Kovács András: Egymilliárd galaxison át a sötét energia legmélyebb bugyraiba (Atomcsill, 2024.03.21)
Вставка
- Опубліковано 28 бер 2024
- Előadó: Kovács András (Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont)
Cím: Egymilliárd galaxison át a sötét energia legmélyebb bugyraiba - mit mutat meg nekünk a Euclid űrteleszkóp?
Időpont: 2024.03.21.
Kivonat: Milyen sebességgel tágul az univerzum? Mi a galaxisokat körülvevő sötét anyag eredete? Hogyan kell elképzelni a világegyetemünket napjainkban gyorsítva tágító, az üres térben lakozó sötét energiát? Ezen nyitott kozmológiai kérdések megválaszolására tett eddigi talán legnagyobb erőfeszítésként küldte a Föld-Nap rendszer L2-es Lagrange pontjába az Európai Űrügynökség (ESA) a Euclid űrtávcsövet 2023 júliusában, amely kivételes mélységű képeinek segítségével a korábbiaknál nagyobb és pontosabb térképet készít majd hozzávetőlegesen 1 milliárd galaxis térbeli eloszlásáról. Az univerzum 95%-át alkotó sötét komponensek
megértése kapcsán azonban kihívást jelent majd olyan új adatfeldolgozási módszerek megalkotása is, amelyek a látható anyag mozgása és csomósodása alapján képesek arra is választ adni, hogy mi az igazi természete ezeknek az egzotikus anyag- és energiafajtáknak. Az előadás során bemutatom majd az
univerzum nagyskálás szerkezetének modern statisztikus módszereit, különös tekintettel a saját kutatási területemre, melynek keretében a világegyetem legnagyobb struktúráit vizsgáljuk.
További információ: atomcsill.elte.hu/NEW/events/... - Наука та технологія
Én ebben nagyon szívesen részt vennék, vagy ehhez hasonló projektben, de csak egy tájékozott 30 éves férfi vagyok, aki hobby szinten Elte videókat néz, és kvantumfizikát tanul. :D
Ez a csajozós dumád?😃
Nagyon köszönöm, s külön gratulálok az Euclid projekthez
Nagyon élvezetes és informatív volt, köszönjük szépen!
Tisztelt Kovács András, Atomcsill, Dávid Gyula!
Ismét remek előadás volt.
40-43 percnél, viodok hatásai a háttérsugárzásra
Nos, itt, hogy az előtér miatt-e más a háttérsugárzás (a fény min halad, meg min nem át), vagy a háttérsugárzás fluktuációinak a későbbi megnyilvánulásaik az anyageloszlások (vagy hiányok), az érdekes függő kérdés. Teóriát alkotni mindkettőre lehet, sőt, lehet, hogy is-is?
Lehet, hogy majd visszatérhet még a fáradt fény elmélete is, mégha nem is pontosan eredeti formájában?
(ezekről is sok teória lehet)
Felmerülhet az is, hogy némely fizikai állandó sem teljesen állandó (finomszerkezeti például) vagy akár más is, de nagy távlatokban és időben úgy változhat, hogy a jelenlegi modellekben és mérésekben nem egészen látható. Ha több minden úgy változik, hogy észre se vehető és a jelenlegi modeleket se zavarja túlságosan?
A MOND elméletről is lehetnének előadások. Vagy azért nem, mert az még csak nagyon teória?
Lehet a gravitáció nagy skálákon valamiféle transponált hiperbolikus, vagy logaritmusos mértékű, közelre mérünk, ott a szokásos, galaxis szélei felé és kozmikus nagy távolságokban....
De lehet, hogy csak valami más hatás
Volt 1-2 olyan híresebb kép, 2 galaxis ütközésénél, hogy külön mutatva az atomos és a sötét anyagot, hogy kicsit másképp vannak. Nem tudom, hogy hogy tudtak olyan képet összerakni. Ott gravitációs lencsehatást sem lehetett tán vizsgálni? Lehet valahogy furábban torzul-hat a gravitáció... késik-siet, megzavarodik hirtelen egy idő után, megcsiklandozza a higgs mezőt, az felnevet és furaság az eredménye.
De a Hubble feszültség és sok más kérdés ott van, meg sok mindent nem értünk és nem passzolnak a modellek jól, no meg a sötét anyag, energia, stb... vagy óriási fekete lyukak kialakulása, vagy James Webb űrtávcsővel korai nagy galaxisok...
Ha meg egységesen minden felől fúj a szél, akarom mondani sötét energia, aztán valahogy az anyag úgy érthető, hogy csomókba-hálókba rendeződik, mi vonzza egymást közelről, meg még valahogy arrafelé úgy a sötét anyag is bejátszik. Mi utóbbinál sok mindent csak nagyon tippelgetni lehet, csak nem stimmel, meg mérni nehezen.
Ám sok mindent nem tudunk még megmagyarázni, vagy lehet nem pontosan. Sok mindent esélyesen nem látunk/tudunk még, sok olyan is akad, mit látunk, tudunk, de nem tudjuk hová tenni, vagy úgy van... sötét energia, sötét anyag, óriás fekete lyukak, összefonódott részecskék, neutrínó fluktuáció, megmagyarázhatatlan állandók és paraméterek sokaságai, miknek lehet van valami okuk is
De ha ez az új felmérés a gravitációs lencsehatásokból is ennyire kalkulál, miközben nagyobb skálán lehet a galaxis-eloszlásokat összevetve a háttérsugázás fluktuációival is, az érdekes. Meg komoly technika. Meg az a felbontóképesség és pontosság. Valaki meg heteken át fotózik és nemhogy a lófej-ködöt, de sok világosabb nagyobb dolgot is alig lát. :D
✌️
Köszönjük az előadást, nem könnyű a láthatatlant mérni az biztos. A sötét energia is csomósodhat? Az is deformálhatja a távoli galaxisképeket? A sötét anyag fogalma a galaxisok külső karjainak túl gyors forgása miatt született, milyen időtávon lehet ilyesmit megfigyelni? Elég hozzá max. pár tíz év, vagy a struktúráján látszik? A sötét anyag együtt forog a galaxissal? Meg még ki tudja hány szabad paraméter, AI legyen a talpán, aki összerakja :)
"A sötét energia is csomósodhat?"
Az előadásban is elhangzott a válasz: jelenlegi tudásunk szerint a sötét energiának nevezett anyagfajta nem csomósodik, egyenletesen tölti be az univerzumot.
"A sötét anyag fogalma a galaxisok külső karjainak túl gyors forgása miatt született, milyen időtávon lehet ilyesmit megfigyelni?"
Természetesen a modern csillagászat megszületése óta eltelt egy évszázad alatt nem tudtuk megfigyelni egyetlen extragalaktikus csillag elmozdulását sem - egyszerűen túl messze vannak ehhez. Ez a megfigyelés még a saját környezetünkben is nehéz. A jelenleg is működő Gaia űrtávcső igen nagy pontossággal veszi fel több millió csillag koordinátáit, és ezt néhány évenként megismétli - ebből lassan kirajzolódik a közeli csillagok sajátmozgása. De csak a közelieké.
Viszont igen jól lehet mérni a csillagok fényének vöröseltolódását, és ebből következtetni tudunk a látóirányba eső sebességükre. Ha egy extragalaxis bal széle más vöröseltolódást mutat, mint a jobb széle, akkor a két érték átlaga az egész galaxis mozgásának (általában távolodásának) tulajdonítható, a különbség pedig a galaxis forgásának. Ha ezt a különbséget a centrumtól különböző távolságokra megmérjük, kirajzolódik a csillagok keringésének sebességprofilja. Ezt lehet összehasonlítani az elméletileg számolt görbével. ha nem stimmel, akkor kell ott lenni valami másnak - ez a sötét anyag.
Nem véletlen, hogy az első meggyőző adatok 1970 körül születtek, egy új, nagy felbontású spektroszkóp kifejlesztése után, amikor Vera Rubin a legközelebbi spirálgalaxis, az Androméda-köd csillagainak egyedi mozgását vizsgálta.
"A sötét anyag együtt forog a galaxissal?"
A fentiekből következik, hogy a sötét anyag radiális eloszlását nagyjából ki tudjuk következtetni, mozgásáról viszont nincsenek adatok.
A témáról részletesen szó volt "A sötét anyag nyomában" című Atomcsill-előadásban.
"AI legyen a talpán, aki összerakja."
Bizonyos, hogy a jövő nagy áttörést hozó elméleteit nem AI, hanem ember hozza létre. Az AI rendszerezheti az ehhez szükséges adatokat.
dgy
Ha már itt vagyunk olyan nagyon közel a tejútrendszerhez, akkor talán a saját sötét anyagunkat kellene kutatni
@@foidentitas6631
1/ "Ha már itt vagyunk olyan nagyon közel a tejútrendszerhez"
Nem "közel" vagyunk a Tejútrendszerhez, hanem konkrétan a belsejében vagyunk.
2/ "talán a saját sötét anyagunkat kellene kutatni"
Nincs "saját" sötét anyagunk. A mi galaxisunkban levő feltételezett sötét anyag éppen olyan, mint a más galaxisokban, illetve a galaxisközi térben levő.
Természetesen folynak kísérletek a sötét anyag alkotórészeinek földi kimutatására. Ez egyrészt részecskegyorsítókban történik, ahol az ismert részecskék ütközései során felbukkanhatnak olyan eddig ismeretlen részecskék is, amiket bizonyos elméleti érvek alapján a sötét anyag valamelyik alkotórészeként azonosíthatunk.
Másrészt megkísérelhetjük a kozmikus sötét anyag éppen erre járó részecskéi (talán ezekre gondolt a kérdező a "saját" sötét anyagról szóló kérdésében) és a földi részecskék kölcsönhatásának detektálását is. Az ilyen vizsgálatokat igen megnehezíti, hogy a sötét anyag nagyon ritka. Az űrben sok van belőle, több mint a közönséges anyagból - a utóbbi azonban a Földön igencsak megsűrűsödött. Mi pedig a köznapi életben ezekhez a sűrűségekhez szoktunk. A sötét anyag ehhez képest nagyon híg, kis valószínűséggel történik értékelhető ütközés.
Ezért több információt remélhetünk a sötét anyag által alkotott kozmikus struktúrák vizsgálatától. Egy hasonlat: a hajótörött az óceáni szigeten ül, és nézegeti az időnként arra vonuló felhőket. Nagyon sok szép dolgot láthat, de a földi légkörzés globális dinamikájáról és az El Nino jelenségről mégiscsak többet tudhat meg a távolról, műholdak által készített fotók tanulmányozásával.
dgy
Köszönöm, most emailt is kaptam a válaszról. Másik kérdésem, hogy ha a láthatóhoz képest 5x annyi gravitáló sötét anyag hatását látjuk másik galaxis csillagmozgásában, akkor a preciziósan követett űrszondáink mozgásán, bolygómozgásokon hogyhogy a nyomát sem?
A sötét anyag nagyon ritka. Összességében sok van belőle, mert ott is van, ahol közönséges anyag csak nyomokban. (A közönséges anyag átlagos sűrűsége néhány atom köbméterenként.)
Az ilyen helyeken, mint a Naprendszer, ahol viszonylag nagy a közönséges anyag sűrűsége, a sötét anyag hatása nagyon kicsi.
dgy
Kedves Atomcsill!
Régóta nézem az előadásokat és először is köszönöm a videókat és az előadók/szerkesztők munkáját! Egy kérdést engedjenek meg, mert már nagyon régóta gondolkozom ezen a dolgon. Az a megértésem, hogy az univerzum egyre gyorsabban tágul, és egyre nagyobb a látható univerum “térfogata”. Van esetleg valamilyen összefüggés, esetleg felírható egyenlet ami a tágulás sebességét és az univerzum térfogatát írja le?
Előre is köszönöm a választ!
Az Univerzum mai ismereteink szerint végtelen, tehát a térfogatáról nem lehet beszélni. A kozmológiában az a(t) "skálafüggvényt" használjuk. Ha két galaxis távolsága ma x, akkor a t pillanatban a távolságuk a(t)x volt vagy lesz (az a(t) függvényt úgy adják meg, hogy a mostani pillanatban értéke 1 legyen).
A kozmológiai elmélet központi problémája az a(t) függvény meghatározása. Egyrészt elméleti kiszámítása, azaz a függvény levezetése bizonyos elméletek és anyagmodellek alapján. Másrészt a csillagászati megfigyelések alapján kiválasztani az Univerzum tágulását leíró tényleges a(t) függvényt a lehetségesek halmazából - majd a függvény alapján további előrejelzéseket tenni az Univerzum adataira, és ezeket további megfigyelésekkel összehasonlítani.
A tágulási folyamatot leíró egyenleteket Fridman és Lemaitre egyébként már több mint száz éve levezette az általános relativitáselmélet Einstein-féle egyenleteiből. Az 1990-2010-es évek precíziós kozmológiai megfigyelései tették lehetővé azt, hogy a lehetséges megoldások közül kiválasszuk a valódi világhoz legjobban illeszkedőt.
Az a(t) függvény lehetséges alakjairól, az Univerzum ezek által leírt lehetséges tágulási forgatókönyveiről és a precíziós kozmológiai megfigyelések alapján történt választásról szólt az Atomcsill sorozat "Határtalan Világegyetem" című előadása. Az előadás során vetített prezentációs anyag is megtalálható a videófelvétel mellett az atomcsill.elte.hu weblapon. Ennek a prezentációs anyagnak a 40. oldalán látható 3. számú görbe az, ami a jelenlegi megfigyelések szerint a legjobban leírja az Univerzum tágulásának történetét.
Az a(t) függvény jelenleg exponenciálisan növekszik. A növekedés ütemének pontos meghatározása további precíziós megfigyeléseket igényel, ezek folyamatban vannak.
dgy
Nem lehet hogy a gravitáció ismeretének hiány zavarja a dolgokat?
Nem tudjuk, milyen az Univerzum geometriája. A nagy kérdés szerintem, hogy milyen a topológiája.
Vajon a tér csak tágul vagy mint egy folyó folyik is? Ez nem magyarázná a sötét energia egy részét? A gravitációs hullámok minden irányban ugyan azzal a sebessegel terjednek?
Elnézést ha buta a kérdés laikus vagyok de nagyon szeretem az atomcsil előadásait.
Ez is nagyon jo volt!
köszönöm
A tér nem anyag, és nincs anyaga. Ezért nem is lehet azt mondani rá, hogy "folyik".
Viszont az ilyen metaforák segíthetnek bizonyos bizarr fizikai szituációk elképzelésében - feltéve, ha közben mindig szem előtt tartjuk, hogy ezek nem szó szerint veendő köznapi állítások, hanem csak hasonlatok.
Pl tudjuk, hogy egy gömbszimmetrikus fekete lyuk eseményhorizontján belül egy test nem tud "egy helyben állni", hanem mindenképpen zuhannia kell a centrum fel. Ezt úgy tehetjük szemléletessé, hogy azt képzeljük: a fekete lyuk "beszívja" a körülötte levő téridőt, és ennek "áramlási sebessége" az eseményhorizontnál eléri a fénysebességet, ezért a lehető leggyorsabban kifelé igyekvő test sem tudja legyőzni ezt a befelé futó áramlást, így ellenállhatatlanul sodródik a centrum felé.
Másrészt a forgó fekete lyuk körül kialakul egy olyan tartomány, az ún. ergoszféra, ahol hasonlóképpen nem lehet "ácsorogni", ám kifelé még meg lehet szökni. Ebben a tartományban folyamatosan keringeni kell (közben lehet kifelé és befelé is haladni, vagy tartani a centrumtól való távolságot). Ezt pedig úgy képzelhetjük el, hogy a központi fekete lyuk forgása magával ragadja, "örvénylésre készteti" a téridőt, és az ide került anyagi test kénytelen követni ezt az örvénylést.
A sok idézőjel is jelzi, hogy ezek nem pontos, szó szerint értendő állítások, hanem bonyolult matematikai számítások eredményeinek többé-kevésbé helyes, szemléletes illusztrációi. Segítenek elképzelni az elképzelhetetlent, de nem szabad messzemenő következtetéseket levonni belőlük, további elképzeléseket vagy modelleket építeni rájuk. Röviden szólva: ezek az állítások nem igazak. A továbbhaladásnak egyetlen útja van: a szigorú matematika.
Ami pedig a (szerencsétlen módon) "sötét energiának" nevezett anyagfajtát illeti: azt nem kell megmagyarázni. Fizikáját jól ismerjük, a dinamikáját leíró egyenleteket rég felírták, vizsgáztatunk is belőle. Amit nem tudunk, az az, hogy valóban létezik-e ez az anyagfajta, vagy a neki tulajdonított jelenségeket más módon is meg lehet magyarázni. A "sötét energiának" mindenesetre még hasonlat szintjén sincs köze "a tér áramlásához".
dgy
@@elteatomcsill8013
Egyetértek hétköznapi ember számára le kell vinni szinte népmese szintjére ahoz hogy kicsit is rálátása legyen .
Köszönöm hogy megteszik!
Üdv Gergő
Remélem valaki válaszol majd a kérdésemre. Ha kivesszük a téridőből a benne lévő részecskéket,atomokat , anyagot ami az energia megjelenési formája vagyis mindent. Akkor a téridőnek magának is van valamennyi energiájá? A kozmikus színpadnak is van akkor energiája amit a sötét energia létrehoz? Elnézést ha butaságot kérdezek, csak kíváncsi vagyok és a választ keresem.
A téridőhöz nem lehet egyértelműen meghatározható, térben lokalizált energiasűrűséget, impulzussűrűséget hozzárendelni, míg ez pl az elektromágneses mező esetében minden további nélkül sikerül.. Pedig jó lenne, hiszen ez a fogalom lenne a klasszikus fizika "gravitációs helyzeti energia" fogalmának megfelelője az általános relativitáselméletben. A különbségnek mély fizikai és matematikai okai vannak, már több előadásban beszéltem erről.
Van két kivételes eset. Az egyik egy üres térben sodródó anyagcsomó - pl egy galaxis, amely olyan távol van minden más anyagtól, hogy a körülötte levő tér üresnek tekinthető. Ilyenkor az egész rendszernek (a galaxis csillagai, bolygói, a benne levő por, gáz, sugárzás + az ezek gravitációs kölcsönhatása) megfeleltethető egy jól meghatározott energiaérték (amely kevesebb, mint az alkotórészek tömegéből és mozgásából származó energia: a különbséget tekinthetjük gravitációs kötési energiának).
A másik eset az igen gyenge gravitációs tereké. Ilyenek a gravitációs hullámok - ezért van értelme arról beszélni, hogy pl két neutroncsillag vagy fekete lyuk ütközésekor mennyi energiát vittek el a kisugárzott gravitációs hullámok.
dgy
A tankokat mintha már láttam volna.
Nem lehet, hogy a sötét energia keletkezése az anyag kihüléséből fakad? Ahogy csökken az anyag "összkelvin száma", úgy nő a sötét energia mennyisége. Innen már szerintem össze lehet rakni a képet.
Nem lehet.
Ha egy anyagfajta kölcsönhat az elektromágneses sugárzással, akkor hidegen is kölcsönhat, tehát sugároz. Legfeljebb nem a látható fény tartományában, hanem rádióhullámokon. Sugárzását pedig észlelnénk - ahogy megtaláltuk a mindössze 2,7 K hőmérsékletű háttérsugárzást is.
Más: nincs olyan fogalom, hogy "az anyag összkelvin száma". A hőmérsékleti értékek nem adhatók össze. Lásd "A fekete fény" című Atomcsill-előadás kezdő viccét.
dgy
A sötét anyag semmiféle elektromágneses sugárzást nem bocsát ki (és nem is nyel el), tehát nem lehet hideg, kihűlt közönséges anyag.
dgy
@@elteatomcsill8013 köszönöm a választ. Egyre inkább elképzelésem sincs, hogy mi lehet a sötét energia, minél többet tudok róla. :D
@@raimhol A fizikusoknak teljesen pontos elképzelésük van róla: skalármező, a már ismert és kísérletileg is igazolt Higgs-mezőhöz is hasonló. Ismerjük a rá vonatkozó egyenleteket. Mindez annyira ismert, hogy vizsgáztatni szoktam belőle.
A kísérleti kimutatás még hátravan. De az elméleti tulajdonságai jól illenek a kozmológiai megfigyelésekhez.
dgy
@@dgy137 Köszönöm szépen az információt. Pár hete kezdtem el aktívabban foglalkozni a témával, illetve a kvantumtérelmélettel. Sokat kell még tanulnom. :)
"satöbbi, satöbbi"
Ez rohadt idegesítő