντας την πυκνότητα δομών όπως τα υπερσμήνη γαλαξιών μπορούμε να υπολογίσουμε τις κυμάνσεις περί τη μέση θερμοκρασία στο νεαρό Σύμπαν. Αν όλη η ύλη ήταν βαρυονική (συνήθη άτομα) οι διαταραχές θα έπρεπε να ήταν της τάξης του χιλιοστού του βαθμού. Αυτό δεν παρατηρείται!

31/8/2004Πάνος Πάτσης9 … όμως 80% της ύλης είναι μη βαρυονική. Είναι Σκοτεινή Ύλη (DM, Dark Matter). Αυτή η μυστηριώδης σκοτεινή ύλη αλληλεπιδρά με τη συνήθη ύλη μόνο μέσω της βαρύτητας. Η DM δεν αλληλεπιδρά με την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Θα μπορούσε να αρχίσει να φτιάχνει δομές πριν τα πρώτα χρόνια. Αν η φωτεινή ύλη «έλαβε υπόψη της» (λόγω βαρύτητας) αυτές τις συγκεντρώσεις της DM, τότε χρειάζονται διαταραχές της τάξης του εκατοντάκις χιλιοστού του βαθμού. Αυτό παρατηρείται!!

31/8/2004Πάνος Πάτσης10 COBE, Boomerang, MAXIMA, DASI, WMAP, PLANCK… etc. Παρατήρησαν τις αναμενόμενες διαταραχές σε μέγεθος και στο χώρο… … και έδωσαν πολλές άλλες πολύτιμες πληροφορίες για τη γεωμετρία του Σύμπαντος τη Σκοτεινή Ύλη, τη Σκοτεινή Ενέργεια, κ.λ.π. Αυτές οι διαταραχές οδήγησαν στη γέννηση των γαλαξιών

31/8/2004Πάνος Πάτσης12 Σκοτεινή Ύλη

31/8/2004Πάνος Πάτσης13 Κατανομή της Σκοτεινής Ύλης Polar ring galaxies

31/8/2004Πάνος Πάτσης14 Σκοτεινή Ύλη και η δομή των γαλαξιακών δίσκων Πως δημιούργησε η Φύση αυτές τις δομές;

31/8/2004Πάνος Πάτσης15 …ξανά Edwin Hubble Τηλεσκόπιο Mt. Wilson 2.5m. Ταξινόμηση γαλαξιών Εξελικτική ακολουθία;

31/8/2004Πάνος Πάτσης16 Τα άστρα της (φωτεινής) άλω Το 1942 ο Walter Baade εκμεταλλεύθηκε τη συσκότιση του L.A. λόγω του πολέμου και ανακάλυψε τα άστρα της άλω. Τα αστέρια αυτά δεν περιέχουν «μέταλλα», όπως αυτά του δίσκου που έχουν σχηματισθεί από εμπλουτισμένο αέριο. Το πρωτογαλαξιακό νέφος από το οποίο σχηματίσθηκε ο Γαλαξίας μας περιείχε μόνο Η και He. Άρα τα άστρα της άλω δημιουργήθηκαν πρώτα

31/8/2004Πάνος Πάτσης17 Close to the Sun the motions of stars appear random. On larger scales, the stars in the disk revolve around the center differentially while the Halo is still random. It takes the Sun 225 million years to revolve once. Thus, it has been around the galaxy only 20 times. Η κινηματική των αστέρων του Γαλαξία

31/8/2004Πάνος Πάτσης18 Μονολιθικές καταρρεύσεις. Το μοντέλο ELS Το μοντέλο ELS. (Olin Eggen, Donald Lynden-Bell, Allan Sandage) Οι γαλαξίες σχηματίσθηκαν από την κατάρρευση γιγάντιων νεφών αερίου Ανάλογα με το ρυθμό δημιουργίας άστρων κατά την κατάρρευση καταλήγουμε σε ελλειπτικό (Ε) ή δισκοειδή (Δ) γαλαξία Αργός.  Στο τέλος παραμένει πολύ «αχρησιμοποίητο» αέριο. Λόγω της σμίκρυνσης της ακτίνας του νέφους αυξάνει η στροφορμή  περιστρεφόμενος δίσκος σε ισορροπία. ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΔΙΣΚΩΝ

31/8/2004Πάνος Πάτσης19 From gas cloud to galaxy Gas cloud (or several small clouds) collapses under gravity Globular clusters form from infalling gas Cloud is rotating. Friction causes gas to settle into disc Result: disc galaxy with halo of old globular clusters (από την παρουσίαση της Susan Cartwright, “Our Evolving Universe”)

31/8/2004Πάνος Πάτσης20 Μονολιθικές καταρρεύσεις. Το μοντέλο ELS Το μοντέλο ELS. (Olin Eggen, Donald Lynden-Bell, Allan Sandage) Οι γαλαξίες σχηματίσθηκαν από την κατάρρευση γιγάντιων νεφών αερίου Ανάλογα με το ρυθμό δημιουργίας άστρων κατά την κατάρρευση καταλήγουμε σε ελλειπτικό (Ε) ή δισκοειδή (Δ) γαλαξία Αργός.  Στο τέλος παραμένει πολύ «αχρησιμοποίητο» αέριο. Λόγω της σμίκρυνσης της ακτίνας του νέφους αυξάνει η στροφορμή  περιστρεφόμενος δίσκος σε ισορροπία. ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΔΙΣΚΩΝ. Γρήγορος.  Πριν ολοκληρωθεί η κατάρρευση έχει δημιουργηθεί μια Μπάλα (του ποδοσφαίρου, του ράγκμπυ ή κάτι παρόμοιο) Η ακολουθία του Hubble δεν είναι εξελικτική. Δεν ισχύει: E  S Γιατί να έχουμε διαφορετικούς ρυθμούς παραγωγής άστρων;

31/8/2004Πάνος Πάτσης21 Ιεραρχικά σενάρια Το μοντέλο ELS δεν είχε λάβει υπόψη του τα εξής: 1.Οι γαλαξίες δεν είναι απομονωμένα συστήματα. Συνήθως ανήκουν σε ομάδες και σμήνη. Π.χ. ο Γαλαξίας έχει μερικούς συνοδούς με πιο γνωστούς τα νέφη του Μαγγελάνου. Επίσης ανήκει στην «τοπική ομάδα γαλαξιών» (δύο υποομάδες)

31/8/2004Πάνος Πάτσης22 Ιεραρχικά σενάρια Το μοντέλο ELS δεν είχε λάβει υπόψη του τα εξής: Επίσης ανήκει στην «τοπική ομάδα γαλαξιών» (δύο υποομάδες) 2. Σημαντική παρατήρηση: Στα σμήνη 75% Ε. (ELS: περριοχές με μεγάλη πυκνότητα  ταχύτερη δημιουργία αστέρων). Οι δίσκοι βρίσκονται στα άκρα των σμηνών ή σχετικά απομονωμένοι. 3. Συχνά οι αποστάσεις μεταξύ των γαλαξιών είναι σχετικά μικρές. Π.χ. η διάμετρος του Γαλαξία είναι ly. Η απόσταση από την Ανδρομέδα (Μ31) είναι ly φορές η απόσταση από τη διάμετρο «είναι λίγο» και έτσι η βαρύτητα υπερισχύει της διαστολής του Σύμπαντος. 1.Οι γαλαξίες δεν είναι απομονωμένα συστήματα. Συνήθως ανήκουν σε ομάδες και σμήνη. Π.χ. ο Γαλαξίας έχει μερικούς συνοδούς με πιο γνωστούς τα νέφη του Μαγγελάνου.

31/8/2004Πάνος Πάτσης23 Τι θα συμβεί σε 3 δισεκατομμύρια χρόνια….. Ο Γαλαξίας θα συγκρουσθεί με τον Μ31.

31/8/2004Πάνος Πάτσης24 Ο τροχός της άμαξας Ο γαλαξίας Cartwheel βρίσκεται σε απόσταση ly. Πρίν μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια ένας μικρότερος γαλαξίας τον τρύπησε…

31/8/2004Πάνος Πάτσης25 Ο τροχός της άμαξας – ΙΙ. Close up στον πραγματικό γαλαξία.

31/8/2004Πάνος Πάτσης26 Συμπέρασμα: Οι συγκρούσεις είναι σύνηθες φαινόμενο Στο νεαρό Σύμπαν οι συγκρούσεις ήταν πιο συχνές γιατί ο χώρος δεν είχε διασταλεί πολύ ακόμα. Άρα μια θεωρία για τη δημιουργία των γαλαξιών πρέπει να τις λάβει υπόψη της.

31/8/2004Πάνος Πάτσης27 HDF Το Δεκέμβριο του 1995 το HST παρατήρησε για 10 ημέρες ένα φαινομενικά άδειο τμήμα του ουρανού (2’.3 – 1/13 της διαμέτρου της Πανσελήνου) και πήρε την πιο βαθειά (μέγιστου χρόνου έκθεσης) εικόνα του Σύμπαντος. Η ανθρωπότητα αντίκρυσε για πρώτη φορά γαλαξίες εν τη γενέσει.

31/8/2004Πάνος Πάτσης28 Τι μας λέει το HDF για τη δημιουργία των γαλαξιών; 1.Μπλέ περιοχές. Νέα Άστρα. Συγκρούσεις. 2.Πολλοί περισσότεροι Δ ~70% Αριθμητικές Προσομοιώσεις έδειξαν πως από τις συγκρούσεις δίσκων προκύπτουν ελλειπτικοί γαλαξίες. Αυτά τα μοντέλα αναπαράγουν τις ιδιότητες των γαλαξιών με κάθε λεπτομέρεια. Δ+Δ  Ε. “boxy” [1:2] “disky” [1:3-4]

31/8/2004Πάνος Πάτσης29 Στιγμιότυπα από τη ζωή των γαλαξιών

31/8/2004Πάνος Πάτσης30 Περίληψη

31/8/2004Πάνος Πάτσης31 Η δημιουργία των γαλαξιών Δίσκοι: Δημιουργούνται καθώς μια αέρια μάζα καταρρέει και μικρότερες μάζες αερίου πέφτουν πάνω της. Ελλειπτικοί γαλαξίες: Δημιουργούνται από συγκρούσεις δίσκων. Τέλος