Δευτέρα, 24 Απριλίου 2017

Στα ίχνη του…αόρατου.

Πανίσχυροι υπερυπολογιστές παρέχουν νέα στοιχεία για την σκοτεινή ύλη

Χρησιμοποιώντας ισχυρούς υπερυπολογιστές, οι αστρονόμοι στο Πανεπιστήμιο του Ντάρχαμ (Durham University), αποκαλύπτουν περαιτέρω στοιχεία για την ύπαρξη σκοτεινής ύλης - τη μυστηριώδη ουσία που πιστεύεται ότι συγκρατεί ενωμένο τοΣύμπαν.

Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μοντέλα υπολογιστών για την προσομοίωση του σχηματισμού γαλαξιών παρουσία σκοτεινής ύλης και ήταν σε θέση να αποδείξουν ότι το μέγεθος και η ταχύτητα περιστροφής τους συνδέονται με τη φωτεινότητα τους με παρόμοιο τρόπο όπως και με τις παρατηρήσεις των αστρονόμων.

Στην εικόνα βλέπουμε ένα γαλαξία σε  προσομοίωση όπου φαίνονται τα κύρια συστατικά που αποτελούν έναν γαλαξία: τα αστέρια (μπλε), το αέριο από το οποίο γεννιούνται τα αστέρια (κόκκινο) και το ¨φωτοστέφανο¨ (Άλω) της σκοτεινής ύλης που περιβάλλει τον γαλαξία (ανοιχτό γκρι)

Εναλλακτικές θεωρίες

Μέχρι τώρα, οι θεωρίες για τη σκοτεινή ύλη έχουν προβλέψει μια πολύ πιο περίπλοκη σχέση μεταξύ του μεγέθους, της μάζας, και της λαμπρότητας (ή φωτεινότητας) των γαλαξιών από ό, τι πραγματικά παρατηρείται, γεγονός που έχει οδηγήσει σε σκεπτικισμούς για τη σκοτεινή ύλη, οι οποίες προτείνουν εναλλακτικές θεωρίες που ταιριάζουν καλύτερα με αυτό που παρατηρούμε.

Μια σχετική έρευνα με επικεφαλής τον Δρ Ααρών Λούντλοου (Dr.Aaron Ludlow) του Ινστιτούτου Υπολογιστικής Κοσμολογίας δημοσιεύεται στο επιστημονικό περιοδικό Physical Review Letters.


Οι περισσότεροι κοσμολόγοι πιστεύουν ότι πάνω από το 80 τοις εκατό της συνολικής μάζας του Σύμπαντος αποτελείται από σκοτεινή ύλη - ένα μυστηριώδες σωματίδιο που μέχρι στιγμής δεν έχει ανιχνευθεί αλλά εξηγεί πολλές από τις ιδιότητες του Σύμπαντος όπως την μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου (Microwave Background Radiation ) που μετράται από τον Διαστημικό Τηλεσκόπιο Πλάνκ.

Πειστικές εξηγήσεις

Οι εναλλακτικές θεωρίες περιλαμβάνουν την Τροποποιημένη Νευτώνεια Δυναμική, - Modified Newtonian Dynamics, ή  MOND- . Ενώ αυτό δεν εξηγεί κάποιες παρατηρήσεις του Σύμπαντος, όπως η Θεωρία της σκοτεινής ύλης, έχει μέχρι τώρα δώσει μια πειστικά απλούστερη περιγραφή της σύζευξης μεταξύ της φωτεινότητας και της ταχύτητας περιστροφής που παρατηρείται σε γαλαξίες όλων των σχημάτων και μεγεθών.

Η ομάδα του Πανεπιστημίου του Ντάρχαμ χρησιμοποίησε ισχυρούς υπερυπολογιστές για να μοντελοποιήσει το σχηματισμό γαλαξιών διαφόρων μεγεθών, συμπιέζοντας δισεκατομμύρια χρόνια εξέλιξης σε λίγες μόνο εβδομάδες, προκειμένου να αποδείξει ότι η ύπαρξη σκοτεινής ύλης συνάδει με την παρατηρούμενη σχέση μεταξύ μάζας, μεγέθους και φωτεινότητας των γαλαξιών.

 Το επίμονο πρόβλημα επιλύθηκε

Ο Δρ Λούντλοου δήλωσε: "Αυτό επιλύει ένα μακροχρόνιο πρόβλημα που έχει ¨ενοχλήσει¨ το μοντέλο της σκοτεινής ύλης για περισσότερο από μια δεκαετία. Η υπόθεση της σκοτεινής ύλης παραμένει η κύρια εξήγηση για την πηγή της βαρύτητας που συνδέει τους γαλαξίες. Αν και τα σωματίδια είναι δύσκολο να εντοπιστούν, οι φυσικοί πρέπει να επιμείνουν. "

Το πανεπιστήμιο Ντάρχαμ συνεργάστηκε πάνω στο πρόγραμμα με το πανεπιστήμιο Λέιντεν (Leiden University) της Ολλανδίας. Το Πανεπιστήμιο Τζών Μούρς (John Moores University) στο Λίβερπουλ της Αγγλίας, και το Πανεπιστήμιο Βικτώρια (University of Victoria) στον Καναδά. Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας (European Research Council), το Συμβούλιο Επιστημών και Τεχνολογίας (Science and Technology Facilities Council), τον Ολλανδικό Οργανισμό Επιστημονικής Έρευνας (Netherlands Organization for Scientific Research), τον οργανισμό  COFUND και τη Βασιλική Εταιρεία.

Έκδοση: Aaron D. Ludlow, et al., “Mass-Discrepancy Acceleration Relation: A Natural Outcome of Galaxy Formation in Cold Dark Matter Halos,” Physical Review Letters, 2017, 118, 161103; doi:10.1103/PhysRevLett.118.161103

Από το πανεπιστήμιο Ντάρχαμ



Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα μπλε γράμματα)
         
Απόδοση στα Ελληνικά : Δημήτρης Γκίκας.
Για διορθώσεις, απορίες, ή συμπληρώματα, γράψτε μας: gikasd63@hotmail.com