doku doku
307
BLOG

Piękno ciemnej materii

doku doku Technologie Obserwuj notkę 18

Niedawno astronomowie obliczyli jeszcze dokładniej, jak wygląda rotacja Drogi Mlecznej i jaki to daje wynik dla proporcji ciemnej materii. Wynik wyszedł im zbliżony do dawniejszych wyników z czasów, kiedy nie mierzono jeszcze prędkości orbitalnych satelitów galaktyk (mniejszych galaktyk). Niedawno astronomowie zmierzyli prędkości orbitalne galaktyk okrążających Andromedę i Drogę Mleczną i wyszło im, że masa Drogi Mlecznej jest nieco większa niż masa Andromedy. Pomyśleli więc, że dawne pomiary ilości ciemnej materii były błędne - pokazały za mało ciemnej materii. Teraz policzyli to dokładniej i znów im wyszło, że mamy mało ciemnej materii. Zapanował lekka konsternacja.

Aby było łatwiej to wszystko sobie wyobrazić wprowadzę bardzo przybliżone oszacowania - łatwe liczby pozwalają łatwo zrozumieć trudne kwestie. Mamy więc dwie duże galaktyki zbliżające się do siebie: Andromedę i Drogę Mleczną. Andromeda ma około 3  razy więcej gwiazd niż Droga Mleczna, ale masę ma nieco mniejszą. Obserwowana masa Andromedy jest 2 razy większa niż suma mas wszystkich jej znanych składników: gwiazd, obłoków pyłu i gazu. Oznacza to, że Masa Andromedy składa się z dwóch "połówek" - połowa jej masy to znana nam materia, a druga połowa, to nieznana "ciemna materia".

Ponieważ Droga Mleczna jest troszkę masywniejsza od Andromedy, oznacza to, że Droga Mleczna składa się w 1/7 ze znanej nam materii i 6/7 ciemnej materii. Mówiąc inaczej - proporcja materii do ciemnej materii jest w Andromedzie jak 1:1, a w Drodze Mlecznej jest 1:6.

Niestety, z najnowszych obliczeń prędkości rotacji gwiazd Drogi Mlecznej wokół jej środka wychodzi tak, jak dawniej - że proporcja materii i ciemnej materii w Drodze Mlecznej jest 1:3, a nie 1:6. Czy któryś z tych wyników jest błędny? 

Rozmawiałem niedawno z synem, który jest astronomem i wygląda na to, że w środowisku nie ma zgody, co do przyczyny tej rozbieżności. Zaproponowałem hipotezę wyjaśniającą te rozbieżności i syn mówi, że jeszcze o niej nie słyszał. Oto ta hipoteza:

Wiadomo, że kiedy dwie galaktyki się przenikają po "zderzeniu" ruch gwiazd zostaje częściowo wyhamowany, natomiast ciemna materia przenika przez wszystko bez tarcia. Dlatego galaktyki "gwiazdowe" po "zderzeniu" oddalają się od siebie wolniej niż ich obłoki ciemnej materii. Taka galaktyka ma już mniej ciemnej materii, gdyż większość ciemnej materii wyprzedziła ją w swoim ruchu. To wyjaśnia dlaczego Andromeda ma tak mało ciemnej materii - 1:1. Dawniej miała  jej normalnie - trzy razy więcej niż zwykłej 3:1. Andromeda jest galaktyką po przejściu przez inną galaktykę, którą pociągnęła za sobą i pochłonęła.

Teraz obserwujemy Andromedą na kursie kolizyjnym z Drogą Mleczną, a to oznacza, że obłok ciemnej materii, który wyprzedza Andromedę już dotarł do Drogi Mlecznej i dodał do nas swoją masę. Kiedy obserwujemy satelitów Drogi Mlecznej, widzimy efekt działania grawitacji całej Drogi Mlecznej wraz z ciemną materią, która przyleciała do nas z Andromedy. Kiedy badamy wykres rotacji różnicowej gwiazd Drogi Mlecznej, widzimy tylko wpływ naszej starej ciemnej materii, która miała miliardy lat, aby dać swój wkład w moment pędu gwiazd. Ciemna materia, która jest nowa w Drodze Mlecznej, nie mogła zmienić momentu pędu gwiazd Drogi Mlecznej. W obliczeniach ilości ciemnej materii w Drodze Mlecznej nie ma więc błędu. Po prostu jedne obliczenia uwzględniają nową ciemną materię, przybyłą do nas z Andromedy, a inne uwzględniają tylko ciemną materię, którą mieliśmy w Drodze Mlecznej od początku.

doku
O mnie doku

Nowości od blogera

Komentarze

Inne tematy w dziale Technologie