Mi van akkor, ha a sötét anyag volt az első, nem pedig a H és He? A sötét anyag annyira homogén maradt az univerzumban, hogy csak a galaxisok létrejöttével kezdett el csomósodni. A sötét anyag létére is csak a galaxisok vizsgálatával következtettek.
Leírtam neked, hogy ezermilliárd-számra kellene, hogy legyenek.
Ez a szám valószínűleg arra a feltételezésre alapul, hogy a fekete lyukak átlagos tömege egy naptömeggel egyenlő. Ez azonban helytelen következtetés, hiszen a fekete lyukak ennél minden bizonnyal jóval nagyobb tömegűek. Itt nem is elsősorban a szupermasszív fekete lyukakra, hanem a kis és közepes fekete lyukakra gondolok. Ahogy már volt róla szó, a fekete lyukak eleve nagyobb csillagokból jönnek létre, s bár ezek anyaguk egy részét ledobják, a maradék anyagtömeg általában nagyobb, mint az egy naptömeg.
S ami ennél lényegesebb, ez a tömeg a későbbiekben csak növekedni tud. A galaxisokban kisebb nagyobb anyagfelhők áramlanak, vándorolnak, s ha ezek egy fekete lyuk közelébe kerülnek, az bekebelezi (legalábbis nagyobb részét).
A csillagok, életútjuk végén anyagot löknek ki magukból, aminek egy része újabb csillagok keletkezését indítja meg, más része pedig a korábban keletkezett fekete lyukakba kerül, ahonnan már nem jut ki. Ilyen módon a fekete lyukak az anyag egyfajta gyűjtőhelyeivé válnak galaxisban, s az idők során egyre tetemesebb tömeg halmozódik fel bennük. Emiatt feltételezhetjük, hogy a galaxisunkban tömegével fordulnak elő több tíz, vagy több szász naptömeggel rendelkező fekete lyukak. S ekkor már közel sem kell ezer milliárd fekete lyukat feltételeznünk...
Természetesen nem én találtam ki, hogy a hiányzó tömeg a fekete lyukakban rejtőzhet, ami mutatja, hogy reális lehetőségként szakértők is számításba vették. Jelen pillanatban azonban még elég hiányosak az ismereteink a fekete lyukak számát és össztömegét illetően, mert érthető módon igen nehéz ezeket megfigyelni. Emiatt az ezzel kapcsolatos becslések is akár nagyságrendi hibákat tartalmaznak. Én úgy látom, hogy egyes szakértők hajlamosak mélyen alulbecsülni a fekete lyukak számát és össztömegét, s inkább rejtélyes és ismeretlen sötét anyaggal magyarázni a hiányzó tömeget. Talán ez azért van, mert egy ismeretlen szubsztanciára bármit rá lehet húzni...
Akár a csillagok keringési sebességét akarjuk megérteni a galaxisokban, akár a galaxis-halmazok belső mozgásait, vagy pedig a teljes univerzum tágulási sebességének kritikushoz közeli értékét, ehhez az ismert közönséges tömeges anyag mennyiségének hatszorosára lenne szükség. De honnan tudjuk, mennyi közönséges anyag van a teljes megfigyelhető univerzumban?
A mérések szerint az atomos anyag 75%-a hidrogén 25%-a hélium (meglepő módon az összes többi elenyésző). Ám a csillagokban zajló magfúzió képtelen lett volna a hidrogén ekkora hányadát héliummá alakítani, ehhez valami sokkal termelékenyebb folyamatra volt szükség. Ez a megfigyelés adta annak idején a Nagy Bumm egyik legfőbb bizonyítékát, vagyis azt hogy a hidrogénmagok nagy részének valami más alapvetőbb szinten kellett összeállnia a héliummagokká. Ez az elsődleges nukleoszintézis ehhez volt szükség a univerzum forró kezdeti állapotára.
Ám az ekkor keletkező He4 magok előfordulási gyakorisága jól meghatározott összefüggésben áll, az összes magrészecskék (protonok, neutronok) valamint a fotonok közötti számaránnyal. A fotonok térfogategységre jutó mennyiségét viszont egyértelműen ki lehet számítani a kozmikus háttérsugárzás ma mért hőmérsékletéből. Így aztán tudható a magrészecskék térfogategységre jutó száma és tömege is. Ám ez huszadát se adja a kritikus sűrűségnek, s a hiányt a többi (könnyebb) részecskék sem képesek pótolni. Hasonló eredményt kapunk, ha a mikrohullámú háttérsugárzás térbeli mintázatából számítjuk ki a vele egykor csatolásban lévő anyag sűrűségét.
Ez és számos egyéb különböző mérés ma már egyaránt arra mutat, hogy közönséges hadronikus anyagsűrűség nem elég az Univerzum tapasztalt tágulási pályájához. Így aztán nem lehet elég például a nem világító, láthatatlan kompakt objektumok (MACHO-k) tömege se, ha azok közönséges anyagból állnak (bolygók, vagy a korábban izzó, de később barna, ill. fehér törpévé, neutroncsillaggá vagy fekete lyukká zsugorodó égitestek). Ugyan több száz ilyet találtak a Tejútrendszerben gravitációs lencsehatásuk megfigyelése alapján, de messze nem elegendőt a hiányzó tömeg magyarázatához.
Ha valaki tehát a fekete lyukakra akarja magyarázni a hiányzó anyagot, akkor is olyanokra kell gondolnia, amelyek túlnyomó részt nem közönséges anyagból keletkeztek.
Pontosabban fogalmazva: mindent beszippant, ami a közelébe kerül. Egyébként ezzel azt akartam kifejezni, hogy az anyag a fekete lyukból nem jön ki, hanem csak oda bekerülni tud, míg a csillagok kifelé is bocsátanak anyagokat. Ez azért lényeges, mert a természetéből adódóan a fekete lyuk tömege egyre növekszik az idők során, fogyni nem tud a gyakorlatban (a Hawking-sugárzás csak mikroszkopikus fekete lyukaknál működne, ha egyáltalán létezne).
Fölösleges volt a,b,c, d lehetőségeket felsorolnod, mert természetesen az igaz, hogy a Föld pályája nem változna. Ezzel együtt az is érvényes, amit a fentiekben írtam.
De egyébként az is csak egy nagyívű feltételezés, hogy a sötét anyag tökéletesen egyenletes eloszlásban tölti ki a teret.
Nincs ilyen feltételezés. A gravitációs lencse hatás segítségével sikerült kimutatni az eloszlását több galaxis közelében. Ez is tömörül valamennyire, és érdekes módon nem esik teljesen egybe a galaxis látható tömegével.
OK, most már értem (vagy nem), hogy mégsem tagadod a nem látható, de gravitáló tömeg létét, de rögtön fekete lyukakkal azonosítod azokat. A gond az, hogy annyi fekete lyuk nem rejthető el. Csillagközi anyaggal való kölcsönhatásuk kimutatható sugárzással járna.
Volt egy kérdésem: ki mondta, hogy a sötét anyag tökéletesen egyenletes eloszlású?
minden bizonnyal milliárd-számra lehetnek fekete lyukak a mi galaxisunkban
Leírtam neked, hogy ezermilliárd-számra kellene, hogy legyenek. Azt is leírtam, hogy miért van éppen ezért súlyos hiányossága ennek a szerinted reális lehetőségnek. Egyébként nem neked jutott eszedbe először, hogy a sötét anyagot a rejtőzködő fekete lyukakban kellene keresni, de a fentiek miatt senki nem veszi már komolyan.
tömegét mindenképpen növelni igyekszik, mert mindent beszippant,
A te víziódhoz az kellene, hogy sokszor annyi fekete lyuk legyen, mint jelenleg csillag.
Nem kell, hogy sokszor annyi legyen, de minden bizonnyal milliárd-számra lehetnek fekete lyukak a mi galaxisunkban is, már csak valószínűségi alapon is (a 3-4 naptömegnél nagyobb csillagok keletkezési számát tekintve).
Figyelembe kell venni még a fekete lyukak természetét, vagyis hogy tömegét mindenképpen növelni igyekszik, mert mindent beszippant, de belőle anyagok, sőt a fény sem jön ki. Továbbá a fekete lyukak egyesülnek is, ha közel kerülnek egymáshoz. Ez csökkenti a számukat, de a gravitáló össztömeget nem.
Ha pedig a többi galaxisban ugyanez a helyzet, akkor bármely galaxisban évente százával kellene szupernóvákat megfigyelnünk. Reális lehetőség, tényleg...
Ehhez a "reális lehetőséghez" kellene kb. ezermilliárd fekete lyuk a galaxisban. Ha a gx kb tízmilliárd éves, akkor átlagosan évente száz fekete lyuknak kellene nagytömegű csillagokból keletkezni szupernóvarobbanások után. Nyilván azért nem látjuk ezeket, mert a hétfejű sárkányhoz és a rózsaszín egyszarvúhoz hasonlóan ügyesen el tudnak rejtőzni előlünk...
A te víziódhoz az kellene, hogy sokszor annyi fekete lyuk legyen, mint jelenleg csillag. Ha ezt végiggondolnád, rájöhetnél, hogy a nagyívű elméleted sajnos használhatatlan.
A 797 hsz-ben írtam róla, hogy a fekete lyukakban elrejtett hiányzó anyag miért reális lehetőség.
A fekete lyukak léte – ellentétben a sötét anyaggal – bizonyított. Hogy inaktív állapotban nem sugároz, az is tény. Csillagfejlődési ismereteink alapján azt is tudjuk, hogy a 3-4 naptömegnél nagyobb csillagokból általában fekete lyuk keletkezik, s az ilyen égitestek nem számítanak ritkaságnak, ezért a mi galaxisunkban is hatalmas számban kellett létrejönniük, ha nem is látjuk őket.
Az újabb kutatások egyre több helyen fényt derítenek nagy számban rejtőzködő fekete lyukakra. Az alábbi híradás is arról számol be, hogy egy gömbhalmazban százával lehetnek rejtőzködő fekete lyukak:
Más kérdés, hogy az ok kézenfekvő: túl kicsi ehhez a sötét anyag sűrűsége.
Ez így elég karcsú válasz. Körülbelül annyit ér, mintha azt mondanánk, hogy a hétfejű sárkányt és a rózsaszín egyszarvút azért nem találjuk, mert ügyesen el tudnak rejtőzni előlünk...
Ha igaz az, hogy ebből a sötét anyagnak nevezett valamiből ötször annyi van, mint a normál anyagból, akkor már meg kellett volna találni a módját, hogy kimutassuk, még ha kicsi is az átlagsűrűsége. De egyébként az is csak egy nagyívű feltételezés, hogy a sötét anyag tökéletesen egyenletes eloszlásban tölti ki a teret. Ha egyszer – a feltételezés szerint – gravitációsan kölcsönhatásba lép a normál anyaggal, akkor, ahol a normál anyag sűrűsödik, ott a sötét anyag is sűrűsödhet. Persze erről sem tudunk semmit.
Amíg a sötét anyag fizikai paramétereiről nem tudunk semmi konkrétumot, addig nincs nagyobb hitele a sötét anyag sűrűségéről beszélni, mint mondjuk a hétfejű sárkány toroktüzének fizikai paramétereiről...
Aki az elemi tényeket nem ismeri, annak érdektelenek a "benyomásai".
/No csak! Be mertél jönni ide, s nem egy olyan topikban feketítesz, amiből én (nemtelenül) ki vagyok tiltva.../
Azt már korábban írtam, hogy a galaxisok forgásánál figyelembe kell venni egy "hiányzó" anyagot. Tehát a galaxison belül ott kell lennie valamilyen rejtőzködő anyagnak.
A 809. hsz-ben viszont én konkrétan azt írtam, hogy a Földön és a Naprendszerünkön belül nem mutatható ki a sötét anyag gravitációs hatása. S tudomásom szerint ez igaz.
Azt is írtam, hogy a rejtőzködő anyagnak nem kell feltétlenül rejtélyes, ismeretlen tulajdonságú "sötét" anyagnak lenni, hanem lehet olyan hagyományos anyag, ami nem sugárzó, mint pl. a fekete lyuk, s ezekben rejtőzik az a hiányzó tömeg. Szerintem ez egy reális lehetőség.
a közepétől nagyon távoli csillag is jól látszik, jól tudjuk mérni a pályáját,
A pályáját aligha. A sebességüket lehet mérni a szélén a színképvonalak eltolódásából (az egyik oldalon közelednek, a másikon távolodnak a forgás miatt). Ezt csinálta Vera Rubin a hetvenes években az Andoméda-galaxis esetében. A harmincas években pedig Zwickynek is ez tűnt fel eggyel nagyobb léptékben (a galaxishalmazok szélein lévő galaxisok vizsgálatánál), hogy jóval több gravitáló anyagnak kell lennie, mint amennyi látszik.
A lényegét tekintve igazad van, a sűrűség a lényeg.
Tuarego a Földre és a Naprendszerre hivatkozott, és ebben igaza is van. Itt a közelben tényleg nem látunk olyan gravitációs anomáliát, amit a sötét anyagnak lehetne tulajdonítani.
Más kérdés, hogy az ok kézenfekvő: túl kicsi ehhez a sötét anyag sűrűsége. Az eltérés annál nagyobb, annál feltűnőbb, minél kisebb a normál anyag sűrűsége a vizsgált helyen. Pl. a Föld-Hold rendszer viselkedését nem különösebben befolyásolja, ha hozzáveszünk még egy golflabda tömegű felhőt.
Ha viszont mondjuk két golflabda kerülgeti egymást ugyanilyen távolságban, akkor nagyon is beleszól a pályájukba egy golflabda tömegű felhő.
Márpedig egy galaxis átlagos sűrűsége sok nagyságrenddel kisebb, mint a Naprendszeré addig a sugárig, amíg egyáltalán látjuk a hozzá tartozó objektumokat.
A kis sűrűségű galaxisban a közepétől nagyon távoli csillag is jól látszik, jól tudjuk mérni a pályáját, ezért ki tudjuk mérni a nagyon kis sűrűségű nem látható anyag hatását is.
"Azonban eddig semmi erre utaló jelet nem tapasztaltunk, s az égitestek pályájának modellezésekor sem vált szükségessé ennek figyelembevétele."
Ez egyszerűen nem igaz. A sötét anyag gravitációs hatása nagyon is kimutatható. Éppen az égitestek (csillagok és galaxisok) mozgásának értelmezésénél vált szükségessé legelőször a figyelembevétele, mint arra Zwicky már 1933-ban rámutatott a Coma halmazzal kapcsolatban. És azóta is számtalan más hasonló eset vált ismeretessé.
Aki az elemi tényeket nem ismeri, annak érdektelenek a "benyomásai".
Hagyományos anyagon azt értem, ha legegyszerűbben akarok fogalmazni, amit mérésekkel tapasztalatokkal érzékelni tudunk. Ide tartoznak nemcsak a tömeggel bíró részecskék, hanem a tömeg nélküli bozonok is, hiszen azok is hozzátartoznak az anyagi világunkhoz. Ezek az ún. hagyományos anyagok, részecskék besorolhatók a jelenleg elfogadott részecskefizikai rendszerbe.
A sötét anyaggal és a sötét energiával az az egyik probléma, hogy egyelőre nem sorolhatók be ebbe a rendszerbe, s nem is tudjuk, hogy milyen új kategória lenne az, amiben ezek beilleszkednének a hagyományos anyagok mellé.
Nekem egyre inkább az a benyomásom, hogy nem kevés ideig tartó keresés után is azért nem találjuk ezeket, mert nem léteznek. Elgondolkodtató például, hogy annak a sötét anyagnak, amiből állítólag ötször annyi található az Univerzumban, mint a hagyományos anyagból, annak semmi nyomát nem leljük sem a Földön, sem a Naprendszerben. Hiszen, ha létezne, akkor a gravitációs hatását valahogyan ki lehetne mutatni a természetes és mesterséges égitestek mozgásában, a Naprendszerünk dinamikájában. Azonban eddig semmi erre utaló jelet nem tapasztaltunk, s az égitestek pályájának modellezésekor sem vált szükségessé ennek figyelembevétele.
"Ha a tágulás üteme lassulna, esetleg azt hozzák ki a számítások, hogy a nagy összeomlás kezdeténél vagyunk, akkor örömkönnyekben törnél ki?"
Nem, sőt bosszankodva arra gyanakodnék, hogy valami lobbi terjeszti a hírt - nevezetesen tűzoltókészülékek minél nagyobb számú eladásában érdekelt banda mesterkedése van a hír hátterében.
Megkérdõjelezõdik a világegyetem gyorsuló tágulása
Ez könnyen megeshet, de momentán az egyenletes táguláshoz is szükséges a sötét energia feltételezése és az egyenletes tágulás sem reménykeltőbb, mint a gyorsuló. Ha a tágulás üteme lassulna, esetleg azt hozzák ki a számítások, hogy a nagy összeomlás kezdeténél vagyunk, akkor örömkönnyekben törnél ki? Kb másfél milliárd év múlva egyébként is kellemetlen hely lesz a föld, ha addig még létezünk, akkor is ki kell találni valami okosságot, mert különben simán megsülünk.
A 797 hsz-ben adtam rá magyarázatot, de Occam takarékossági elve is ezt támogatja szerintem.
Minthogy a sötét energiának nevezett valamiről még semmi konkrét tapasztalattal nem rendelkezünk, ezért csak mint hipotézist kezelhetjük.
Ilyen estekben Occam elve szerint azt a hipotézist kell inkább előnyben részesíteni, ami kevesebb bizonyítatlan feltételezést tartalmaz. A közvetett hatások alapján fel kell tételeznünk, hogy valamilyen gravitáló anyagnak kell ott lennie a csillagközi térben, ami nem sugároz, tehát rejtőzködik. Magyarázatként két lehetőség (hipotézis) is létezik:
1./ Valamilyen hagyományos anyag van ott nagy számban elszórva, ami természeténél fogva nem sugároz az elektromágneses tartományban. Ilyen például a kis és közepes méretű inaktív fekete lyukak tömeges előfordulása a csillagközi térben.
2./ Valamilyen ismeretlen tulajdonságú anyagféleség tölti ki a csillagközi teret, ami a hagyományos anyaggal csak gravitációs kölcsönhatásba lép, egyéb kölcsönhatásba nem, így nem is okoz elektromágneses sugárzást. Emiatt rejtőzködik, s emiatt nevezik sötét anyagnak.
A két hipotézis közül az első tartalmaz kevesebb bizonyítatlan feltételezést, mivel a hagyományos anyag, valamint a fekete lyukak létezése, rejtőzködésének természete megfigyelésekkel igazolt, csupán az képezi a feltételezés tárgyát, hogy valóban ezek rejtőzködnek nagy számban a csillagközi térben.
A második hipotézisben viszont nemcsak a rejtőzködést, hanem egy teljesen új, ismeretlen anyagféleséget kell feltételezni, ami ráadásul nem is elhanyagolható mennyiségben tölti ki a világegyetemet. Az előzetes számítások szerint legalább ötször annyi van ebből, mint a sugárzásra képes, hagyományos anyagból.
Természetesen, ha konkrét és egyértelmű mérési, tapasztalati tények kerülnek napvilágra ennek a sötét anyagnak a fizikai mibenlétéről – s ezután már nem is sötét anyagnak fogják hívni – akkor én is elfogadom magyarázatként, addig viszont az első hipotézist tartom valószínűbbnek.
