Kosmonautika (úvodní strana)
Kosmonautika@kosmo.cz
  Nepřihlášen (přihlásit)
  Hledat:   
Aktuality Základy Rakety Kosmodromy Tělesa Sondy Pilotované lety V Česku Zájmy Diskuse Odkazy

Obsah > Diskuse > XForum

Fórum
Nejste přihlášen

< Předchozí téma   Další téma ><<  1    2  >>
Téma: Kosmologie
13.2.2019 - 15:01 - 
Skúsim inak..
Normálna hmota a energia sú v úzkom vzťahu..
Hmota sa môže premeniť na energiu (veľké množstvo relativistickou rýchlosťou sa pohybujúcich častíc..), v hviezdach sa to deje permanentne. Môžu skolabovať do podoby čiernej diery, ale nazývať čiernu dieru "normálnou hmotou" mi príde akési "od veci"..
Takzvaná temná hmota, akurát podľa popisu "chladne"..
Príde mi to absurdné aby normálna hmota - energia a temná hmota, zachovávali po veky vekov to isté zastúpenie vo vzájomnom pomere..
 
14.2.2019 - 17:22 - 
quote:
Skúsim inak..
Normálna hmota a energia sú v úzkom vzťahu..
Hmota sa môže premeniť na energiu (veľké množstvo relativistickou rýchlosťou sa pohybujúcich častíc..), v hviezdach sa to deje permanentne. Môžu skolabovať do podoby čiernej diery, ale nazývať čiernu dieru "normálnou hmotou" mi príde akési "od veci"..
Takzvaná temná hmota, akurát podľa popisu "chladne"..
Príde mi to absurdné aby normálna hmota - energia a temná hmota, zachovávali po veky vekov to isté zastúpenie vo vzájomnom pomere..



Hmota se na energii jen tak měnit nemůže. Pro jaderné reakce platí určitá pravidla. Říká se jim zákony zachování. Zachovává se například energie a hybnost. Zachovávají se ale i některá kvantová čísla. Z tohoto pohledu jsou nejdůležitější baryonové číslo a leptonové číslo. Leptony mají leptonové číslo +1, antileptony -1. Baryonové číslo mají 0. Baryony – kvarky mají baryonové číslo +1/3 a antikvarky -1/3. Leptonové číslo mají 0. Nukleony, které jsou složeny ze tří kvarků, mají baryonové číslo +1, antinukleony naopak -1, atd. Zachování těchto čísel se při jaderných reakcích projeví tak, že součet baryonových čísel částic vstupujících do reakce se musí rovnat součtu baryonových čísel produktů reakce. To samé platí pro leptonové číslo. Značně to omezuje, co může jadernou reakcí vzniknout nebo naopak co vzniknout nemůže. Když se například srazí elektron s pozitronem, mohou anihilovat do dvou fotonů, protože fotony mají baryonové i leptonové číslo 0. Když ale elektron a pozitron budou mít dostatečnou energii, může vzniknout pár proton-antiproton, ale už nemůže vzniknout jenom proton a elektron, nebo jenom dva protony apod. Stejně tak při anihilaci, nemůže anihilovat lepton s baryonem. Při reakcích se musí ještě zachovávat další kvantová čísla, která pak jaderné reakce ještě více omezují.

Jediný možný způsob, jak by se tedy mohla baryonová hmota z vesmíru ztrácet, je anihilace, kde by anihilovaly protony s antiprotony, elektrony s pozitrony atd. Jenže ta anihilace by nesměla být ledajaká. Musela by to být anihilace s antihmotou, která vznikla v době Big Bangu, pokud nějaká vznikla. Jenomže prostředí bylo tehdy natolik husté, že střední volná dráha částic byla moc malá a veškerá antihmota by velice rychle anihilovala s hmotou, a žádná antihmota by se z tohoto období nedochovala. A antihmota, která je nyní zastoupená například v kosmickém záření, vznikla při jaderných reakcích až v pozdějším období, ale ta na zastoupení baryonové hmoty už nemůže vůbec nic změnit. Pokud tedy někde vznikne pár antiproton-proton, tak se na chvíli může zvýšit zastoupení baryonů ve vesmíru, ale antiproton dříve nebo později bude anihilovat s protonem, takže se stav vrátí na původní hodnotu. Přesněji, bude to stále nepatrně kolísat kolem nějaké střední hodnoty.

Ani v nitrech hvězd se nemění hmota na energii. To, k čemu tam dochází, je jaderná syntéza, při které se uvolní vazbová energie, za kterou mohou jaderné síly. Ta se projevuje tak, že klidová energie jádra je menší než součet klidových energií jednotlivých volných nukleonů, které v tom jádře jsou. Ten rozdíl je vazbová energie. Uvolněnou vazbovou energii pak odnášejí produkty reakce ve formě kinetické energie. Příkladem může být reakce protonu s protonem, kdy vznikne deuteron+pozitron+neutrino. A je vidět, že i tady se součet baryonových a leptonových čísel zachovává.

Otazníkem jsou černé díry. Ty by mohly poměr baryonové a temné hmoty nepatrně měnit. A to z toho důvodu, že černé díry by měly ze všeho, co do ní spadne, zachovávat pouze hmotnost, elektrický náboj a moment hybnosti („No hair“ teorém). Leptonové a baryonové číslo a o další informace by měly být ztraceny. Do černých děr padá všechno, zářením počínaje a temnou hmotou konče. A kdybychom vedle se daly dvě černé díry, z nichž jednu by vytvořily baryony a druhou temná hmota, nedokázali bychom vůbec rozlišit, která je která. Tady je ovšem temná hmota oproti té normální ve výhodě, protože je pro ni nesrovnatelně obtížnější vytvořit dostatečné zahuštění, aby černá díry mohla vzniknout. Jestli takto nějaké černé díry vznikly, tak jich bude hodně málo, jestli vůbec nějaké. Navíc se ukazuje, že možná „No hair“ nebude tak tvrdý, a těch informací se možná zachovává více. Dostalo to název „Soft hairs“. Jenom není zcela jasné, které všechny informace to jsou. A dokud nebudeme mít nějakou kvantovou teorii gravitace, tak asi nebudeme mít jistotu, jako to mezi zachováním kvantových čísel a černými děrami vlastně je. Ono to nakonec ani není důležité z hlediska vývoje vesmíru, protože jak temná hmota, tak i ta baryonová se chovají stejně v tom smyslu, že jejich hustoty klesají se třetí mocninou expanzní funkce. Proto se často pracuje jenom se součtem jejich hustot a nerozlišuje se, která je která. Jediné, co můžeme o tom poměru říct je to, že od dob CMB do dneška se nijak výrazně nezměnil. Navíc stále větší roli hraje při vývoji vesmíru temná energie a tyhle dvě složky hmoty budou mít stále menší význam, ať už jejich poměr bude jakýkoliv. Temná hmota je hlavně problémem částicové fyziky, aby dokázala říct, o jaké částice se jedná a jak přesně se chovají a jaké mají vlastnosti, a aby model částic a interakcí byl kompletní.

Existuje však jedna hypotetická reakce, která by množství baryonové hmoty ve vesmíru mohla v hodně daleké budoucnosti opravdu drasticky změnit. Při téhle reakci dochází i narušení zachování baryonového i leptonového čísla. Je to rozpad volného protonu. Ten zatím nebyl pozorován. Jediné, co se ví, že jestli k téhle reakci opravdu dochází, tak střední doba života protonu je delší než 10^34 roků.
 
27.2.2019 - 19:27 - 
Zdá se, že kosmická observatoř Chandra nalezla chybějící baryonovou hmotu, nebo alespoň její velkou část.

https://www.astro.cz/clanky/vzdaleny-vesmir/chandra-vyresila-problem-chybejici-hmoty-ve-vesmiru.html
 
04.4.2019 - 21:14 - 
Prakticky bylo vyloučeno, že by temnou hmotu mohly tvořit primordiální černé díry. Jejich celkový podíl na temné hmotě by měl být < 0.1%. 
04.4.2019 - 21:26 - 
Byla nalezena již druhá galaxie, ve které zřejmě chybí temná hmota.

https://astronomy.com/news/2019/03/ghostly-galaxy-without-dark-matter-confirmed

Pokud se to potvrdí a budou nalezené další, budou ze hry nejrůznější alternativní teorie, které vysvětlují působení temné hmoty úpravou teorie gravitace.
[upraveno 4.4.2019 21:46]
 
04.4.2019 - 21:48 - 
To je docela škoda. Mohlo to být pestřejší... 
04.4.2019 - 22:23 - 
quote:
To je docela škoda. Mohlo to být pestřejší...


Škoda co? Ty černé díry nebo ta chybějící temná hmota.?

U té temné hmoty je to např. v poslední době napínavější a napínavější, protože se postupně vylučuje všechno, co současná fyzika dokáže nabídnout. Např. honba za axiony je zatím bez výsledku.

https://phys.org/news/2019-03-dark-evidence-axions.html

Ale uvidíme co najdou, až znovu spustí LHC po upgradu. A u té chybějící temné hmoty v galaxii bych byl zatím také v klidu. Když našli první tak to po půl roce bylo zpochybněno. Čili úplně jednoznačný výsledek to asi nebude. Tak vyčkejme nějakou dobu, jestli se to u té druhé opravdu potvrdí nebo jestli najdou další galaxii, kde temná hmota také chybí a bude to bez debat.


 
04.4.2019 - 22:30 - 
Spíše ta temná hmota. Axiony. Atd. Víc částic znamená víc interakcí, víc možností udělat nějaký další vědeckotechnický pokrok tímto směrem, mít technologie, které se současným poznáním a seznamem částic není možný, atp. 
05.4.2019 - 21:01 - 
quote:
Spíše ta temná hmota. Axiony.


Nad axiony bych ještě hůl nelámal. Nejsou produktem nějaké exotické teorie, ale jejich předpověď je vytvořena na základě kvantové chromodynamiky, tedy popisu silné interakce, která docela dobře funguje a je tedy i velká pravděpodobnost, že jejich předpověď je správná. No, a že se je zatím nepodařilo nalézt… Jsou to částice, které interagují jenom slabě a gravitačně, takže jejich detekce je velice obtížná. Tak trochu je to srovnatelné s neutriny, ty interagují podobně, jenom slabou a gravitační interakcí. O těch se od počátku vědělo, v jakých reakcích asi vystupují, a přesto trvalo nějakých 25 roků, než se je poprvé podařilo detekovat, a i v dnešní době je jejich detekce není zrovna snadná.
 
05.4.2019 - 22:41 - 
quote:
Pokud se to potvrdí a budou nalezené další, budou ze hry nejrůznější alternativní teorie, které vysvětlují působení temné hmoty úpravou teorie gravitace.


No nevím... alternativní teorie popisují docela dobře pozorování chování hvězdokup a vzdálených dvojhvězd, které lze přítomností "temné hmoty" vysvětlit fakt jenom stěží...
 
08.4.2019 - 11:48 - 
quote:
No nevím... alternativní teorie popisují docela dobře pozorování chování hvězdokup a vzdálených dvojhvězd, které lze přítomností "temné hmoty" vysvětlit fakt jenom stěží...


Tak zrovna tyhle dva příklady nejsou zrovna nejšťastnější. Například MOND (z té vychází vlastně i McCulloch se svou QI) funguje bez temné hmoty skvěle v galaktických měřítcích. Nakonec byla i vymyšlena pro to, aby vysvětlila rotační křivky galaxií. U těch kulových hvězdokup dává MOND sice lepší výsledky než Newtonovská gravitace, ale ne úplně správné a kus hmoty tam chybí a je jedno, jestli té chybějící hmotě budeme říkat temná nebo nepozorovaná baryonová hmota.

A u dvojhvězd to ještě nikdo pořádně neměřil (jenom neříkej, že McCulloch jo , protože nějaká relevatní přesná data mít nemůže) a bude to i hodně náročné měření a asi i zatížené poměrně velkou chybou, takže až tak průkazné to nebude. Aby bylo jasné o jakých odchylkách rychlostí mezi MOND a NG mluvíme.



Ten obrázek ukazuje rozdíl rychlostí pro hmotnosti složek zhruba hmotnosti Slunce. Vzdálenost složek, kde se začíná uplatňovat MOND je v řádu tisíců AU. GAIA např. dokáže změřit s přesností 0.02 km/s. Navíc je potřeba určit absolutní rychlosti. To, co dobře umíme je radiální rychlost a tu tangenciální učit jinak. Ale tady jsme na periodách v řádu statisíců roků, takže ta chyba zase bude veliká. Musí se i nezávisle určit hmotnost složek a to se nedá dost dobře jenom ze svítivosti, ale znamená to docela dobře proměřit spektra složek dvojhvězdy. To zase bude zatížené nějakou chybou. Musí se vybrat i vhodné dvojhvězdy, aby se dal vyloučit vliv vnějších polí. Není to tedy jednoduché, protože ta chyba, kterou jsou zatížena jednotlivá měření se kumuluje a je to i hodně náročné na pozorovací čas. Ty dvojhvězdy tedy neberu u těch se zatím analyzuje, jestli by to mohlo jít a s jakou přesností.

No, a v těch hodně velkých měřítcích, kosmologických MOND také až tak moc dobře nefunguje. Ve výsledku sice vede k podobným strukturám, které pozorujeme, ale ten vývoj je podstatně rychlejší. Např. struktury v rozložení hmoty, které pozorujeme s rudým posuvem 10 u MOND vedou k menšímu posuvu.

Trošku (vlastně docela hodně) hloupé je to, což by se ve fyzice stát nemělo, že příznivci CDM (studená temná hmota) a MOND jsou mezi sebou dost na kordy a je to už vyhrocené buď CDM anebo MOND, více méně bez kompromisu. Přičemž to, že např. u těch rotačních křivek galaxií MOND exceluje stojí určitě za pozornost a nemusí to být náhoda a je za tím něco hlubšího. Jenomže to hlubší, nějaký solidní teoretický základ, pro MOND zatím chybí. Je to zatím spíše empirická formulace problému asi na úrovni Bohrova modelu vodíkového atumu, kdy se vezme Coulombův zákon a spojí se s Broglieovou hypotézou. Výsledkem je, že krásně dostaneme energetické hladiny vodíkového atomu, ale u vícelektronových atomů už tenhle model selže. MOND je na tom tak trochu podobně.
 
<<  1    2  >>  


Stránka byla vygenerována za 0.259937 vteřiny.