View
50
Download
5
Category
Preview:
DESCRIPTION
Svemir koji nedostaje - - Priča Vere Rubin. Dr Tijana Prodanović PMF, Univerzitet u Novom Sadu. ?. ?. Svemir koji nedostaje. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Dr Tijana ProdanovićPMF, Univerzitet u Novom Sadu
05.11.2009. Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac 1
Svemir koji nedostaje -Svemir koji nedostaje - - Priča Vere Rubin - Priča Vere Rubin
05.11.2009. Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac 2
??
??
Svemir koji nedostaje“U spiralnim galaksijama odnos tamne prema
svetlog materiji je oko deset. Taj broj takođe približno opisuje odnos našeg neznanja i znanja. Izašli smo iz zabavišta, ali smo tek u trećem razredu”
Vera Rubino tamnoj materiji
05.11.2009. Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac 3
Tamna materija
• Ne znamo tačno šta je ...
• Ali znamo da ispunjava svemir
• Vidimo kako utiče na svetlu materiju– vetar ne vidite al vidite lišće!
4Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
Vidimo gravitacijom!• Sve što ima masu (težinu)
ima i gravitaciju!
• Gravitacija privlači!
• Razbija vaze, drži nas na Zemlji, drži Zemlju oko Sunca ...
• (Njutnova) Gravitaciona sila
• I nevidljiva masa se vidi gravitacijom!
5Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
B iA izmedju rastojanje -
B odnosno A, telamasa - ,
2
r
mr
mmGF
BA
BAg
Gravitacija videla nevidljivo!• Otkriće planete Neptun
1846. godine
• Nisu znali da postoji ali su osetili!– planeta Uran se nije
kretala kako treba usled gravitacije Neptuna
6Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
Vera Cooper Rubin• Rođena 23. jula 1928. u Filadelfiji, SAD• Sa 10 godina postala fascinirana
zvezdama• Sa 14 god. napravila teleskop od kartona• 1948. diplomirala astronomiju na
prestižnom ženskom koledžu Vassar, SAD
• Na postdiplomske studije u Prinstonu su je odbili – nisu primali žene (sve do 1975!)
05.11.2009. Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac 7
Vera Cooper Rubin• Postdiplomske studije fizike na Cornell-u -
Hans Bethe i Richard Feynmann
• 1950. na konferenciji “American Astronomical Society” predstavlja svoj magistarski rad – Svemir se širi – svi objekti na istom rastojanju
imaju iste brzine udaljavanja
– Obližnje galaksije se ne udaljavaju ravnomerno od nas – znači svemir se nejednako širi?
– Kontraverza! Niko nije hteo da ga objavi!
– Danas – Veliki Atraktor - Supergalaktička ravan!
• 1954. doktorira na Georgetown univerzitetu - George Gamow mentor
05.11.2009. Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac 8George Gamow(1904-1968)
Rubin i Ford• 1965. Departman zemaljskog
magnetizma na Karnegi institutu, Vašington, SAD
• Počinje saradnju sa Kent-om Fordom• Napravili izuzetno osetljiv
spektrometar• Istraživanje spiralnih
galaksija – zašto se razlikuju
po sjaju i strukturi?• Ima veze sa rotacijom?
05.11.2009. Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac 9
1970. Kitt Peak, teleskop
Merenje rotacije galaksije?• Doplerov efekat
– Izvor talasa (svetlost, zvuk itd.) se kreće
– Talasna dužina se menja – zavisi od brzine tela
• Povećava – izvor ide od nas – tzv. “crveni pomak”
• Smanjuje – izvor ide ka nama – tzv. “plavi pomak”
• Posmatramo svetlost (spektre) zvezda u galaksiji - tražimo “pomak” svetlosti
05.11.2009. Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac 10
Andromeda (M31) – prvi komšija
Sadrži 400 milijardi zvezda!
11Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
Kretanje zvezda u galaksiji
• Zvezde rotiraju oko centra galaksije
• U centru – gusto - sve se rotira zajedno (“kruto telo”)
• Po ivicama – retko – rotiraju se kao Zemlja oko Sunca (“keplerovski”) – što je dalje to je sporije
• Što je više materije unutar putanje to je rotacija brža!
12Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
To očekujemo ... Ali!• Zvezde u galaksiji se kreću brže nego što očekujemo!
OČEKUJEMO VIDIMO
13Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
Stručno: Kriva rotacije galaksije
05.11.2009. Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac 14
r
GM2
Kriva rotacije - brzina rotacije u zavisnosti od rastojanja od centra galaksije.
Brzina ostaje skoro konstantna umesto da opada!?
• Isto kao u jatima galaksija!– Švajcarski naučnik Fric Cviki,
1933.– Galaksije u jatima se kreću
suviše brzo– Jata bi se raspala
I problem jata galaksija!
15Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
Dodatna masa?
Šta to znači?• Kretanje zvezda i galaksija – gravitacija
– Veća masa – jača gravitacija – veće brzine
• Ali nije kako teorija kaže!• Ili teorija gravitacije ne valja!• Ili nam “fali” masa”• Rubin i Ford – vidljiva masa je samo 10% ukupne mase
galaksije!– Postoji masa u galaksijama i jatima galaksija koju ne vidimo– Rezultat dugo nije bio prihvaćen – pogrešna merenja?
• Tek nakon još 10-ak godina...
05.11.2009. Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac 16
Tamna materija
• Ime dao Zwicky
• Galaksije (i jata) su “uronjene” u tamnu materiju!
• 10 puta više tamne nego svetle materije!
• Masivna i slabo-interagujuća
17Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
Ali kako je videti?
• Ne vidi se ali ima masu!
• Ajnštajn - Masa krivi prostor oko sebe!
18Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
Masa krivi svetlost!• Masa krivi prostor
• Svetlost putuje u krivom prostoru
• Svetlost se “krivi”
05.11.2009. Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac 19
Gravitaciono sočivo
• Galaksija/jato koje
je između je
“sočivo”• Više likova jednog
istog objekta!• I tamna i svetla
materija “rade” kao
sočivo!
• Koliko će svetlost biti savijena zavisi od mase koja se preprečila! 20Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
Gravitaciono sočivo na jatu galaksija
• Žute “mrlje” – galaksije u jatu - sočivo
• Plavi lukovi –
više likova jedne
galaksije u pozadini
21Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
Gravitaciono sočivo vidi tamnu materiju
• Tamna materija dodaje masu u jatu
• Što više mase to jače “sočivo”
• Idemo u rikverc!• Iz sočiva koje vidimo
nađemo nevidljivo!• Plavičasta izmaglica
= slika tamne materije!
22Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
Sudar galaksija i tamna materija• Sudar jata galaksija -“Metak” • Tamna i svetla materija se razdvajaju!
05.11.2009. Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac 23
Plavo – raspored tamne materije rekonstruisano na osnovu gravitacionog sočivaCrveno – X-zračenje gasa svetle materije zagrejanog usled sudara
Ali šta je tamna materija?
24Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
Upoznajte kandidate:1. Tamna nebeska tela – MACHO-i (eng.
mačo, snagator)
2. Čestice• vrela (brza) tamna materija
• neutrini• hladna (spora) tamna materija
• WIMP-ovi (eng. slabić)
3. Ili ne razumemo gravitaciju – modifikovana gravitacija – nema potrebe za tamnom materijom
25Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
Kandidat: 1. MACHO-i• Masivni kompaktni
objekti haloa galaksije• Obična materija (od
koje smo mi sastavljeni)
• Slabo sija
Halo galaksije
26Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
MACHO-i: Crne rupe?CrneMasivne
• Ali ...
• Samo smrt najvećih
zvezda daje crnu rupu
• Takvih zvezda ima malo
• A tamne materije ima puno
... NE
27Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
MACHO-i: Braon patuljci?
• “Neuspele” zvezde
• Tamni i mali
• “Vidimo” ih pomoću mikro-gravitacionog sočiva
• Al ne vidimo ih dovoljno!
... NE28Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
Kandidat: 2. Čestice
• Masivne čestice koje slabo interaguju sa drugom materijom
• Ima ih puno i jako su “stidljive”
• Opcije– Vrela tamna materija
• Neutrini
– Hladna tamna materija • WIMP-ovi
29Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
Neutrini• Elementarne čestice• Interaguju slabo (asocijalni)• Ima ih puno (milioni prođu kroz vaš dlan svake
sekunde a ni ne osetite)• Nastali u ranom svemiru, prave se u zvezdama,
supernovama, ima ih na sve strane• Imaju masu, ali malu• Ali vrela tamna materija (brzi su, velike energije)
– ne dozvoljala da se od onih prvih zgušnjenja u svemiru formiraju galaksije jer su jako brzi – brzo se razlete – zgušnjenja se
30Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
Kandidat: 2. WIMP-ovi (eng. slabić)
• Masivne čestice koje slabo interaguju sa drugom materijom
• Ima ih puno i jako su “stidljive”
31Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
WIMP-ovi: ???• Znamo kakvi treba da
budu
• Ali u zoološkom vrtu čestica koje znamo nema odgovarajućeg kandidata
• “Pogrešna” čestica sve pokvari
32Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
Lov na tamnu materiju!• Akceleratori čestica
– LHC u CERN-u – veliki hadronski sudarač
• Gama teleskopi– tamna materija nekad emituje
gama zračenje
....
... LOV SE NASTAVLJA!
33Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
A Vera Rubin ...
• Konačno joj se (zajedno sa
Zwicky-jem) pripisuje otkriće tamne materije
• Ima 81 godinu• I dalje radi na Departmanu zemaljskog
magnetizma na Karnegi institutu u Vašingtonu, SAD
• http://www.dtm.ciw.edu/users/rubin/
05.11.2009. Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac 34
35Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac05.11.2009.
Hvala!Hvala!
Pitanja?Pitanja?
Recommended