Also Available in:

‘Temni fotoni’ - še eno kozmično mašilo

avtor:
provod Gorazd Novak (www.ustvarjen.si)

Objavljeno: 18 avgust 2015 (GMT + 10).

Najprej je bila temna materija,1 nato je prišla temna energija,2 sledili so še temni fluid,3 temni tok4 in temno sevanje;5 in zdaj predlagajo novo entiteto temnega sektorja fizike delcev – temne fotone. Temni sektor je poln hipotetičnih entitet, ki so oblikovane, da bi rešile zgodbo velikega poka, toda dejansko gre le za veliko kozmično pripovedovanje zgodbic.6

Že pred tem sem trdil, da je temna materija neke vrste “bog vrzeli”, “neznani bog7 v astrofiziki. Gre za neznanko, ki se jo vpeljuje, da bi pojasnila nerazložljivo,8 ki je – če sledite določeni verigi logike – potrebno, da se ohrani vero v paradigmo velikega poka. Na njen obstoj se sklepa iz apliciranja znane fizike na določene ugotovitve opazovanj vesolja.9 Brez predpostavke, da 25% snovne/energijske vsebine vesolja10 tvori neka eksotična, neznana temna materija, bi bil standardni model velikega poka zavržen kot popolna polomija.

Temna materija še nikoli ni bila opažena niti v vesolju niti v kateremkoli laboratorijskem eksperimentu.

Galaksije, ki kolidirajo

Videti je, da bi nova opazovanja štirih galaksij, ki kolidirajo v kopici Abell 3827, morda lahko nekoliko osvetlila uganko.11 Poglejte štiri galaksije na sredini slike 1.

Abel-3827
Slika 1: Slika kopice galaksij Abell 3827v približno realnih barvah, posneta s Hubblovim vesoljskim teleskopom. Kopica galaksij je sestavljena iz stotin rumenkastih galaksij. V jedru kopice so štiri ogromne galaksije, ki so trčile druga z drugo. Predlagajo, da je zgornja galaksija ob trku za sabo pustila sled temne materije, ločeno od normalne materije. Temne materije na tej sliki ne morete videti, ker je “temna”, kar pomeni, da je nevidna. Toda njeno lego naj bi domnevno razkrivala gravitacijska leča nepovezane spiralne galaksije za kopico, katere popačena slika je vidna kot moder lok okoli skupine štirih centralnih galaksij.
Avtor slike: dr. Richard Massey, (Durham University) image.12

S pomočjo teoretično modeliranih učinkov tega, kar se pričakuje ob pojavu, imenovanem gravitacijska leča (tj. ukrivljanje svetlobe, ko potuje blizu masivnih objektov, v tem primeru galaksij), je narejena nova trditev:

“Opazovanja s Hubblovim vesoljskim teleskopom in zelo velikim teleskopom v Čilu (Very Large Telescope) so pokazala, da je temna materija, ki obkroža vsaj eno izmed galaksij, izrazito zaostala za tamkajšnjo običajno materijo, kar nakazuje, da so bili delci temne materije v interakciji drug z drugim in da so se upočasnjevali - to je pojav, ki ga doslej še nismo videli.”11

Ideja je v tem, da trk galaksij ločuje normalno materijo od temne materije zaradi interakcije galaksij. In ker je temna materija, ki se jo ne da opazovati, ločena od normalne materije, ki jo je možno opazovati, temna materija vpliva na ukrivljanje svetlobe iz kopice drugače kot bi slednje bilo v primeru, če ne bi bila vpletena temna materija.

Seveda je pri tem narejeno nekaj pomembnih predpostavk. Najpomembnejši dve sta: 1) to, kar vidimo, so učinki gravitacijske leče, brez neodvisne metode verifikacije, in 2) eksotična temna materija obstaja, čeprav je ne moremo videti. Toda to je lahko popolnoma napačno. Vendar pa astrofiziki verjamejo, da zato, ker je njihov model gravitacijske leče osnovan na Einsteinovi splošni relativnosti, in ker je bila ta teorija uspešno preverjena drugod,13 potem mora biti zanesljiva tudi v tem primeru.14

Nova opazovanja vodijo astronome k temu, da predlagajo, da imajo ti neznani temni “delci” materije še eno lastnost, poleg tega, da so pod vplivom gravitacije in ne elektromagnetnega sevanja (svetloba itd.), in ta je, da so lahko v interakciji (tj. da lahko vplivajo drug na drugega). Nekdo je predlagal, da izmenjava “temnih fotonov” morda lahko ustvari potrebno silo, na podoben način kot so fotoni prenašalci sile pri elektromagnetnem sevanju. Slednje se lahko manifestira, ko se dva pozitivno nabita delca medsebojno približujeta, vsak pa z drugim izmenjuje fotone in gibalno količino, zaradi česar se odbijata. Zdaj predlagajo, da na podoben način delci temne materije morda lahko izmenjujejo “temne fotone”.

Toda, ker so opazovanja pokazala na možnost učinka v eni galaksiji (v nobeni drugi, nikoli kjerkoli drugod), je nek raziskovalec priznal, da morda vendarle niso pomislili na vse. Dejal je: 11

“Obstajajo neznane neznanke, ki morda spreminjajo rezultat.”

V prevodu: “Naša interpretacija dokazov opazovanj je lahko popolnoma napačna.”

Ločena raziskava, rezultati katere so bili objavljeni v reviji Science marca 2015, je analizirala 72 trkov kopic galaksij, ne posameznih galaksij, kot v omenjenem novem poročilu. V tej raziskavi niso opazili dokazov temne materije, ki je v interakciji s sabo. Ne pozabite, da sama temna materija ni nikoli opažena, pač pa se nanjo le sklepa iz računalniških simulacij, s katerimi se modelira, kje bi nevidena reč morala biti. Toda postavljajo se trditve, da zato ker kopice galaksij kolidirajo hitreje kot posamezne galaksije, obstaja manj časa, da bi bila temna materija v interakciji in da bi se vlekla zadaj, in zato rezultati zgodnejše raziskave niso nujno v nasprotju z novejšo.

Medtem pa tu, na zemlji, v podzemnih detektorjih, iskanja delcev temnega sektorja še naprej ostajajo jalova in temne materije še niso odkrili v CERNovem velikem hadronskem trkalniku. V resnici pa predlagane kandidate hitro izključujejo. Številni veliki eksperimenti že več kot 40 let iščejo dokaze za temni sektor, a jih še niso našli.

Zaključek

Ali je možno, da je to, kar opazujemo s svetlobo in ostalimi oblikami sevanja, vse, kar obstaja? Vesolje ni evolviralo iz velikega poka in zato model, ki skuša opisati širjenje, potrebuje mašila, s katerimi se model prilagodi opazovanjem. Zdaj predlagajo še eno mašilo – temne fotone iz delcev temne materije, ki so v interakciji. Torej je vpeljana nova neznanka, da se pojasni neznano.15 Toda še vedno so izgubljeni v temi.

Viri in opombe

  1. Dark matter, wikipedia.org, dostopano 18.6.2015. Vrni se na besedilo.
  2. Dark energy, wikipedia.org, dostopano 18.6.2015. Vrni se na besedilo.
  3. Dark fluid, wikipedia.org, dostopano 18.6.2015. Vrni se na besedilo.
  4. Dark flow, wikipedia.org, dostopano 18.6.2015. Vrni se na besedilo.
  5. Dark radiation, wikipedia.org, dostopano 18.6.2015. Vrni se na besedilo.
  6. Hartnett, J.G., Cosmic storytelling, biblescienceforum.com, 9 April 2015. Vrni se na besedilo.
  7. Hartnett, J.G., Is ‘dark matter’ the ‘unknown god’? Creation 37(2):22–24, 2015. Vrni se na besedilo.
  8. Hartnett, J.G., Big bang beliefs busted, Creation 37(3):48–51, 2015. Vrni se na besedilo.
  9. Hartnett, J.G., Why is Dark Matter everywhere in the cosmos? creation.com, March 2015. Vrni se na besedilo.
  10. Toda 85% vse materije v vesolju. Vrni se na besedilo.
  11. Moskowitz, C., Dark Matter Particles Interact with Themselves, scientificamerican.com, 19 May 2015; izvorno objavljeno kot Dark Mater Drops a Clue, Scientific American 312(6):15-17; doi:10.1038/scientificamerican0615-15, 19 May 2015. Vrni se na besedilo.
  12. Potencialni znaki “interaktivne” temne materije kažejo, da vendarle ni popolnoma temna, phys.org, 14 April 2015. Vrni se na besedilo.
  13. Test splošne relativnosti s Hulse-Taylor binarnim pulzarjem preko “orbit spin-down” kaže dobro ujemanje s tem, kar se pričakuje z energijo, ki se izgublja z gravitacijskim sevanjem. Vrni se na besedilo.
  14. Toda treba se je zavedati, da je bila pred formuliranjem Einsteinove splošne relativnosti tudi Newtonova formulacija gravitacije dobro preverjena, a ni mogla pojasniti anomalij orbite Merkurja. Da bi to pojasnili, so znanstveniki vpeljali planet, ki ga niso nikdar videli in ki se ga sploh ni dalo videti, ki pa je imel ravno pravšnje lastnosti in gibanje, da je pojasnil nerazloženo gibanje Merkurja. Einsteinove enačbe so dale razlago, ki ni terjala tega “temno materijskega” planeta. Morda tudi tokrat ne potrebujemo še več “temne materije”, pač pa drugačno fiziko. Vrni se na besedilo.
  15. Hartnett, J.G., ‘Cosmology is not even astrophysics’, creation.com, 3 December 2008; creation.com/not-astrophysics. Vrni se na besedilo.