| 19 |
Το μοντέλο της σκοτεινής ύλης.
Στον δικό μας γαλαξία έχουμε ένα προφανές φαινόμενο ελλιπούς μάζας. Θα ήταν απαραίτητη τρεις ή πέντε φορές περισσότερη μάζα για να εξισορροπηθεί η φυγόκεντρος δύναμη. Ο ήλιος μας, που περιφέρεται με 230 km/s γύρω από το κέντρο του γαλαξία, θα έπρεπε να έχει φύγει, μαζί με τους πλανήτες του, εδώ και εκατομμύρια χρόνια. Η κατάσταση είναι χειρότερη για τα σμήνη γαλαξιών, που θα έπρεπε να «εξατμιστούν», γιατί οι επιμέρους ιδίαχες ταχύτητες των γαλαξιών είναι μεγαλύτερες από την ταχύτητα διαφυγής του σμήνους.
Ίσως γνωρίζετε ότι η κυκλική ταχύτητα τροχιάς ενός δορυφόρου γύρω από τη Γη είναι κοντά στα 9 km/s. Η ταχύτητα διαφυγής είναι 11 km/s. Πρέπει να δώσουμε σε έναν διαστημικό σταθμό ταχύτητα μεγαλύτερη από 11 km/s αν θέλουμε να διαφύγει από την έλξη της Γης και να επισκεφθεί μακρινούς πλανήτες, όπως τον Δία ή τον Κρόνο.
Ας υποθέσουμε ότι θα παρατηρούσαμε δορυφόρους να περιφέρονται γύρω από τη Γη με 20 km/s. Θα έπρεπε να συμπεράνουμε ότι η μάζα της Γης έχει υποεκτιμηθεί. Στη δεκαετία του '30, ο Fritz Zwicky επισήμανε αυτό για γαλαξίες και σμήνη γαλαξιών, από μετρήσεις ταχυτήτων (φαινόμενο Doppler) και εκτίμηση μάζας (φωτομετρία). Το πρόβλημα είναι ακόμη ενοχλητικό. Πώς να το διαχειριστούμε;
Η σημερινή κλασική απάντηση ονομάζεται «σκοτεινή ύλη». Οι άνθρωποι πιστεύουν ότι υπάρχει μεγάλη ποσότητα κρυμμένης μάζας σε γαλαξίες και σμήνη. Το επιχείρημά τους είναι το εξής. Οι γαλαξίες παράγουν βαρυτικά αντικατοπτρίσματα: πολλαπλές εικόνες μακρινών κβάζαρ. Τα σμήνη γαλαξιών κάμπτουν τον χώρο και παράγουν άλλα αντικατοπτρίσματα: πολλαπλές εικόνες γαλαξιών. Το διαστημικό τηλεσκόπιο έφερε πολλές, πλέον. Η παρατηρούμενη μάζα είναι πολύ ασθενής για να εξηγήσει τέτοια ισχυρά φαινόμενα. Έτσι οι αστρονόμοι το θεωρούν ως απόδειξη της ύπαρξης αόρατης σκοτεινής ύλης. Κάποιοι λένε ότι ο βαρυτικός φακός είναι ένας νέος τρόπος να «ζυγίζουμε» γαλαξίες και σμήνη. Άλλοι έχουν αρχίσει να χαρτογραφούν το σύμπαν, βασίζοντας τον σχεδιασμό τους σε αυτό το φαινόμενο του βαρυτικού φακού.
Υπάρχουν συγκεντρώσεις μάζας στους πλανήτες, ειδικά στη Σελήνη. Τις ονομάζουμε «Mascons». Όταν ένας δορυφόρος πετά γύρω από τη Σελήνη, μπορούμε να καταγράψουμε την πορεία του με μεγάλη ακρίβεια, με λέιζερ. Αυτή η πορεία δεν είναι τέλεια κυκλική. Τροποποιείται από υπόγειες συγκεντρώσεις μάζας. Κάποιοι υποθέτουν ότι αυτές οι συγκεντρώσεις μάζας αντιστοιχούν σε αρχαίες προσκρούσεις βαρέων τεράστιων σωμάτων. Κάνοντας αυτό, βρήκαμε τη χαρτογράφηση μάζας της Σελήνης από μετρήσεις των γεωδαισιακών γύρω από αυτήν.
Παρομοίως θα μπορούσαμε να πούμε ότι ο βαρυτικός φακός αναφέρεται σε γεωδαισιακές (την πορεία του φωτός). Τότε η ανάλυση τέτοιων γεωδαισιακών μπορεί να είναι μια μέθοδος για την εκτίμηση κρυμμένων mascons σε γαλαξίες και σμήνη γαλαξιών. Στα δικά μας έργα θα βρείτε μια εναλλακτική ερμηνεία τέτοιων ισχυρών φαινομένων φακού. Πιστεύουμε ότι θα μπορούσαν κυρίως να οφείλονται σε αρνητικό φακό, που προκαλείται από περιβάλλουσα «ύλη-φάντασμα».
Επιστρέφοντας στην κλασική ερμηνεία μέσω της σκοτεινής ύλης, από τι θα μπορούσε να αποτελείται; Οι αστρονόμοι σκέφτονται τα MACHOs (Μαζικά Συμπαγή Αντικείμενα Άλω). Πιθανώς: αμυδρά άστρα, πολύ αμυδρά για να ανιχνευθούν. Μέθοδος ανίχνευσης: επιπρόσθεση. Τα άστρα είναι πολύ μικρά αντικείμενα. Ένας γαλαξίας, θεωρούμενος ως αέριο του οποίου τα άστρα θα ήταν «μόρια», είναι ένα πολύ αραιό αέριο. Έτσι η πιθανότητα ένα άστρο να καλύψει ένα άλλο είναι πολύ μικρή. Αλλά υπάρχουν πολλά. Η επισκόπηση του ουρανού μπορεί να διαχειριστεί από υπολογιστές. Αυτοί μπορούν τελικά να αναλύσουν τη διακύμανση της φωτεινής εκπομπής ενός μεγάλου αριθμού άστρων, αυτόματα. Κάποιες οφείλονται σε γνωστά διπλά συστήματα. Οι μέθοδοι καθιστούν δυνατή τη διάκριση μεταξύ του φαινομένου των διπλών συστημάτων και της μακρινής επιπρόσθεσης από «σκοτεινά άστρα», machos.
Αποτελέσματα: απογοητευτικά.
Άλλος υποψήφιος: εξωτική ύλη, όπως υποθετικά μαζικά νετρίνα. Μη επιβεβαιωμένα μέχρι σήμερα. Η Γαλλίδα αστροφυσικός Françoise Combes πρότεινε ότι θα μπορούσαν να υπάρχουν μεγάλες ποσότητες πολύ ψυχρού υδρογόνου, στο Σύμπαν. Τόσο ψυχρού που δεν θα μπορούσε να ανιχνευθεί. Χρησιμοποίησε αυτό το αόρατο υδρογόνο για να «εξηγήσει» την όψη της καμπύλης περιστροφής των γαλαξιών (μεγάλες περιφερειακές κυκλικές ταχύτητες) και για να παραγάγει (παροδικές) σπειροειδείς δομές. Η σκοτεινή ύλη επικαλείται για τα πάντα. Κάποιοι τη χρησιμοποιούν για να «εξηγήσουν» τη VLS, την Πολύ μεγάλη δομή του Σύμπαντος. Πολλά περιοδικά δημοσιεύουν τέτοια έργα (Astrophysical Journal, Astronomy and Astrophysics, και ούτω καθεξής...), προφανώς χωρίς καμία επιφύλαξη, ως «φυσική προσέγγιση». Όπως οι μαύρες τρύπες, η σκοτεινή ύλη υπάρχει, στις σελίδες των περιοδικών, νομίζω. Σε αυτό το κοσμικό υπερμάρκετ μπορείτε να διαλέξετε θερμή ή ψυχρή σκοτεινή ύλη, νάνες ή γιγάντιες μαύρες τρύπες, όπως σας αρέσει.
Παράξενη εποχή. Πριν από την ανακάλυψη του Ιταλού Torricelli (1640): την ανακάλυψη της ατμοσφαιρικής πίεσης, οι άνθρωποι πίστευαν ότι ο υδράργυρος ανέβαινε στα βαρόμετρα εξαιτίας της φρίκης του για το κενό.
Η φύση μισεί το κενό.....
Πριν από τον Torricelli, οι άνθρωποι μετρούσαν το επίπεδο του μίσους για το κενό.
(100)
**- Αλλά... δεν βλέπω τίποτα: Είναι όλο μαύρο!
- Φυσιολογικό. Είναι ο χάρτης της σκοτεινής ύλης.**
Για τους υπεύθυνους εκδόσεων και τους κριτές, κάποιες εικασίες είναι αυθαίρετα επιτρεπτές, κάποιες άλλες, όχι.
