PowerPoint Presentation

Препис

1

2 ТЪМНАТА СТРАНА НА МАТЕРИЯТА В. Голев СУ Св.Климент Охридски 5 януари 2019 г. Бургас

3 Космическата обсерватория «Планк» на ESA през 2013 г. публикува своите данни за състава на наблюдаемата Вселена. Обикновената (барионна) материя е 4,9%, тъмната (невидима) материя е 26,8%, а тъмната енергия е 68,3%. Очевидно, тъмната материя и тъмната енергия съставят основата на нашата Вселена. 95% от "пълнежа" на Вселената е нещо крайно загадъчно нещо, което определя бъдещата съдба на Вселената.

4

5 Обсерваторията «Планк»

6

7 400 фотона/cm 3

8 Бюджетът на формулата Е = mc % светеща (видима) материя 84.5% тъмна (невидима) материя

9 Откривателят Роден на брега на Черно море във Варна от майка чехкиня и баща швейцарец. От 1925 г. живее и работи в САЩ. Основно откритие тъмната материя (1933 г.). Фриц Цвики ( )

10 19 януари 1934, Los Angeles Times коментира статия на Валтер Бааде и Фриц Цвики от 1934 г. в The Astrophysical Journal : "Cosmic rays are caused by exploding stars which burn with a fire equal to 100 million suns and then shrivel from 1/2 million mile diameters to little spheres 14 miles thick." Коментар на самия Цвики : При всичката възможна скромност твърдя, че тази фраза съдържа едно от най-кондензираните тройни предсказания в науката въобще. Защо? Другото научно наследство на Цвики Защото описва правилно природата и произхода на космическите лъчи, на Свръхновите и на неутронните звезди. Американският физик и нобелов лауреат Кип Торн нарича статията на Бааде и Цвики «един от най-пророческите документи в историята на физиката и астрономията».

11 Андерсън Нобелова награда 1936 за откритието на позитрона. Цвики Научната среда на Цвики Миликен Нобелова награда 1923 за определяне на елементарния заряд на електрона и потвърждаването на уравнението на Айнщайн за фотоелектричния ефект. Айнщайн Нобелова награда за приноса си към теоретичната физика и откриването на закона за фотоелектричния ефект.

12 Abell 1656 (Coma Cluster)

13 Основното откритие на Цвики е доказването на съществуването на тъмна материя. През 1933 г. той изследва скоростите на галактиките в купа от галактики в съзвездието Косите на Вероника и установява, че за да бъде той устойчив и да не се разпадне, пълната маса на този куп трябва да е десетки пъти по-голяма от масата на светещото вещество, което виждаме. Цвики предположил, че галактиките в купа се удържат в него от Dunkle Materie (в превод «тъмна материя») неизвестно невидимо привличащо вещество. Abell 1656 (Coma Cluster) Тъмната материя не излъчва и не поглъща светлина и почти не взаимодейства с "обикновената" материя. Учените все още не успяват да хванат нито една "тъмна" частица. Но без нея не може да съществува позната ни Вселена, а и ние самите. Тъмната материя е невидимият цимент на Вселената. Без тъмна материя не могат да възникнат галактиките, а звездите не могат да се образуват извън галактиките.

14 Цвики предложил и метод за изследване на тъмната материя чрез ефекта на гравитационната леща. Неговата идея получила потвърждение едва през 1979 г. Но уви, той умира 5 г. преди това да се случи. Сега методът на гравитационните лещи при изследването на куповете от галактики е един от наймощните методи за изучаване на Вселената.

15 100 години от затъмнението, на което наблюдателно е доказана Общата теория на относителността на Айнщайн

16 Гравитационна леща - принцип

17 Abell 1689 (Virgo)

18 Abell 1689 (Virgo) Купът от галактики Abell 1689 работи като гравитационна леща. Гравитацията на един трилион звезди в купа плюс тъмната материя действа като леща с размер 2 млн. св. г. Тази гравитационна леща изкривява и усилва светлината от галактиките, разположени зад купа. Това позволява да се направи карта на тъмната материя в купа. Някои от най-слабите обекти на снимката са на повече от 13 милиарда св. г. от нас. Заради разширяването на Вселената определянето на разстоянията до далечните галактики не е лесно. Светлината, достигнала след 13 млрд. години от галактиката A1689-zD1, «почервенява» и отслабва при преодоляването на разширяващото се пространство, а самата галактика се отдалечава. Тя ще носи информация за разстояние според червеното отместване 13 млрд. св. г., докато реалното разстояние до нея е 30 млрд. св. г. А разстоянието до купа-леща е 2.2 млрд. св. г.

19 Abell 1689 (Virgo) - карта на тъмната материя

20 Масивният куп от галактики MACS J в съзвездието Еридан видима материя

21

22

23 Къпем се в тъмна материя... Тя е навсякъде

24 Тъмната материя... ако можехме да я видим

25 Тъмната материя ( скритата маса) Източник: Главен източник на скритата маса според съвременните представи са нови, още неоткрити масивни елементарни частици, родени в найранните стадии на образуването на Вселената, пъти помасивни от протоните. Най-вероятно става дума за нов клас елементарни частици, които не се описват от сега действащата теория. Тези частици не участват в силните ядрени взаимодействия и нямат електричен заряд, поради което не излъчват и не разсейват фотони. Те взаимодействат една с друга и с "обикновените" частици (протони, неутрони и електрони) основно чрез гравитацията и много слабо чрез слабите ядрени сили. Затова ги наричат WIMPs (от английското «слабо взаимодействащи масивни частици») и тях сега смятат за "носители" на тъмната материя. 5 януари 2019 г. Бургас

26 Откривателката Дъщеря на емигранти от Литва и Молдова, Вера Рубин потвърдила съществуването на феномена «тъмна материя». Тя установява, че всяка една галактика е потопена в хало от тъмна материя, която не излъчва светлина и се простира далеч отвъд видимата светеща част на галактиката. В средата на 1960-те Вера Рубин била поканена да наблюдава на телескопите на Паломарската обсерватория. Тя е първата жена, удостоена с тази чест. Вера Рубин ( )

27

28

29 400 години откакто Йохан Кеплер открива своя изключително важен Трети закон: Квадратът на времето на обикаляне на планетите около Слънцето е пропорционален на куба на разстоянието им до Слънцето.

30 5 януари 2019 г.

31 хало от тъмна материя около галактиките

32 В края на ХХ век тъмната материя, която през 1933 г. Фриц Цвики намира в куповете от галактики, а Вера Рубин през 1970-те открива вътре в самите галактики, стана област на найактивни изследвания. Сега през XXI век с нея се занимават вече хиляди учени. Удивителното е, че нито Цвикки, нито Рубин са получили Нобелова награда, въпреки че за трудове по тази тематика други учени са я получавали вече четири пъти! Вера Рубин: «Когато се вглеждаме във Вселената, всъщност гледаме в нашето минало, но нашите очи са слаби Загадките в края на Вселената надминават нашето разбиране. Като колумби или викинги, надникнахме в новия свят и видяхме, че той е по-загадъчен и сложен, отколкото сме си го представяли. Най-големите загадки на Вселената остават нерешени. Те ще бъдат приключения за учените на бъдещето. Това ми харесва».

33 Откриването на тъмната материя и на тъмната енергия дойде напълно неочаквано. Данните за тъмната материя и за тъмната енергия категорично свидетелстват за непълнотата на представите ни за макро- (и микро!) света. Съвременното естествознание е в началото на кардинална промяна на възгледите ни за природата. Тъмната материя и особено тъмната енергия са главните загадки на съвременното естествознание. Много е вероятно разкриването на тези загадки да стане най-важното събитие на физиката на нашия XXI век такова, каквото е било откриването на разширяването на Вселената през XX век. Главните открития предстоят.

34 Благодаря за вниманието!