Σκοτεινή ΎΛΗ-ΜΑΖΑ και Σκοτεινή ΕΝΕΡΓΕΙΑ.

Παρουσίαση με θέμα: "Σκοτεινή ΎΛΗ-ΜΑΖΑ και Σκοτεινή ΕΝΕΡΓΕΙΑ."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Σκοτεινή ΎΛΗ-ΜΑΖΑ και Σκοτεινή ΕΝΕΡΓΕΙΑ

2 = + + + το γνωστό ορατό Σύμπαν Να ξανακάνουμε τον απολογισμό
12 ΦΕΡΜΙΟΝΙΑ δηλαδή έξι λεπτόνια, έξι κουάρκ με τρία χρώματα το καθένα σωματίδια ΜΠΟΖΟΝΙΑ φορείς των αλληλεπιδράσεων, φευγαλέες υπάρξεις - 8 γλουόνια, φωτόνιο, ασθενή μποζόνια W και Z + + σωματίδια της Αντιύλης + φωτόνια της ακτινοβολίας το γνωστό ορατό Σύμπαν =

3 δηλαδή ; η ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΥΛΗ και η ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Γιατί όμως λέμε το γνωστό ΟΡΑΤΟ Σύμπαν ; δηλαδή ; Γιατί σήμερα οι κοσμολόγοι πιστεύουν ότι -εκτός από όλα αυτά- υπάρχει ακόμα η ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΥΛΗ και η ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

4 η NASA εκτόξευσε τον δορυφόρο WMAP,
Το έτος 2001 η NASA εκτόξευσε τον δορυφόρο WMAP, Wilkinson Microwave Anisotropy Probe,

5 τη σύνθεση το μέγεθος και την ηλικία Εκτός από το ότι ανταποκρίθηκε
με σκοπό να υπολογίσει όσο ακριβέστερα γίνεται το μέγεθος και την ηλικία του Σύμπαντος. Εκτός από το ότι ανταποκρίθηκε στο βασικό αυτό καθήκον, ο WMAP, βοήθησε τους αστροφυσικούς να προσδιορίσουν και τη σύνθεση του Σύμπαντος.

6 Σήμερα έχουν καταλήξει ότι το Σύμπαν αποτελείται
μόνο κατά 4% από τη γνωστή ύλη, κατά 23 % από DARK MATTER – ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΥΛΗ και το υπόλοιπο 73 % από μία μυστηριώδη DARK ENERGY – ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ.

7 DARK MATTER το 23%

8 Σύμφωνα με τα στοιχεία του WMAP, το 23% του Σύμπαντος αποτελείται
από μια παράξενη, απροσδιόριστη ουσία,

9 η οποία υπόκειται στη βαρύτητα και περιβάλλει
Είναι η DARK MATTER, η σκοτεινή ύλη η οποία υπόκειται στη βαρύτητα και περιβάλλει τους γαλαξίες με μια γιγαντιαία άλω αλλά είναι εντελώς αόρατη

10 Στη γλώσσα της σύγχρονης Κοσμολογίας η DARK MATTER- ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΥΛΗ
αναφέρεται σε υποθετικά υλικά σωματίδια άγνωστης σύνθεσης τα οποία δεν εκπέμπουν ούτε αντανακλούν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία αρκετή ώστε να ανιχνευθούν άμεσα Μα αφού δεν μας στέλνει μηνύματα, πώς ξέρουμε ότι ΥΠΑΡΧΕΙ ; Οι αστρονόμοι μπορούν και την παρατηρούν έμμεσα αφού διαθλά το φως των άστρων σαν φακός και εντοπίζεται από το μέγεθος της παραμόρφωσης που προκαλεί

11 ΑΠΟ ΟΣΗ μέχρι τότε ΥΠΟΛΟΓΙΖΑΝ
Μετά το 2001, συνδυάζοντας και τις παρατηρήσεις σε χιλιάδες γαλαξίες, οι κοσμολόγοι και οι αστροφυσικοί, οδηγήθηκαν στο συμπέρασμα ότι Η ΜΑΖΑ ΤΟΥ ΣΥΜΠΑΝΤΟΣ ΕΙΝΑΙ ΠΟΛΥ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΗ ΑΠΟ ΟΣΗ μέχρι τότε ΥΠΟΛΟΓΙΖΑΝ Πρέπει να αποδεχθούν όχι μόνο ότι στο Σύμπαν υπάρχει COLD DARK MATTER ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΥΛΗ σε τρομακτικά μεγάλες ποσότητες αλλά και να απαντήσουν στο εύλογο ερώτημα : Από τι αποτελείται η σκοτεινή ύλη ; Είναι δισεκατομμύρια άγνωστοι πλανήτες; Τεράστια νέφη αερίων; Μαύροι αστέρες ;

12 ΔΕΝ ΥΠΑΡΧΟΥΝ ΜΑΥΡΕΣ ΤΡΥΠΕΣ ΣΕ ΤΟΣΟ ΜΕΓΑΛΕΣ ΠΟΣΟΤΗΤΕΣ αλλά
Οι αστροφυσικοί έδειξαν ότι η συνεισφορά των άγνωστων πλανητών, των αερίων νεφών και των μη φωτεινών άστρων δεν συνεισφέρει σε μάζα παρά στο ένα δέκατο της θεωρητικά προβλεπόμενης. Η υποψία που κυριάρχησε ήταν ότι η τεράστια μάζα της σκοτεινής ύλης οφείλεται σε ΜΑΥΡΕΣ ΤΡΥΠΕΣ. Η μάζα των κοσμικών αυτών τεράτων, ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερη από τη μάζα ενός ήλιου θα μπορούσε να λύσει το πρόβλημα αλλά οι πρόσφατες έρευνες καταδεικνύουν με σχετικά μεγάλη βεβαιότητα ότι ΔΕΝ ΥΠΑΡΧΟΥΝ ΜΑΥΡΕΣ ΤΡΥΠΕΣ ΣΕ ΤΟΣΟ ΜΕΓΑΛΕΣ ΠΟΣΟΤΗΤΕΣ

13 μήπως το ΝΕΤΡΙΝΟ ; Στα χρόνια της δεκαετίας του 1980 αλλά και του ΄90 ο βασικός υποψήφιος για τη λύση του αινίγματος έγινε το ΝΕΤΡΙΝΟ, Η ιδέα όμως για το ΝΕΤΡΙΝΟ θα μπορούσε να είναι βάσιμη μόνο εάν βρισκόταν τρόπος να μετρηθεί η μάζα του σωματιδίου και οι μετρήσεις έδειχναν ότι ήταν αρκετή . Όταν όμως καρποφόρησαν οι πρώτες ιδέες για το πώς θα μετρηθεί η μάζα του σωματιδίου, οι σχετικές μετρήσεις της μάζας των ΝΕΤΡΙΝΟ την έδειχναν ένα περίπου χιλιοστό της μάζας του ηλεκτρονίου έτσι που όλα τα νετρίνο του Σύμπαντος δεν μπορούσαν να καλύψουν παρά ένα μικρό μέρος από τη μάζα που έλειπε

14 τα ΝΕΤΡΙΝΑ έχουν πάψει να είναι της μόδας ως υποψήφιοι
Αν και διατηρήθηκαν για χρόνια στην κορυφή, ως σοβαροί υποψήφιοι για την κυρίαρχη μορφή ύλης στο Σύμπαν, τα ΝΕΤΡΙΝΑ έχουν πάψει να είναι της μόδας ως υποψήφιοι για τη DARK MATTER

15 « ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΗ » αλλά είναι η DARK MATTER δεν είναι μόνο μη φωτεινή
το ΑΙΝΙΓΜΑ παρέμεινε ΑΙΝΙΓΜΑ και η σκέψη των αστροφυσικών οδηγήθηκε σε πιο τολμηρά ερωτήματα Επιτρέπεται να υποθέσουμε ότι η DARK MATTER δεν είναι μόνο μη φωτεινή αλλά είναι « ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΗ » από τη γνωστή μας ΎΛΗ με τα ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ και τα - συγκροτούμενα από ΚΟΥΑΡΚ - ΠΡΩΤΟΝΙΑ και ΝΕΤΡΟΝΙΑ ;

16 για τη λύση για του αινίγματος
Έτσι οι θεωρητικοί του σήμερα έχουν οδηγηθεί στο συμπέρασμα ότι ΥΠΑΡΧΟΥΝ «εξωτικά» ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ που δεν έχουν ποτέ μέχρι τώρα παρατηρηθεί καθένα από τα οποία είναι ΥΠΟΨΗΦΙΟ για τη λύση για του αινίγματος της DARK MATTER τα AXIONS και τα WIMP ( Weak Interactive Massive Particles ) είναι δύο από τους βασικούς υποψήφιους

17 AXION εστί

18 το AXION είναι σωματίδιο που προβλέπεται από τη θεωρία των Ισχυρών Αλληλεπιδράσεων είναι σωματίδιο χωρίς ηλεκτρικό φορτίο που αλληλεπιδρά ελάχιστα με την ΎΛΗ και ίσως γεννιέται σε μεγάλες ποσότητες κατά τις πυρηνικές αντιδράσεις στο εσωτερικό των άστρων Ο ίδιος ο Ήλιος μας πρέπει να δημιουργεί έναν «άνεμο» από axions τα οποία φθάνουν στη Γη. Τα axions μας προσφέρουν και μια ερμηνεία σχετικά με το γιατί η ΥΛΗ επικράτησε επί της ΑΝΤΙΥΛΗΣ κατά τις πρώτες στιγμές του νεογέννητου Σύμπαντος

19 Τι εστί WIMP;

20 το WIMP είναι σωματίδιο με πολύ μεγάλη μάζα – όπως εξάλλου μας λέει και το όνομά του - Weakly Interactive Massive Particle - το οποίο αλληλεπιδρά ασθενέστατα – και αυτό μας το λέει το όνομά του - με τα σωματίδια της γνωστής ύλης Και οι φυσικοί, μέσα στα εργαστήριά τους κυνηγούν με ποικίλους ανιχνευτές το ΥΠΟΘΕΤΙΚΟ αυτό Weakly Interactive Massive Particle, έτσι που να το αναγκάσουν να ομολογήσει ότι δεν είναι υποθετικό και ότι ΥΠΑΡΧΕΙ

21 Βέβαια και οι δύο επικρατέστεροι υποψήφιοι – γιατί υπάρχουν και άλλοι όπως τα Μαγνητικά Μονόπολα – έχουν πρόβλημα με την υποψηφιότητά τους . Και το ότι τόσο τα τεράστια WIMPS όσο και τα πιτσιρίκια AXIONS δεν έχουν ποτέ μέχρι τώρα ανιχνευτεί – γεγονός που τα σημαίνει ότι μπορεί να υπάρχουν μόνο στη Σκέψη των θεωρητικών – δεν είναι το μοναδικό τους πρόβλημα. Αυτό σημαίνει ότι ακόμα και εάν ανιχνευτούν οι αδυναμίες των θεωρητικών στο να εξηγήσουν ορισμένα από τα δεδομένα των παρατηρήσεων θα διατηρηθούν

22 Αυτός είναι και ο λόγος για τον οποίο αναζητούμε και άλλους εναλλακτικούς υποψήφιους που θα μπορούσαν να προσφέρουν ερμηνεία τόσο στη δημιουργία της δομής σε κοσμολογικό επίπεδο, στο αίνιγμα για το πλήθος των δίδυμων γαλαξιών καθώς και στο ζήτημα της DARK MATTER στην καρδιά των γαλαξιών Ωστόσο, το WIMP, κυρίως, αλλά και το AXION εξακολουθούν να είναι υποψήφιοι για τη δομή της DARK MATTER

23

24 DARK ENERGY το 73%

25 όχι μόνο διαστέλλεται αλλά και ΕΠΙΤΑΧΥΝΕΤΑΙ η διαστολή του
οι ακόμα πιο πρόσφατες έρευνες έχουν θέσει ένα καινοφανές ερώτημα ίσως το πιο ΠΡΟΚΛΗΤΙΚΟ απ’ όλα . Ερευνώντας κατά τα τελευταία χρόνια το «ΑΠΟΛΙΘΩΜΕΝΟ ΦΩΣ» του Big Bang, οι αστροφυσικοί έχουν φθάσει σε μια σχετική βεβαιότητα. Θεωρούν ότι το Σύμπαν όχι μόνο διαστέλλεται αλλά και ΕΠΙΤΑΧΥΝΕΤΑΙ η διαστολή του

26 Τα δεδομένα των παρατηρήσεων μέσω του δορυφόρου WMAP
έχουν ισχυροποιήσει αυτή την ιδέα

27 τρομακτική μεγάλη ποσότητα ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ,
Για να δοθεί όμως μία ερμηνεία στην ΕΠΙΤΑΧΥΝΟΜΕΝΗ ΔΙΑΣΤΟΛΗ πρέπει να ΥΠΟΘΕΣΟΥΜΕ ότι εκτός από την ορατή και τη σκοτεινή ΥΛΗ, στο Σύμπαν υπάρχει τρομακτική μεγάλη ποσότητα ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ, ενέργειας κρυμμένης και εντελώς άγνωστης η οποία ευθύνεται για την επιτάχυνση της διαστολής

28 Την έννοια ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ, την εισήγαγε ο Einstein, το 1917,
για να την αποκηρύξει αργότερα Σύμφωνα με τις θεωρήσεις της εποχής μας, η DARK ENERGY αναδεικνύεται σε κινητήρια δύναμη του Σύμπαντος. Στη γλώσσα της φυσικής η DARK MATTER δημιουργεί ένα αντιβαρυτικό πεδίο το οποίο ευθύνεται για την απομάκρυνση των γαλαξιών και τελικά καθορίζει το πεπρωμένο του Σύμπαντος

29 Τι είναι η κρυμμένη αυτή ενέργεια, η DARK ENERGY, που καταλαμβάνει
Πριν δηλαδή αντιμετωπιστεί το αίνιγμα της DARK MATTER, ένα καινούργιο ΕΡΩΤΗΜΑ , ίσως ακόμα πιο γοητευτικό, έχει ήδη τεθεί. Τι είναι η κρυμμένη αυτή ενέργεια, η DARK ENERGY, που καταλαμβάνει το 73 % του Σύμπαντος ;

30 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΚΕΝΟΥ η DARK ENERGY – ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ - θεωρείται
ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ - θεωρείται ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΚΕΝΟΥ ενέργεια του ΚΕΝΟΥ ; μα το ΚΕΝΟ δεν είναι «ΚΕΝΟ» ; H έννοια ΚΕΝΟ έχει εξελιχθεί ίσως περισσότερο από κάθε άλλη έννοια της επιστήμης κατά τον εικοστό αιώνα.

31 ΜΙΑ ΕΚΡΗΚΤΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ.
Από την εποχή των προσωκρατικών μέχρι το 1930 ο όρος ΚΕΝΟ υποδήλωνε έναν χώρο « τελείως άδειο από ύλη », μια « αναλλοίωτη κενότητα ». ΤΟ ΚΕΝΟ, όμως, ΤΗΣ ΣΥΓΧΡΟΝΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΜΦΑΝΙΖΕΙ ΜΙΑ ΕΚΡΗΚΤΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ. Πρόκειται για μία κοχλάζουσα πηγή μάζας και ενέργειας η οποία ενδεχομένως περιέχει το μεγαλύτερο ποσοστό της ύλης του Σύμπαντος

32 ΝΑ ΚΑΝΟΥΝ ΤΗΝ ΕΜΦΑΝΙΣΗ ΤΟΥΣ
Μπορούμε να φανταστούμε το ΚΕΝΟ σαν μια θάλασσα με ηλεκτρονίων με αρνητική ενέργεια Paul Dirac, 1930 Μετά τον Dirac, η έννοια αρχίζει να μετασχηματίζεται και να αποκτά μια σημασία εντελώς διαφορετική από την παραδοσιακή το ΚΕΝΟ θεωρείται ΜΙΑ ΤΕΡΑΣΤΙΑ ΑΠΟΘΗΚΗ ΓΕΜΑΤΗ ΜΕ ΔΥΝΗΤΙΚΑ virtual - ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ ΠΟΥ ΠΕΡΙΜΕΝΟΥΝ ΝΑ ΚΑΝΟΥΝ ΤΗΝ ΕΜΦΑΝΙΣΗ ΤΟΥΣ

33 Η δανεισμένη αυτή ΕΝΕΡΓΕΙΑ μπορεί σύμφωνα με την εξίσωση Ε = mc2 -
Να αλλά τι είναι αυτά τα VIRTUAL ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ που κάνουν ξαφνικά την εμφάνισή τους από το πουθενά; Έτσι παραβιάζεται η ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Ορισμένες μορφές ύλης μπορούν να δανείζονται ενέργεια από το πουθενά, για πολύ μικρό χρονικό διάστημα, με την προϋπόθεση ότι η ενέργεια αυτή επιστρέφεται πριν παραβιαστεί η ΑΡΧΗ της ΑΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΤΙΑΣ, οπότε δεν παραβιάζεται και η ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Η δανεισμένη αυτή ΕΝΕΡΓΕΙΑ μπορεί σύμφωνα με την εξίσωση Ε = mc2 - ΝΑ ΔΗΜΙΟΥΡΓΗΣΕΙ ΕΝΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΟ συγκεκριμένης μάζας, ένα δυνητικό σωματίδιο με ύπαρξη φευγαλέα,

34 Ή ΝΑ ΚΑΤΑΣΤΡΕΦΟΝΤΑΙ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ
Το ΚΕΝΟ της σύγχρονης Φυσικής είναι ένας παράξενος τόπος. Από μια αναλλοίωτη κενή περιοχή, που ήταν κάποτε, κατέληξε σε έναν ΕΝΕΡΓΟ ΣΤΙΒΟ ΣΤΟΝ ΟΠΟΙΟ ΜΠΟΡΟΥΝ ΝΑ ΔΗΜΙΟΥΡΓΟΥΝΤΑΙ Ή ΝΑ ΚΑΤΑΣΤΡΕΦΟΝΤΑΙ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ

35 Στοιχεία εκτός από Η2 και Ηe 0,003% ΝΕΤΡΙΝΑ 0.3% ΑΣΤΕΡΕΣ 0.5% Η2 και Ηe 3% Dark Matter 23 % Dark Energy 73 %

36 users.sch.gr/kassetas