Ciemna energia przez mgiełkę
2 marzec 2009
Kontrowersje wokół “ciemnych” składników Wszechświata (ciemnej energii i równie albo i bardziej ciemnej materii) nie stają się z czasem wcale mniejsze – choć przeważająca większość naukowców zdaje się, przynajmniej oficjalnie, akceptować fakt, że znana nam materia stanowi zaledwie kilka procent całej “zawartości” Wszechświata, nie zmienia to nic w tym, że koncepcji wyjaśniających pewne trudne do wytłumaczenia, obserwowalne cechy Wszechświata, jest chyba tyle, ile samych pomysłodawców, od całkiem rozsądnych do zupełnie szalonych. Moja skromna osoba skłania się wprawdzie – ostrożnie – do pogodzenia się z istnieniem “ciemnych elementów” w Kosmosie, jednak nie oznacza to żarliwej wiary: uważam po prostu, że nie zaproponowano dotąd sensowniejszych alternatyw, gdyby jednak takowe się pojawiły (lub w przypadku przekonujących dowodów na błędność założeń związanych z “ciemną materią/energią”) nie wahałbym się ani chwili by równie posłusznie je zaakceptować.
Zagorzali przeciwnicy “ciemnej energii” powinni teraz zastrzyc uszami – pojawiła się bowiem zaledwie kilka dni temu interesująca praca naukowa, która zdaje się kwestionować pewne fundamentalne założenia, które mają decydujący wpływ na naszą ocenę prędkości ekspansji Wszechświata, a co za tym idzie, podgryza delikatnie prawdziwość przełomowych obserwacji odległych supernowych z końca lat 90-tych XX wieku, których konsekwencją było wprowadzenie do słownika kosmologów pojęcia “ciemnej energii”. Od razu zaznaczam, że – co dość ciekawe – sami naukowcy, o których mowa, gorąco zaprzeczają, jakoby ich praca właśnie to czyniła – zapewniają, że wyniki przez nich uzyskane w żadnym wypadku nie kłócą się z hipotezą “ciemnej energii”, zastanawia jednak przynajmniej gorliwość, z jaką to czynią. Łatwo nabrać w takiej sytuacji podejrzeń, że albo naukowcy ci obawiają się “podskakiwać”, albo też rzeczywiście wierzą, że żadnego konfliktu tutaj nie ma, a czy mają rację, to już inna kwestia.
Jakby jednak nie było, byłoby dobrze, gdybym w końcu powiedział, o co w ogóle chodzi. Sloan Digital Sky Survey to potężny astronomiczny projekt, którego celem jest “zmapowanie” ogromnych połaci Wszechświata – spore grono naukowców i prace zakrojone na wiele lat (obecnie trwa trzecie “wydanie” projektu, SDSS-III, które ma trwać aż do 2014 roku). Olbrzymi zbiór informacji, jaki powstaje w ten sposób, stanowi nie lada gratkę dla naukowców, którzy potrzebują szerokiego spektrum danych w celach statystycznych, w sytuacjach, gdy decydującą rolę odgrywa statystyczna analiza wielu przypadków. Nie powinno więc dziwić, że właśnie z danych SDSS skorzystał zespół naukowców (notabene aktywnych właśnie dla SDSS), kierowany przez niejakiego Brice Ménarda z University of Toronto/Canadian Institute for Theoretical Astrophysics (Kanada), realizując tytaniczne zadanie analizowania widm niemal stu tysięcy kwazarów.
Ménard wraz z kolegami z zespołu wertował dane przeglądu SDSS, wysupłując z nich specyficzne kwazary – takie, z których światło, podróżując ku Ziemi, musi przemknąć w pobliżu galaktyk o wiele nam bliższych. Takich kwazarów przeanalizowali ok. 85 tysięcy (!), wszystkie “ukryte” za ok. 20 milionami galaktyk. Rzeczywiście sporo danych, nie dziw więc, że wymagało to wspięcia się na szczyty możliwości informatyków i analityków, którzy musieli odpowiednio “przemielić” taką ilość danych. Gigantyczna “próbka” jednak okazała się być bardzo ważna – naukowcy zauważyli bowiem pewien zaskakujący efekt, który w przypadku pojedynczego kwazara jest praktycznie niewykrywalny. Astronomowie przyjrzeli się widmom tych odległych kwazarów i stwierdzili, że pojawia się w nich lekkie poczerwienienie (niezwiązane z tzw. “redshiftem” wynikającym z ekspansji Wszechświata), inaczej mówiąc światło kwazarów musi być w pewnej części widma przez coś pochłaniane, w innej – czerwonej – dzieje się tak jednak w mniejszym stopniu.
Analiza wielkiej liczby widm kwazarów doprowadziła naukowców do wniosku, że w przestrzeni międzygalaktycznej (którą zwyczajowo uważa się za niemal “próżnię doskonałą”, wielką pustkę) musi istnieć coś, co w ten sposób zniekształca dane obserwacyjne. Inaczej mówiąc – w przestrzeni międzygalaktycznej musi znajdować się coś na kształt “mgiełki”, bardzo delikatnego pyłu złożonego z cząstek, które przyciemniają światło odległych obiektów i subtelnie zmieniają ich barwę na “czerwieńszą” – zaskakujące tutaj jednak jest to, że pył ten znajdować się musi nawet wiele tysięcy lat świetlnych od galaktyk! Kłóci się to z dotychczasowymi wyobrażeniami, gdyż o ile w galaktykach pył to rzecz zwyczajna i zupełnie normalna (powstaje głównie w trakcie wybuchów supernowych), to w przestrzeni galaktycznej nie ma po prostu źródła, które mogłoby go generować. Naukowcy zachodzą w głowę, w jaki sposób pył “wydostał” się na takie odległości, proponując póki co jedynie silne “wiatry” masywnych gwiazdy i wspomniane przed chwilą wybuchy supernowych jako rozwiązanie.
Mniejsza jednak o źródło pyłu – znaczenie odkrycia jest o tyle duże, że może mieć wpływ na wiele dotychczasowych obserwacji i ich, wydawałoby się, niezaprzeczalne wyniki. Odległości do bardzo dalekich supernowych mogły zostać po prostu źle skalkulowane, jeśli owa tajemnicza “mgiełka” zmyliła naukowców. A stąd już krok do dywagacji nad hipotezą o przyspieszającej ekspansji Wszechświata (tak przynajmniej mi się zdaje). Poczekamy, jak to zwykle bywa, i zobaczymy. Wiele zależy pewnie od panującej obecnie “mody” w kosmologii – jeśli ciemna energia ma przetrwać, to przetrwa, nawet jeśli czasem pojawiają się wątpliwości. Samo odkrycie naukowców z SDSS ma jednak również szersze znaczenie - zmusza do refleksji nad tym, jak krucha jest nasza wiedza o Wszechświecie, jakie ryzyko wiąże się z pochopnym ocenianiem wyników obserwacji? A jeśli taka “mgiełka”, tym razem w przenośni, skrywa przed nami rzeczywisty Wszechświat? Co wtedy?
W ciekawy sposób przedstawia oczekiwane proporcje składników Wszechświata – jak można się domyślać, czarne pastylki to “ciemne” elementy…
Piękne zdjęcie…rewelacyjne:)
Co do mgiełki – czy wyjaśniałaby wszystko to, co zrzucaliśmy do tej pory na ciemną stronę mocy? Bo byłoby to o wiele prostsze wyjaśnienie, niż coś, czego nie widać, co “jest gdzieś, lecz nie wiadomo gdzie”, a do tego jest ciemne, czy wręcz czarne. Ale z drugiej strony – jak potężna byłaby to “mgiełka”.
Widzisz Autorze – w tej Twojej dziedzinie to już tak jest, że jak wydaje mi się, że wszystko sobie na półkach w głowie poukładam, to wtedy wyjeżdżasz z czymś takim, a ja znowu muszę myśleć:)
I na koniec to, co zawsze chciałem napisać…ekhm… PIERWSZY!
/ Cytuj komentarzPrzez przypadek na to zdjęcie się nadziałem, bardzo mi się spodobało, trudniej prościej to wyrazić, prawda?:)
Ech, gdyby to było takie proste… Ci naukowcy upierają się, że to w żaden sposób nie zaprzecza prawdziwości rewelacji o odległych supernowych (w 1998 roku była to wielka rewelacja, okazało się bowiem, że Wszechświat przyspiesza w swojej ekspansji). Jeśli tak mówią, to chyba jednak w tym coś jest. Ale trochę im nie ufam jakby, bo wygląda to, jakby nie chcieli podpaść kolegom, kwestionując lata ich badań.
Czy ta mgiełka wystarczy… Byłoby to coś, gdyby te supernowe, o których wspomniałem wyżej, obserwowane były “w okolicy” galaktyki, która jest nam bliższa. Wtedy pomiary mogłyby być błędne. Ale tego nie wiem, czy tak właśnie było (pewnie nie). Nawet jeśli ciemności się nie wygoni z kosmologii, to zawsze jest to nauczka dla astronomów – zbyt wiele mają czasem pewności, a tutaj takie coś. Może się zresztą sprawa obrócić i tak, że okaże się, iż goście wspomniani wyżej też się mylą i żadnej mgiełki nie ma:)
/ Cytuj komentarzTa, a za miesiąc napiszesz, że żadna ciemna materia, żadna mgiełka, tylko ktoś tam wymyślił, że siedzi tam coś innego – jakiś smok albo lewiatan (dobrze, że lewiatan jest blisko…) i pożera to i owo. Tak to już z tą Twoją dziedziną jest:)
/ Cytuj komentarzAle czy nie ma w tym właśnie czegoś fascynującego przez to?:) Cóż to za nauka, w której wiadomo “niemal” wszystko, a przynajmniej jest sporo rzeczy, w których z pewnością niewiele się już zmieni. A tutaj bum – nigdy nie wiesz:) Właśnie wczoraj czytałem nowy “Świat Nauki”, bardzo ciekawy tam jest tekst o czarnych dziurach, które nie muszą posiadać horyzontu zdarzeń, tzw. nagich osobliwościach. Choć to hipoteza, coś takiego może istnieć – wyobrażasz sobie czarną dziurę, którą możesz “zobaczyć”?
/ Cytuj komentarzmgiełka…hm…raczej czarny kisiel
podoba mi się “doskonała próżnia”, nicość prawie w kilku procentach całej zawartości…niezmiennie fascynuje mnie procent nieskończoności 
/ Cytuj komentarzEee, bo znowu pojawia się “ciemność”, czarne kisiele i wszystko wraca do początku:) Procent nieskończoności, to brzmi jak coś do listy mądrości Slawkasa:)
/ Cytuj komentarzSprawa tego SDSS i nowych odkryć tylko poprzez analizę już posiadanych danych przypomina mi trochę sytuację w archeologii. Tam się czasem kąśliwie mówi, że największe skarby i wszelkie brakujące ogniwa spoczywają w muzeach tylko jeszcze nikt ich nie badał. Po protsu jest już tyle znalezisk, że nikt tego nie ogarnia, a do tego wszyscy są zajęci zbieraniem nowych.
/ Cytuj komentarzRacja, święta racja… Nikt nie ma pojęcia, jakie jeszcze niespodzianki kryją się w danych zebranych przez SDSS… I jakie przyjemności – bo w końcu Galaktyczne Zoo (którego faza 2 już leci, serdecznie wszystkich zapraszam, pisałem kiedyś o becie) też opiera się na danych SDSS.
/ Cytuj komentarzTakie wirtualne tworzenie mapy galaktycznego zoo przypomina trochę tworzenie map w średniowieczu (ale oberwę od Finwe…) a jesli sie okaże, że Wszechświat jest płaski?
/ Cytuj komentarzNie oberwiesz, bo nie ma za co:) Tak to w sumie przecież wygląda, przy czym jedna rzecz – Wszechświat JEST prawdopodobnie płaski, tyle że nie w potocznym znaczeniu, a pod względem geometrii przestrzeni:)
/ Cytuj komentarzprawdopodobnie? kula jest przecież idealną bryłą, za diabła nie jest płaska!
/ Cytuj komentarzale podobno kobitki nie maja wyobraźni przestrzennej…to sie moge mylić
Uch, wiedziałem, że się wkopię:)) Ta płaskość, jak napisałem, nie jest dokładnie tą “płaskością”, jaką kojarzysz ze szkoły czy skądinąd. Tutaj chodzi po prostu o to, przestrzeń generalnie posiada jakąś krzywiznę – wyobraźmy sobie promień światła, który przemierza Wszechświat. Zgodnie z tradycyjną geometrią taki promień jest po prostu prosty i taki jest w nieskończoność, jednak wiemy, że materia zakrzywia przestrzeń, przestrzeń nie jest czymś niezmiennym (to chyba najważniejsze odkrycie Einsteina). I wtedy wszystko zależy od tego, jak to zakrzywienie wygląda – jeśli byłoby “dodatnie” wtedy przestrzeń miałaby “kształt” (choć to złe słowo) wypukły, jeśli ujemne, kształt siodła (hiperboli). Oznaczałoby to, że “prosty” promień światła zakrzywia swój bieg w odpowiedni sposób.
Obserwacje wykazały, że Wszechświat jest “niemal” płaski, czyli ani nie ma krzywizny ujemnej ani dodatniej. Czyli – taki hipotetyczny promień (oczywiście co innego, gdy przechodzi wokół dużej masy, wtedy i tak się zakrzywia) w hipotetycznej pustej przestrzeni biegłby idealnie prosto.
Mniej więcej tak to wygląda:)
/ Cytuj komentarzFinwe, w hipotetycznej przestrzeni biegłby prosto…ok, sam powiedziałeś,że Wszechświat nie jest pusty, to sie w nim zakrzywia to i owo
ale dajmy juz spokój, interesuje mnie bardziej asteroida, która właśnie minęła Ziemię.
Obiekt minął Ziemię w odległości 72 tys. km od naszej planety (to jedna piąta odległości od Księżyca). To tylko dwukrotnie większa wysokość na jakiej krążą okołoziemskie sztuczne satelity.
Rozmiar 2009 DD45 jest zbliżony do obiektu (asteroida lub kometa), który rozbił się nad Tunguską w Syberii 30 czerwca 1908 roku, niszcząc obszar o powierzchni dwóch tys. km kwadratowych.
DLACZEGO JA O TYM NIE WIEDZIAŁAM?????????? czy tylko po to bym nie uległa panice? czy wszyscy którzy tworzą mapę nieba źle obliczyli jej kurs? czy była niespodzianka ukazującą się na niebie?
/ Cytuj komentarzprzecież mam zdążyc wziąć kredyt i pojechać pod palmy, (przed zagłada świata) w 24 godziny tego nie zrobię.
Asteroida… no słyszałem o tym, nie powiem:) Dlaczego o tym nie wiedziałaś?:) No, wiesz, nie tylko Ty – ja sam dowiedziałem się o tym po tym, jak asteroida PRZELECIAŁA JUŻ koło Ziemi, zresztą jak sądzę nie należałem tutaj do mniejszości:) Tak to już jest – takie obiekty są w sumie niemożliwe do kontrolowania. Znamy całą masę sporych asteroid, w ich przypadku wiemy też, jak wyglądają ich orbity i możemy powiedzieć, jak wyglądają w ogóle szanse zderzenia. Ale o wiele więcej jest asteroid takich, o których istnieniu dowiadujemy się, gdy są już tuż tuż.
/ Cytuj komentarzok, nudze
ale sam napisałeś – znana nam materia stanowi zaledwie kilka procent całej “zawartości” – dla mnie procent jest wymierzalny 
wypijalny 
a jak tu nieskończoność podzielić? mgiełke zatrzymać? światło, którego dawno juz nie ma, zmierzyć, zaznaczyć itp.
/ Cytuj komentarzDa Bóg, może ktoś skorzysta z tych map, kiedyś, mimo że pewnie będa nieaktualne
Nie nudzisz (przynajmniej dotąd nie pamiętam takiego przypadku!):) Wszechświat z tego co mi wiadomo jest “nieograniczony” ale nie “nieskończony”, tym samym (podobno) posiada ograniczoną ilość materii-energii. Co poniektórzy naukowcy przymierzają się do liczenia tych wartości, czy poprawnie to diabli wiedzą. Jednak procenty są o tyle dobre, że niekoniecznie musisz znać dokładną wartość – 4% z tony i tryliarda tryliarda ton (jako przykład) to ciągle cztery procent, niezależnie ile w rzeczywistości sumarycznie jest zawartości:)
/ Cytuj komentarzByć może nie jest to żadna tam mgiełka tylko zwykłe poczerwienienie grawitacyjne. Sugerowałbym zapoznanie się z teorią Heima, szczególnie z tym fragmentem:
http://www.engon.de/protosimplex/posdzech/px_g_gravi1e.htm#Rotverschiebung
Teoria ta postuluje, że Wszechświat nie powstał w wyniku Wielkiego Wybuchu. Obserwowane poczerwienienie światła galaktyk jest wynikiem działania odpychającego pola grawitacyjnego (quintessence) przenikającego całą przestrzeń kosmiczną. To jest właśnie ten czynnik lambda który “magicznie” pojawił się w równaniach modelu Lambda-CDM (tzw. Ciemna Energia). To odpychające pole grawitacyjne odpowiada też za zwiększanie tempa ekspansji Wszechświata (galaktyki oddalają się od siebie).
/ Cytuj komentarzO ile pamiętam SDSS 2 dość dokładnie wykazało istnienie tajemniczej siły wpływającej na kształt gromad galaktyk. Siły której standardowa teoria grawitacji nie jest w stanie wyjaśnić.
To tylko jeden z aspektów teorii Heima. Inne są jeszcze bardziej fascynujące. Polecam artykuł na wiki:
http://en.wikipedia.org/wiki/Heim_theory