A sötét energiától a fekete lyukakig

A sötét energiától a fekete lyukakig

Valós a sötét energia

2011. május 20. 12:25, péntek

Egy csúcstechnikát alkalmazó nagy csillagászati felmérés első eredményei megerősítették a rejtélyes sötét energia az univerzum tágulására gyakorolt gyorsító hatását.
A mostani felfedezése több mint 200.000 galaxis tanulmányozásán, és két különböző észlelési módszeren alapul. A nemzetközi kutatócsoportok a brit Királyi Csillagászati Társaság szaklapjában publikálták tanulmányaikat, melyek alátámasztják az általánosan elfogadottnak tekinthető elméletet, ami szerint a sötét energia egy konstans erőként egységesen hat a világegyetemre, táplálva gyorsuló tágulását. Ezzel egyúttal tovább gyengült annak az alternatív elméletnek a támogatottsága, ami a gravitációt nevezi meg a tágulást vezérlő erőnek. A gravitációt a nagy távolságokra taszító, nem pedig vonzó erőként feltüntető alternatív változat megingatná Albert Einstein gravitációs elméletét.

A legfrissebb eredmények 2006-ban kezdődött és az idén befejeződött WiggleZ elnevezésű galaxis felmérésből származnak. A WiggleZ a NASA Galex (Galaxis Fejlődés Kutató) űrtávcsövének és az Ausztráliában felállított Anglo-Ausztrál Távcső adatait használta. A felmérés minden korábbinál nagyobb méreteken térképezte fel a galaxisok eloszlását, 8 milliárd évre tekintve vissza az időben, ami több mint fele az univerzum korának. A csillagászok által alkalmazott egyik megfigyelési mód a galaxisok eloszlási sémáit, az úgynevezett "barion akusztikus oszcillációkat" vette alapul. A másik módszer a galaxis halmazok kialakulásának sebességére fókuszált.

A Galex és az Anglo-Ausztrál Távcső adataiból készült tanulmányok szerint a sötét energia (lila) egy konstans erőként uralja a gravitáció hatásait (zöld)

A sötét energia koncepciója az 1990-es években alakult ki, a távoli szupernóvák tanulmányozása kapcsán. Létezése bizonyítatlan maradt, az új tanulmány eredményei azonban független megerősítéssel szolgálhatnak arra vonatkozóan, hogy ez az energia áll a galaxisok különös viselkedése mögött, ami ellensúlyozva a gravitációs vonzást erős negatív nyomást fejt ki, ezáltal távol tartja egymástól a csillaghalmazokat. "A sötét energia hatása olyan, mint amikor feldobunk a levegőbe egy labdát, ami ahelyett, hogy visszaesne, egyre nagyobb és nagyobb sebességgel száll az ég felé" - magyarázta dr. Chris Blake, az egyik tanulmány társszerzője, a melbourne-i Swinburne Műszaki Egyetem kutatója. "Az eredmények arról árulkodnak, hogy a sötét energia egy kozmológiai állandó, ahogy Einstein feltételezte. Ha a gravitáció lenne a ludas, akkor nem látnánk ezeket a konstans hatásokat az időben"

Az elméletek szerint a kozmoszt a sötét energia uralja, körülbelül 74 százalékát téve ki az univerzumnak. A valamivel kevésbé rejtélyes sötét anyag 22 százalékkal járul hozzá világegyetemünkhöz, míg a "hagyományos" anyag, ami minket, az élőlényeket, a bolygókat és csillagokat alkotja, mindössze 4 százalékot tesz ki.

A Galex a fényes, fiatal galaxisok azonosításában segített, melyeket az Anglo-Ausztrál Távcsővel vizsgáltak, egyenként határozva meg a galaxisok fényével kapcsolatos információkat, a műszerrel dolgozó csillagászok a galaxisok közötti távolságok sémáit tanulmányozták. Az univerzum szerkezete kis sűrűségfluktuációkból alakult ki. Az egészen korai univerzum sűrű anyagában a fluktuációk hanghullámok formájában voltak jelen, lenyomatokat hagyva a galaxisok sémájában, ennek hatására a galaktikus párokat körülbelül 500 millió fényév választja el egymástól. Blake és csapata ezt használta egyfajta mérőrúdként a galaxis párok Földtől számított távolságainak meghatározásához. Akárcsak a szupernóva tanulmányokat, a távolság adatokat is a galaxis párok távolodási sebességeivel kombinálták, ami ezúttal is azt bizonyította, hogy az űr szövete egyre gyorsuló ütemben nyúlik.

Az univerzum tágulásának két mérési módszere, balra a szupernóvákon alapuló "standard gyertya" módszer, jobbra a "mérőrudas" megoldás, ami a galaxis párokat vizsgálja

A csillagászok a Galex adataiból készülő háromdimenziós galaxis térképet is felhasználták a galaxis halmazok növekedésének tanulmányozásához. A halmazok gravitációja új galaxisokat vonz, a sötét energia azonban látszólag széttolja ezeket. A tudósoknak sikerült megmérniük a sötét energia taszító erejét is. "A csillagászok által az elmúlt 15 évben elvégzett megfigyelések hozták a fizika egyik legmegdöbbentőbb felfedezését: az univerzum tágulása, amit az ősrobbanás váltott ki, gyorsul" - mondta John Morse, a NASA asztrofizikai részlegének igazgatója. "Teljesen független módszerek alkalmazásával a Galex adatai megerősítették a sötét energia létezésébe vetett hitünket"

Nincs mennyország, a filozófia pedig halott!

2011. május 19. 04:43, csütörtök

A halál - vonatkoztassunk el a filozófiáétól - sokkal egyszerűbb mint az sokan elképzelik, nincsenek fényes kapuk, hárfazene, nincs újjászületés, és a túlvilágról is lemondhatunk, mindezek csak "tündérmesék" azoknak, akik félnek a haláltól, nyilatkozott Hawking a Guardian napilapnak.

Hawking nézeteiből kiindulva mindez aligha okozhat bárkinek is meglepetést. Tavaly szeptemberben a Grand Design című könyvében Istent játszi könnyedséggel iktatta ki az egyetemes teremtés egyenletéből. "Az olyan természeti törvényeknek köszönhetően, mint a gravitáció, az univerzum képes megteremteni és meg is teremti önmagát a semmiből. A spontán teremtés az oka, hogy a semmi helyett van valami, amiért a világegyetem létezik, amiért mi létezünk" - írta.

A brit lapnak adott interjújában az emberi agyat egy számítógéphez hasonlította, ami ha az alkatrészei meghibásodnak, leáll. Ahogy az elromlott számítógép, úgy az agy tulajdonosa sem kerül a mennyországba. A kijelentés természetesen jókora port kavart, számtalan embert bosszantva fel, akik jellemzően úgy vélik, hogy Hawkingnak nem kellene beleártania magát a vallási eszmékbe. "A számítógéppel való összehasonlítás egy olyan embert tükröz, aki kizárólag materialista alapokon képes gondolkozni" - reagált a cikkre Stephen Green, a Keresztény Hang elnevezésű lobbista csoport vezetője.

Az utóbbi időben Hawking úton-útfélen igyekszik belekötni a vallásba. Mindenek előtt kijelentette, hogy nem fél a haláltól, közel fél évszázada él együtt a halál fenyegetésével, amióta 21 éves korában megállapították motoros neuronbetegségét. "Az elmúlt 49 évben együtt éltem a korai halál lehetőségével. Nem félek a haláltól, de nem is siettetem. Még annyi mindent szeretnék elvégezni" - mondta, hozzátéve, hogy jelenlegi állapotában sem villanyozná fel a mennyország lehetősége. A Guardiannak adott interjú után Hawking hétfőn Londonban, a Google Zeitgeist ülésen szólalt fel, hogy megválaszolja a kérdést: "Miért vagyunk itt?"

"Szinte mindenkiben felmerül a kérdés: Miért vagyunk itt? Honnan jöttünk? Elvileg ezek a kérdések a filozófusoknak szólnak, a filozófia azonban halott. A filozófusok nem tartottak lépést a tudomány modern fejlődésével, különösen a fizikáéval" - mondta a Google rendezvényén. 

40 perces előadásában újra elismételte, hogy nincs szükség mindenható teremtőre az általuk is lakott univerzum létrehozásához, a világmindenséghez elegendőek az ősrobbanás utáni parányi kvantumfluktuációk, ezek a magjai mindennek, amit ma magunk körül tapasztalunk. Az ősrobbanástól napjainkig a tudomány minden létezésünkkel kapcsolatos történésre képes magyarázatot adni. Nincs "miért", csupán a szerencsének köszönhetjük, hogy itt vagyunk, semmi másnak. "A tudomány jövendölése szerint sok különböző univerzum jön létre spontán módon a semmiből. Csupán a szerencse kérdése, mi melyikben kapunk helyet" - taglalta.

Hawking érveit alapvetően a húrelmélet kiterjesztésére, az M-elméletre alapozza , ahol a számítások szerint 11 dimenzió létezik, így négydimenziós tér-időnk csupán egy része a történetnek. Az M-elmélet bizonyításának első lépését a Nagy Hadronütköztetőtől (LHC) várják, ahol felfedezhetik a szuperszimmetria részecskéket.

Új kozmikus rejtély, itt a sötét áramlás

2008. szeptember 28. 15:16, vasárnap

A csillagászok a jelenségnek a sötét áramlás nevet adták. A kutatók szerint annak a valaminek, ami maga felé húzza ezt az anyagot, kívül kell esnie a látható világegyetemen. A látható világegyetem alatt nem csupán az értendő, ameddig a szem vagy akár a legnagyobb teljesítményű teleszkópok ellátnak, valójában van egy alapvető korlátja az általunk észlelhető univerzumnak, függetlenül műszereink fejlettségétől. Az elméletek szerint a világegyetem 13,7 milliárd évvel ezelőtt jött létre, tehát ha a fény rögtön az ősrobbanás után elindult felénk, a legnagyobb távolság, amit megtehetett, 13,7 milliárd fényév. Az univerzumnak azonban lehetnek olyan részei is, amik ennél távolabbra esnek, mi viszont nem látunk tovább annál, mint amit a fény meg tud tenni az univerzum teljes kora alatt.

A tudósok a kozmosz legnagyobb szerkezetei, a hatalmas galaxishalmazok tanulmányozásakor fedezték fel az áramlást. Ezek a halmazok megközelítőleg ezer galaxis összességei, melyek közt számos egészen forró, röntgensugarakat kibocsátó galaxis is akad. A röntgensugarak és az ősrobbanásból visszamaradt kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás (KMH) kölcsönhatásának tanulmányozásával a tudósok nyomon tudják követni a halmazok mozgását.

A röntgensugarak nagy léptékű mozgásukkal szétszórják a fotonokat a KMH-ban, eltolva hőmérsékletét az úgynevezett kinematikus Szunyajev-Zeldovics (SZ) effektus hatására. Ezt a hatást eddig még nem sikerült galaxishalmazok esetében kimutatni, szemben az SZ-effektus termális válfajával, ami azonban körülbelül egy egész nagyságrenddel erősebb. Alexander Kashlinsky a NASA Goddard Űrrepülő Központjának asztrofizikusa azonban úgy vélte, ha nagy számú halmazzal próbálnák keresni a gyengébb SZ-effektust, akkor sikerrel járhatnának. Kutatócsoportjával 700 halmazból álló katalógust kezdett tanulmányozni, ami kiterjedését tekintve eléri a 6 milliárd fényévet, megközelítőleg a látható univerzum felét. A halmazkatalógus adatait összevetették a NASA WMAP műholdja által készített KMH-térképpel, ami meglepő eredményeket hozott.

Az elemzés szerint a halmazok közel 3,2 millió kilométert tesznek meg óránként a Centaurus és a Vela csillagkép közötti terület felé. Ez a mozgás különbözik az univerzum kifelé történő terjeszkedésétől - amit elméletileg a sötét energia gyorsít. "Egy rendkívül jelentős sebességre bukkantunk, ami ezen felül nem csökken a távolsággal, legalábbis amíg mérni tudjuk" -nyilatkozott Kashlinsky a SPACE.comnak. "A látható univerzumban az anyag nem tanúsíthat ilyen mérvű áramlást."

A mozgó galaxishalmazok forró gáza (fehérrel) eltolja a KMH hőmérsékletét. Több száz távoli halmaz mozog az égbolt egy foltja (lilával jelölve) felé

A kutatók ebből arra következtetnek, hogy bármi okozza is a halmazok mozgását, annak az ismert univerzumon kívül kell elhelyezkednie. A felfúvódás elmélete szerint az általunk látott világegyetem csak egy kis téridő-buborék, ami gyors tágulásnak indult az ősrobbanást követően. A kozmosznak azonban más részei is lehetnek ezen a buborékon túl, amiket mi nem láthatunk. Ezekben a régiókban a tér-idő egészen más lehet, valószínűleg nem tartalmaz csillagokat és galaxisokat, amik csak a mi buborékunk adott tömegsűrűségének következtében alakultak ki. Rendelkezhet azonban hatalmas, nagy tömegű szerkezetekkel, sokkal nagyobbakkal, mint amik a látható univerzumban találhatók, ezek vonzhatják magukhoz a galaxishalamzokat, előidézve a sötét áramlást.

"A mozgásért felelős szerkezeteket olyan távolságba tolta ki a felfúvódás, hogy becslésem szerint több százmilliárd fényévnyire lehetnek, amit a legmodernebb távcsövekkel sem láthatunk, mert az általuk kibocsátott fény nem képes elérni minket" - taglalta Kashlinsky. "Egy ilyen koherens folyam létrehozásához valamilyen egészen különleges szerkezetre lenne szükség, talán egy meggörbült téridőre, ez azonban pusztán csak spekuláció."

Bár a felfúvódás elmélet számos fura arculatot jövendöl a távoli univerzumnak, nem sokan számoltak a sötét áramlással. "Nagy meglepetés volt ez nekünk, és feltételezem mindenki másnak is" - mondta Kashlinsky. "A felfúvódás bizonyos modelljeiből lehet ugyan következtetni ilyen szerkezetekre, és az irodalomban van is néhány utalás, ezt azonban nem igazán vettük komolyan, mostanáig."

A kutatás részleteiről az Astophysical Journal Letters október 20-i száma számol be.

A gonosz tengelye fenyegeti a kozmológiát

2007. május 3. 11:26, csütörtök

Sokak szerint csak a túl élénk képzelet szülöttje, mégis egyre több bizonyíték gyűlik, hogy az úgynevezett "gonosz tengelye" valóban létezik és megingathatja a standard kozmológiát.A "gonosz tengelye" kifejezést hallva ne a George W Bush által kitalált fogalomra gondoljunk: ez egy csillagászati kifejezés, egy minta, ami állítólag belevésődött az ősrobbanás után visszamaradt sugárzásba. A standard modell szerint a világegyetem izotróp, azaz szinte mindenhol ugyanolyan, homogén. Az első jel, ami ezt megcáfolni látszik 2005-ből származik, amikor Kate Land és Joao Magueijo, a londoni Imperial College kutatói egy különös mintát észleltek a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás (KMH) térképében, amit a NASA WMAP műholdjának adataibólkészítettek.

A kutatópáros felfedezése szerint a KMH-ban a várakozásokkal ellentétben nem véletlenszerűen helyezkedtek el a forró és hideg foltok, sokkal inkább úgy tűnt, mintha egy tengely mentén sorakoznának fel. Ezt nevezte el Magueijo "axis of evil"-nek, a gonosz tengelyének. A csillagászok gyorsan rövidre akarták zárni a témát, mondván bizonyára a WMAP műszereiben akadt valamilyen hiba, esetleg egy közeli óriás galaxis-halmaz, egy szuperklaszter idézett elő torzulást a sugárzásban. Sokan magában a tengely létezésében is kételkednek, a többség a mai napig azt tartja, hogy valójában nincs is ott semmi, ami magyarázatra szolgálna.

Most azonban két egymástól független tanulmány is bizonyítja a tengely létét. Daniel Hutsemékers, a belga Liege Egyetem kutatója 355 kvazár fényének polarizációját elemezte és azt észlelte, hogy amint a kvazárok a tengely közelébe kerülnek, polarizációjuk sokkal rendezettebbé válik a vártnál. Összerakva a kvazárok polarizációs szögei látszólag csigavonalat alkotnak a tengely körül.

Gary Hinshaw, a WMAP projekt tudósa örömét fejezte ki a belga kutató eredményeinek hallatán, reményei szerint a kozmológusok végre felfigyelnek a jelenségre és elkezdenek komolyabban foglalkozni vele. Carlo Contaldi az Imperial College kozmológusa valóban figyelemre méltónak nevezte a felfedezést, azonban ő további kvazárokat is elemezne, mielőtt messzemenő következtetéseket vonna le.

A tengely létezését támasztja alá egy amerikai kutatás eredménye is. Michael Longo, a Michigan Egyetem munkatársa 1660 spirális galaxist elemzett a Sloan Digital Sky Survey segítségével, és arra a következtetésre jutott, hogy a legtöbb galaxis forgási tengelye a gonosz tengelyéhez igazodik. Longo szerint mindössze 0,4% annak az esélye, hogy ez pusztán a véletlen műve lenne. "Az eredmények arra utalnak, hogy a tengely valóban létezik, nem egyszerűen egy hiba WMAP adataiban" - nyilatkozott a New Scientistnek.

Land - aki jelenleg az Oxford Egyetemen kamatoztatja tudását - azt javasolja Longonak, hogy először zárjon ki minden más olyan eshetőséget, ami miatt a spirálok úgy igazodnak, ahogy. Land elképzelhetőnek tartja, hogy a vizsgált galaxisok ugyanabból a forgó porfelhőből alakultak ki, ennek köszönhető hasonló orientációjuk. Ha Longo megfigyelései mindezek után is megállják a helyüket, akkor felfedezése nem csupán a tengely létezésének megerősítése miatt lesz lényeges, de segít megismerni az azt létrehozó folyamatokat is.

A tengely kialakulására több elmélet is született, Longo az egyik legradikálisabb mellett tette le a voksát, amit egy olasz tudós, Leonardo Campanelli terjesztett elő. Szerinte a világegyetemen keresztülnyúló mágneses mezők hozták létre a tengelyt, melyek természetes meghatározói a spirális galaxisok irányának. Az viszont bizonyos: egyhamar nem fogják tudni elvetni a gonosz tengelyének létezését. Egyre nagyobb érdeklődés övezi, miként egyre több olyan megfigyelés lát napvilágot, ami valamilyen különös módon kapcsolódik a tengelyhez, ezek mindegyikét pedig nem lehet a puszta véletlen számlájára írni, összegzett Land.

Feltárulnak az univerzum születése előtti idők

2006. május 18. 18:29, csütörtök

Egy kutatócsapat olyan szálakra bukkant, melyek elvezethetnek a világegyetem kezdete előtti időkbe. 
Einstein általános relativitás elmélete szerint az ősrobbanás jelenti a kezdetet, a nagy pillanatot, melyben nem csupán az anyag, de maga a tér-idő is megszületett. Bár a klasszikus elméletek nem adnak semmilyen támpontot az ezt megelőző létre, a Pennsylvania Állami Egyetem kutatócsapata kvantum gravitációs számításokkal olyan szálakra bukkant, melyek elvezetnek egy, a kezdet előtti időbe.

Az általános relativitással leírható az univerzum addig a pontig, melyen az anyag elég sűrűvé vált, hogy egyenleteit fenntartsa, magyarázta Abhay Ashtekar, az egyetem Gravitációs Fizikai és Geometriai Intézetének igazgatója. A fent említett ponton túl azonban már kvantum eszközök alkalmazása szükséges, ami nem állt Einstein rendelkezésére.

A kvantum fizika és az általános relativitás kombinálásával Ashtekar, valamint kutatótársai, Tomasz Pawlowski és Parmpreet Singh kifejlesztettek egy modellt, ami az ősrobbanáson keresztül egy zsugorodó, a miénkhez hasonló fizikával rendelkező univerzumba nyúlik.

Kutatásukban a csapat tagjai bemutatták, hogy az ősrobbanást megelőzően volt egy összehúzódó világegyetem, olyan tér-idő geometriával ami nagyban hasonlított jelenlegi táguló univerzumunkhoz. A gravitációs erők befelé irányuló húzásával a zsugorodó univerzum elért egy pontot, amin a tér-idő kvantum tulajdonságai a gravitációt a megszokott vonzó helyett taszító erővé alakítják.

Ashtekar és társai Einstein kozmológiai egyenleteinek kvantum módosításaival mutatták be, hogy a klasszikus ősrobbanás helyett valójában egy kvantum visszapattanás következett be. A kutatókat olyannyira meglepte a másik klasszikus, ősrobbanás előtti univerzum felfedezése, hogy hónapokon át más-más paraméterekkel újra és újra futtatták szimulációikat, azonban összességében az általuk a Big Bang mintájára Big Bounce névre keresztelt forgatókönyv maradt a domináns.

Annak ellenére, hogy általánosan elfogadott egy másik univerzum létezése az ősrobbanás előtt, a Penn State kutatása az első, ami matematikailag leírja ezt az univerzumot szisztematikusan felfedve létezését és levezetve geometriájának tulajdonságait.

A kutatók a kvantum-hurok gravitáció (LQG), az általános relativitás és a kvantum fizika egyesítésének egyik elsőszámú megközelítését alkalmazták, melynek kifejlesztésében nagy szerepet játszottak a Penn State elméleti tudósai is. Ez az elmélet az űr kvantum felépítését írja le. Fontos pontja, hogy a térnek is van legkisebb eleme, a módosított általános relativitás egyenletek szerint ez egy-egy 10 a -43-onnak megfelelő tér-horknak nevezett kvantum. Ebből tevődik össze a világmindenség végtelen tere, melynek szerkezete az LQG szerint hálószerű, a tér szövete szó szerint egydimenziós kvantumszálakból szövődik. Az ősrobbanás közelében ez a szövet szétszakadt, ekkor vált lényegessé a geometria kvantum természete. A gravitáció erősen taszítóvá vált, utat engedve a Big Bounce-nak.

2006. március 20. 18:57, hétfő

A felfedezés a NASA WMAP műholdjának adatain alapul, ami 2001-ben kezdte meg működését, feladata az univerzum elméleti kiindulópontjaként elismert ősrobbanás által hátrahagyott sugárzás hőjének mérése. Ezt a sugárzást nevezzük mikrohullámú kozmikus háttérsugárzásnak, egyben ez az univerzum legősibb fénye is. A WMAP adatai alapján a kutatók először 2003-ban jelentették be, hogy sikerült összerakniuk egy rendkívül részletes pillanatképet az univerzum ősrobbástól számított körülbelül 400 000 éves állapotáról, melyből megállapították többek közt a korát, összetételét és fejlődését.

A korábbi adatok szerint az univerzum megközelítőleg 13,7 milliárd éves. Az is kiderült, hogy az ősrobbanást követő 200 millió évben a körülmények nem voltak megfelelőek a csillagok kialakulásához, illetve a tudósok kiszámították, hogy a világegyetem körülbelül 4%-a látható anyag, 23%-a sötét anyag, míg a fennmaradó közel 73% sötét energia - bár utóbbi kettőről senki sem tudja mi is az valójában.

A most vizsgált fény az univerzum születésétől számítva megközelítőleg mindössze 300 000 éves. Ez persze így is évezredeket jelent az első másodpercekhez képest, mégis akárcsak a régészeknek egy foszília, ez a mikrohullámú kozmikus háttérben lévő fényminta is utal a korábban történtekre.

A Princeton Egyetemen tartott sajtótájékoztatón bejelentett új WMAP megfigyelések elárulják milyen volt az univerzum az ősrobbanást követő első trilliomod másodpercben, a mikrohullámú háttérből ugyanis a kutatóknak sikerült kiszűrniük egy új jelet, a "polarizációs jelet". Ez a valaha észlelt leggyengébb kozmológiai jel, erősségét tekintve század része a három évvel ezelőtt elemzettnek, és hőfoka is körülbelül egymilliárdszor kisebb, mint a Nap sugárzási hője.

A kutatók ennek a polarizációs jelnek a megfigyeléseiből készítették el a korai univerzum térképét, ami lehetővé tette az ősrobbanás elmélet egyik részelméletének, a "felfúvódás" tesztelését. A felfúvódás elmélet szerint az univerzum rögtön az ősrobbanást követően egy gyors táguláson esett át. Az elméletet már a 2003. évi adatok is nagyban alátámasztották, ám ez még nem volt perdöntőnek nevezhető, nem úgy, mint a mostani megfigyelés. 

Az újszülött univerzum részletes térképe. A vörös foltok a meleg, a kékek a hideg területeket jelölik. A fehér vonalak a legősibb fény polarizációs irányát jelzik

David Spergel, a WMAP egyik kutatója szerint a folyamat egyetlen másodperc trilliomod része alatt egy üveggolyónyi területet nagyobbra tágított, mint a látható univerzum. Az új megfigyelések szerint ez a tágulás nem volt egyenletes: egyes területeken a folyamat gyorsabban ment végbe, mint másokon. A sűrűségingadozások nagyobbak az 1-től 10 milliárd fényévig terjedő méreteken, mint 100 millió fényévnyi arányokon, ami egybevág az elmélet által megjósoltakkal. Ezek az ingadozások vezettek az anyag csomósodásához, lehetővé téve a galaxisok kialakulását.

A csillagászat egyik fő kérdése, honnan származnak a csillagok és a galaxisok? A WMAP adatai szerint a válasz a kvantumingadozásokban rejlik, a galaxisok pedig hatalmas kvantum mechanizmusok. Az új felfedezések egyben közelebb vihetnek az emberiség egyik ősi, az eredetünket firtató kérdésének megválaszolásához, véli Brian Greene, a Columbia Egyetem fizikusa. A WMAP bár közvetlen válasszal nem szolgál, adatai azonban egy lépéssel közelebb visznek hozzá, azáltal hogy pontos, számszerű rálátást biztosítanak a világegyetem legelső másodpercére.

Folyadék volt a korai univerzum

2005. április 21. 01:25, csütörtök

A laboratórium tudósai öt évet töltöttek a kvark-glüon plazma keresésével, ami az elméletek szerint az ősrobbanás utáni első mikroszekundumokban töltötte ki az univerzumot. A tudósok többsége most már biztos abban, hogy sikerült megtalálni a keresett anyagot, azonban furcsa mód úgy tűnik, hogy a plazma sokkal inkább folyadék, mintsem forró gáz.

A fénysebesség 99,995%-át érik el

A kvarkok a protonok és neutronok építőelemei, a glüonok pedig az őket összetartó erőt hordozzák. Az el­méletek szerint ezeknek a részecskéknek kellett néhány pillanat, amíg az ősrobbanás heves hőkitörése után hagyományos anyaggá sűrűsödtek. A szabad ré­szecs­kék ezen elegyének újraalkotásához az RHIC-töl­tésű aranyrészecskéket gyorsított fel kö­zel fénysebességre mielőtt egymásnak ütköztette volna őket. Korábbi kísérletek már bebizonyították, hogy ezek az ütközések egy atommag méretű valamit hoznak létre, ami eléri a 2 billió Celsius-fokos hőt - ez meg­kö­ze­lí­tő­leg 150 000-szerese a Nap középpontjában uralkodó hőmérsékletnek.

A kvark-glüon plazma irtózatos nyomáson és hőmérsékleten jön létre

"Ez az anyag utoljára 13 milliárd évvel ezelőtt volt jelen az univerzumban" - mondta Sam Aronson, a Brookhaven nagyenergiájú kutatási részlegének igazgatója. A mostani kísérlet felfedte, hogy ez a forró gömb egy folyadék, ami mindössze 10^-23 másodpercig létezik. "Ez teljesen váratlanul ért minket" - mondta Wit Busza, az MIT munkatársa, a kutató csoport tagja.

"Az a meglepő, hogy a kvarkok és glüonok közötti kölcsönhatás sokkal erősebb, mint azt feltételeztük" - mondta Dmitri Kharzejev, a Brookhaven egyik elméleti fizikusa. A kötés ereje az elképesztő hőmérséklet ellenére is képes folyékonyan tartani ezt a keveréket. "Ugyanannyira folyadék, mint a víz ebben a pohárban" - mutatott az előtte álldogáló italra. 

Balra a gáz, jobbra a folyadék halmazállapot modellje

A kutatók a gömb szétesésekor szétszóródó részecskék útjának nyomon követéséből kiszámították a folyadék szerkezetét. "Elég bonyolult valami" - mondta Busza. "Mégis elképesztő milyen egyszerűek az eredmények." Az eredményként létrejött folyadék szinte tökéletes, rendkívül alacsony viszkozitású és annyira egységes, hogy szinte minden szögből ugyanúgy néz ki.

Ez segíthet megmagyarázni, miért tűnnek egyformának a világegyetem legtávolabbi részei, mondta Kharzejev. Ha az ősi folyadék olyan viszkozitású lett volna, mint a méz, akkor az univerzum sokkal egyenetlenebbé válthatott volna. "Biztos vagyok benne, hogy ez meg fogja változtatni a korai univerzumról alkotott képünket" - tette hozzá.

A kutatók remélik, hogy meg tudják mérni a hőkapacitást, a viszkozitást, sőt még a hang sebességét is a kvarkfolyadékban, azonban a további vizsgálatok éveket vehetnek igénybe, tette hozzá Aronson.

A világegyetem véges, és kisebb is, mint gondolnánk

2003. október 12. 20:51, vasárnap

A kissé meghökkentő elképzelést a NASA Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) műholdjának adatai sugallják. Ez a szonda egészen azokba a mélységekbe képes visszatekinteni, amikor az univerzum csupán 380 ezer éves volt, és felfedte az ősrobbanást követő, mindent átható zajt, a kozmikus háttérsugárzást. Ebben a háttérsugárzásban ugy figyelhetők meg bizonyos ingadozások mint a tenger hullámai. Ezek a korai univerzum azon apró rögeinek örökségei, melyekből az első csillagok és galaxisok születtek. 

A Holdtól két hónapnyi útra, az L2 Lagrange-ponton áll a WMAP műhold. Itt az űrben teljesen kiegyenlíti egymást a Nap és a Föld gravitációja, és a földárnyék folyamatosan eltakarja a Napból érkező sugárzást

Egy végtelen világegyetem végtelen különböző erősségű hullámot tartalmazna, a WMAP azonban nem talált egyetlen igazán nagy méretű hullámot sem. Ez azt mutatja, hogy az űr véges, ahogy egy harang vibrációja sem lehet nagyobb a harangnál, így az űr ingadozásai sem lehetnek nagyobbak magánál az űrnél, mondják a kutatók. A legjobb magyarázat ezekre a megfigyelésekre, miszerint a kozmosz egy Poincaré dodekaéderi tér, állítja egy független matematikus, Jeffrey Weeks által vezetett csapat. Egy gömb alakú szilárd univerzum, amit 12 meghajlított ötszög szegélyez, létrehozhatja a háttérsugárzásban megfigyelhető sémákat minden különösebb finomítás nélkül.

A WMAP felépítése
A kompozit/alumínium szonda 3,8 m magas és 5 m átmérőjű, tömege 840 kg, fogyasztása 419 watt. 2001 június 30-án bocsájtották fel az űrbe

"Meglepően jól összeilleszthető az elmélet az adatokkal" - mondta Weeks. A dodekaéder "tetszetős megoldás", fejezte ki egyetértését Janna Levin, a brit Cambridge Egyetem kozmológusa. Azonban más geometriák is képesek hasonló sémák előidézésére, tette hozzá. "Meglepő lenne, ha az univerzum egy ilyen gyönyörű plátói formát választott volna" - mondta Levin. "És az is meglepne, ha a világegyetem ilyen kicsi lenne."

A legtöbb fizikus feltevése szerint a világegyetem végtelen, magyarázta Levin, azonban Einstein elméletei semmit nem mondanak ki arról, hogy az univerzum vajon állandó vagy sem. Weeks szerint az univerzum nem csupán kicsi, de egész bizarr módon visszahajlik önmagába. Egy 60 milliárd fényéves utazás végén, a dodekaéder univerzumon át pontosan a Földre jutnánk vissza, bár egy egészen más korba. Akárcsak egy körutazás a Földön ez is egy olyan út lenne, ahol nem észlelhető egy meghatározott pont, ahol "újra beléptünk" az univerzumba. 

A WMAP által a kozmikus háttérsugárzásban mért különbségek színekre fordítva és gömbre vetítve. A szonda 5 sávban (23, 33, 41, 61 és 94 GHz) mér, ezeket egymással kombinálva kiszűrhető a saját galaxisunk okozta zavar

Az univerzum objektumai a "tükörterem" hatás miatt ellentétes irányban lennének láthatók, egy más korban, azaz egy galaxis az ég két különböző pontján tűnhet fel. Egy galaxis észlelése két különböző helyen "olyan lenne, mintha megpróbálnánk egy 50 éves embert felismerni, akit 7 éves korában láttuk felülről egy milliós tömegben" - mondta Weeks, aki szerint a WMAP adatai pont ezt a furcsa elvet látszanak alátámasztani. Ha az egyik ötszögön kilépünk, akkor ugyanarra a területre érkezünk, amit ellentétes irányból látunk.

Több esélyünk van arra, hogy ismétlődő sémákat vegyünk észre a mikrohullámú háttérben. Ha a háttérsugárzás elég hosszan utazott hogy találkozzon önmagával, akkor körkörös mintákat alakít ki, mint az egymást átszelő fodrozódások egy tó felületén. Neil Cornish, a Montana Állami Egyetem asztrofizikusa tagja egy olyan csapatnak, akik ezek után a körök után kutatnak. Mindeddig nem sikerült ilyen mintákra bukkanniuk.

A színek alakzatokra fordítva

"Nem sok esélye van a kis-univerzum elméletnek" - mondta Cornish. Weeks azonban optimista, szerinte az árulkodó körök ott rejtőzhetnek a WMAP még elemzésre váró adatai között.

Progra­moz­zunk fekete lyukat

2006. március 14. 15:53, kedd

Seth Lloyd elméleti fizikus, az MIT munkatársa szerint majdnem minden információ, amit egy fekete lyuk elnyel vissza is kapható. A kutató tanulmányában felveti a lehetőséget, mely szerint egy nap ezeket a galaktikus szörnyeket mint elképesztően pontos kvantum számítógépeket használjuk, előtte azonban még túl kell jutnunk néhány, enyhén szólva is komoly elméleti és gyakorlati akadályon. Amióta Stephen Hawking a kvantumelmélet alkalmazásával bebizonyította, hogy a fekete lyukak sugároznak, a fizikusokat azóta foglalkoztatja, vajon ez a sugárzás tartalmaz-e valamilyen információt a fekete lyukat létrehozó anyagról. A kérdés rengeteg találgatást és vitát szült. Az úgynevezett fekete lyuk "információs paradoxon" immár több mint 30 éve áll fenn.

A klasszikus fizika szerint a fekete lyukak az űr azon területei, ahol a gravitáció olyan erős, hogy semmi, még a fény sem menekülhet a lyukat körülvevő eseményhorizontról. Mindazonáltal Hawking bebizonyította, hogy a fekete lyukaknak valójában van hőmérsékletük, azaz hősugárzást bocsátanak ki, amit azóta már Hawking-sugárzásnak hívnak. Ez egyfajta párolgás, ami idővel a fekete lyuk felszívódásához vezet.

Hawking eleinte úgy vélte, hogy ez a sugárzás nem tartalmaz semmilyen információt, azaz bármi információ, amit a fény vagy az anyag szállít, a fekete lyukba érve örökre odavész, még akkor is, ha ezzel megsérti a kvantum mechanikát. 2004-ben azonban a tudós nagy csinnadrattával beismerte hogy tévedett, és úgy nyilatkozott, hogy az információ mégis megszökhet a fekete lyukból. Ez persze csak egy nézet - attól hogy Hawking megváltoztatta véleményét, mások nem feltétlenül követték.

De térjünk vissza végre szegény Lloydra, aki egy elég vitatott kvantum modell, a végállapot projekció modell alkalmazásával próbál felülkerekedni a paradoxonon. A modell szerint bizonyos szélsőséges körülmények között - mint amilyenek a fekete lyukak heves gravitációs mezői - az objektumok mindössze egyféle viselkedésre lesznek képesek, azaz egy fekete lyuk előidézheti azt az esetet, hogy egy pénzérme feldobásánál mindig a "fej" lesz az eredmény.

Ez teszi lehetővé a fekete lyukból kiszökő információ számára, hogy értelmezését tekintve ne lehessen kétértelmű. Az információ szökése egy kvantum folyamat, a keveredés során zajlik le. A fenti elképzelést először 2004-ben terjesztette elő egy amerikai fizikus, azonban elméletét rögtön meg is támadták, mivel különböző interferenciák létrehozása mellett lehetővé tenné a fénysebességnél gyorsabb információszökést a fekete lyukból.

Mindenesetre Lloyd tovább futtatta az elméletet. A fekete lyukakban a Hawking-sugárzás az eseményhorizonton belül keletkezik, és két komponensre bontható. Az egyik elhagyja a fekete lyukat, a másik pedig visszazuhan a pontszerű szingularitásba, ami maga a fekete lyuk. Ezek az összetevők keverednek, tehát amikor anyag áramlik a fekete lyukba, akkor a szingularitásnál kölcsönhatásba lép a Hawking-sugárzással, ami azonnali változást idéz elő a kiszökő sugárzásban. A végállapot projekció modell miatt ez a kölcsönhatás csak egyféleképpen viselkedhet, ezért a fenti sugárzás a fekete lyukba bekerült adat információját hordozza.

Lloyd számításai szerint a kijövő Hawking-sugárzás szinte minden információt tartalmaz a fekete lyuk által bekebelezett anyagról - példaként vegyünk egy űrhajót -, mindössze egy kvantum bit fele veszik el az információ feldolgozásakor. Lloyd szerint az űrhajó utasai a fekete lyuk elpárolgásakor "néhány egyszerű óvintézkedés" betartásával kevesebb, mint egy atom eltéréssel szinte ugyanazzá alakulnak vissza, mint a belépéskor. Lloyd tanulmánya szerint a fekete lyukak kvantum számítógépként is alkalmazhatók, csak rá kellene jönni a programozásukra. Ennek elsajátítása elsősorban a kvantum gravitáció teljes ismeretén, valamint a végállapot projekció kísérleti igazolásán múlik majd, melyekkel még nem rendelkezünk. Ezek mellett jó lenne ismerni a különböző fekete lyukak tulajdonságait is, arról nem is szólva, hogy egy bejutó információ szétoszlik az addig elnyelt információ tengerében, így az újra összeszedése lehetetlennek tűnik. Tehát az űrhajó utasai hiába alakulnak újjá, elég szétszórtak lesznek.

Mindezt Lloyd is elismeri. Ahhoz, hogy a kiáramló Hawking-sugárzást dekódolhassuk, meg kell alkotni egy hibátlan kvantum gravitációs elméletet, ami mindeddig még nem sikerült. A gyakorlati nehézségeken túl azonban van egy jóval súlyosabb elméleti hibája is Lloyd munkájának, figyelmeztet Daniel Gottesman, a kanadai Perimeter Institute munkatársa. Azáltal hogy egy fél qubit információ elvész, információvesztésről van szó és ilyen szempontból gyakorlatilag teljesen mindegy, hogy csak egy parányi, vagy szinte az egész veszett oda. A standard kvantum mechanikában nincs információvesztés, így ha Lloydnak mégis igaza lenne, akkor ahhoz át kellene dolgozni az egész elvet. Azonban az elméleti fizikusoknak nincs igazán elképzelésük, mivel is válthatnák fel a kvantum mechanikát.

Észlelték egy fekete lyuk születését

2005. május 10. 13:25, kedd

Csillagászok egy fekete lyuk születését kapták lencsevégre. Ez volt az első eset, hogy észlelték egy rendkívül rövid ideig tartó gammasugár-kitörés optikai mását.A halványan látható fényvillanás néhány pillanattal egy nagy energiájú gammasugár-kitörés után következett be. Ez valószínűleg két sűrű neutroncsillag egybeolvadását jelezte, ami egy viszonylag kistömegű fekete lyukat hozott létre, magyarázta Neil Gehrels a NASA Goddard Űrrepülő Központ munkatársa a Space.com-nak. A kitörés a BRG050509b jelölést kapta.

A gammasugár a sugárzás legerőteljesebb formája az elektromágneses spektrumon. Az összeolvadás 2,2 milliárd fényévnyire zajlott le, azaz valójában 2,2 milliárd évvel ezelőtt ment végbe, a fény pedig csak hétfő reggel érte el bolygónkat. Gehrels a Space.com-nak elmondta, a kitörést a NASA földkörüli pályán keringő Swift távcsöve észlelte, ami ezután 50 másodpercen belül átpozícionálta magát, hogy ugyanazt az égbolt részletet a röntgensugarak tartományában is lefényképezze. Így éppen csak sikerült elkapnia az alig észlelhető, és csupán pár percig tartó röntgensugarú utánfénylést. A Központ világszerte e-mailben értesítette a csillagászokat, ennek hatására a nagy obszervatóriumok is ráálltak a megadott tartományra és megpillantották a halvány, látható fényű utánfénylést.

A gammasugarú kitörések elég rejtélyes valamik, az univerzum minden részén előfordulnak. Vannak hosszú időtartamú kitörések, melyek több másodpercig tartanak és elvileg a fekete lyukak kialakulásával köthetők össze. Nagy tömegű csillagok felrobbanásakor és összeomlásakor jönnek létre. Az utóbbi években ezeknél a hosszú kitöréseknél már sikerült észlelni röntgensugarú és optikai utánfényléseket is.

Ugyanakkor vannak rövid időtartamú kitörések is, mint a mostani, melyek csupán a másodperc apró töredékéig tartanak. Az elméleti tudósok szerint egy ilyen kitörés olyan fekete lyukak születését jelzi, melyek mindössze a Nap tömegének néhány­szo­ro­sával rendelkeznek, de ha ez így van, akkor ezeket is kísérniük kell röntgensugarú és látható fényvillanásoknak. Az elméleti tudósok magyarázata szerint több százmillió, talán egymilliárd év leforgása alatt a két neutroncsillag spirális mozgással megközelítette egymást.

Ezek rendkívül sűrű objektumok: összeomlott csillagok maradványai. Az összeütközés előtti másodperc töredékében a kisebb tömegű neutroncsillag szétszakadt és egy neutrínókorongot alkotott a nagyobb tömegű csillag körül. Ez a súly hatására berobban, és egy forgó, kis tömegű fekete lyukat hozott létre. A fekete lyukak nem láthatók, mivel mindent elnyelnek, azonban mielőtt az anyagot bekebelezné, egy nagy energiájú folyamat visszadobja az anyag egy részét az űrbe. Tehát a gammasugarú kitörés egy túlhevült gázsugár kilövellését jelezte az újonnan létrejött fekete lyuk körüli zavaros területről.

Az első gammasugár-kitörést 1967-ben véletlenül észlelte egy amerikai műhold, melynek feladata az atomkísérleteket tiltó egyezmény betartásának ellenőrzése volt. A kutatók azóta már jól tudják, hogy szinte naponta megy végbe egy-egy ilyen jelenség valahol a kozmoszban, legtöbbjük tőlünk több milliárd fényévnyire. Minden ilyen kitörés egy pillanatra túlragyogja az egész galaxist, azonban a mi galaxisunkban rendkívül ritkák ezek az események. Egyes tudósok szerint a múltban egy-egy ilyen kitörés a Tejúton belül tömeges kipusztulást eredményezhetett a Földön.

Fekete lyuk lenne egy laboratóriumi tűzgömb?

2005. március 22. 14:16, kedd

Mi történik, ha trillió fokos hőséget hozunk létre? A tudósok szerint ezen az értéken a nukleáris anyag úgynevezett kvark-gluon plazmává olvad, ami az elméletek szerint az ősrobbanás utáni első mikroszekundum állapota volt. A Brookhaven Nemzeti Laboratórium New York-i RHIC részecskegyorsítójában ezt a fortyogó őslevest próbálják előállítani, és öt év után úgy tűnik végre sikerült, sőt a fizikusok szerint a létrehozott tűzgömb magja feltűnő hasonlóságokat mutat egy fekete lyukkal. 

Az RHIC-ben aranyatomokat ütköztettek egymásnak közel fénysebességgel, melyek találkozáskor kvarkokra és gluonokra rob­ban­tak szét. Ez egy a Napnál háromszázszor forróbb plazmagömböt ered­mé­nye­zett, ami nem vizsgálható közvetlenül, mivel csak a má­sod­perc rendkívül apró töredékéig maradt fenn. Emiatt a dolgot a plazma normál anyag­gá való visszahűlésekor kirepülő részecskék segítségével sikerült észlelni. Egyesek szerint ez a megfigyelési mód nagyban hasonlít a csillagászok azon módszeréhez, amivel egy szétrobbanó csillagot észlelnek.

"A csillagászok csak a csillag felszínéről érkező fényt látják, ebből próbálnak következtetni mi történt odabent. Nekünk fizikusoknak ugyanezzel a problémával kell megküzdenünk" - magyarázta Scott Platt, a Michigani Állami Egyetem fizikusa, aki személy szerint nem vett részt az RHIC kísérletben.

A fény helyett a fizikusok több ezer részecskét, többségükben pionokat, a protonoknál hétszer kisebb szubatomi részecskéket látnak. Az atomok ütközéséből kirepülő összes törmelék röppályájának körültekintő rekonstruálásával a tudósok fontos információkhoz juthatnak a rövid, ám annál hevesebb ütközésekről. A kísérletről tanulmányt készítő Horatiu Nastase, a Brown Egyetem fizikusának számításai szerint azonban volt valami különösen szokatlan az amúgy sem szokványos jelenségben. A tűzgömb tízszer annyi sugarat nyelt el, mint amit a számítások szerint el kellett volna nyelnie. 

A Brookhaven Nemzeti Laboratórium részecskegyorsítója

A Brown kutatója szerint a részecskék a tűzgömb magjában tűntek el, majd hősugárzásként újra megjelentek, valahogy úgy, mint ahogy a fekete lyukakba beáramló anyag Hawking-sugárzásként kerül ki. Mindazonáltal ha a plazmagömb fekete lyuk is lenne, állítólag nem jelent veszélyt. Ezeken az energiákon és távolságokon a gravitáció nem képvisel domináns erőt egy fekete lyukban. A lyuk kialakulását egyébként már 1999-ben számításba vették, de a probléma csekélysége miatt különkatasztrófa forgatókönyv kidolgozását elvetették.

Fekete lyukaktól hemzseg galaxisunk közepe

2005. január 14. 09:33, péntek

A NASA Chandra Röntgensugarú Obszervatóriumának legújabb eredményei szerint 10 000 vagy még annál is több fekete lyuk kering a Tejút közepén elhelyezkedő nagy tömegű fekete lyuk körül. Ezek a viszonylag kicsi, csillagtömegű fekete lyukak a neutroncsillagokkal együtt évmilliárdok alatt népesítették be a galaktikus középpontot. Már évek óta feltételeznek egy ilyen sűrű csillagtemetőt, azonban a Chandra adatai minden eddiginél jobb bizonyítékot adnak létezésére, ami emellett segít a csillagászoknak jobban megismerni a Tejút közepén elhelyezkedő nagy tömegű fekete lyuk növekedésének mikéntjét. A felfedezés a Chandra folyamatban lévő programjának része, melynek feladata a szóban forgó fekete lyuk, a Sagittarius A (Sgr A) körüli terület megfigyelése, jelentette be Michael Muno, a UCLA kutatója. 

Naprendszerünk helyzete galaxisunkban és szomszédaink, a Saggitarius törpegalaxis és a Dwingeloo 1 galaxis

Az Sgr A-tól 70 fényéven belül észlelt több ezer röntgensugár forrás közül Muno és munkatársai a legfényesebb és sugárzásukban nagy ingadozásokat mutató források kiválasztásával azokat keresték, melyek a legnagyobb valószínűséggel lehetnek aktív fekete lyukak és neutroncsillagok. Ezek a jegyek olyan fekete lyukakat és neutroncsillagokat azonosítottak, melyek bináris, kettős rendszerben vannak és anyagot szívnak el kísérő csillagaiktól. Hét, a kritériumnak megfelelő forrásból négy 3 fényéven belüli távolságra van az Sgr A-tól.

"Bár az Sgr A körüli terület tele van csillagokkal, úgy véltük mindössze 20 százalék esélyünk van arra, hogy akár csak egy röntgensugarú binárist találjunk három fényévnyi sugárban" - mondta Muno. "Azonban a források magas koncentrációja arra utal, hogy hatalmas mennyiségű fekete lyuk és neutroncsillag gyűlt össze a galaxis közepén." 

A képen a Chandra röntgentávcső képe a Tejút közepén lévő gigantikus fekete lyukról, és a közelében lévő röntgenforrásokról. A kisképeken látható sugárzásváltozás szerint utóbbiak anyagot szívnak el a környező csillagokból

Mark Morris a tanulmány társszerzője már egy évtizeddel ezelőtt felvetette, hogy egy dinamikus súrlódásnak nevezett folyamat a hatalmas csillagok felrobbanásából létrejövő, a Nap tömegénél tízszer nagyobb fekete lyukak galaxis közepe felé sodródását eredményezi. A galaxisunk közepétől sok fényévnyi távolságban keringő fekete lyukak magukhoz vonzzák a környezetükben lévő csillagokat, illetve azok is visszahúzzák a fekete lyukakat. A találkozások végső hatása az, hogy a fekete lyukak spirálisan a középpont felé haladnak, míg a kisebb tömegű csillagok kiszorulnak a külsőbb területekre. A galaxis középponti részére becsült csillagok és fekete lyukak számából a dinamikus súrlódás elméletileg 20 000 fekete lyukat eredményez az Sgr A-tól három fényéven belüli területen. Hasonló hatás munkálkodik a neutroncsillagok esetében is, azonban alacsonyabb tömegük miatt kisebb mértékben.

Amint a fekete lyukak koncentrálódtak az Sgr A közelében, számtalan közeli találkozás alakul ki a közönséges csillagokkal, melyekből több kettős rendszerben létezik. A fekete lyuk erős gravitációja rávehet egy szokványos csillagot, hogy "partnert váltson" és egy fekete lyukkal lépjen kettős rendszerbe, miközben kísérőjét kilöki. Ez és a neutroncsillagoknál fennálló folyamat várhatóan több száz fekete lyuk és neutroncsillag bináris rendszert hoz létre. 

Számítások szerint a galaktikus középpont felé sodródó fekete lyukakat és neutroncsillagokat végül elnyeli Sagittarius A. Egymillió év alatt nagyjából egy ilyen objektum válik a nagy tömegű fekete lyuk martalékává. Ebben az ütemben körülbelül 10 000 fekete lyuk és neutroncsillag esik fogságba néhány milliárd év alatt, ami közel 3 százalékot ad a központi fekete lyuk jelenleg 3,7 millió Napra becsült tömegéhez.

Eközben a fekete lyukak tevékenysége miatt alacsony tömegű csillagok lökődnek ki a középponti területről, ami csökkenti annak esélyét, hogy a középponti fekete lyuk szokványos csillagokat kebelezzen be. Ez magyarázatot ad arra, miért olyan csendesek egyes galaxisok, köztük a Tejút központi területei, annak ellenére, hogy egy nagy tömegű fekete lyuk lakozik bennük.

Felfedezték legközelebbi galaktikus szomszédunkat

2003. november 8. 23:32, szombat

A Tejútrendszer egy újonnan azonosított galaxissal ütközik és emészti fel, mely jelenleg galaxisunk legközelebbi szomszédja. Egy ausztrál, francia, olasz és angol csillagászokat tömörítő nemzetközi csoport a hét közepén jelentette be a felfedezést. A Tejút martalékává váló Canis Major, azaz Nagy Kutya törpegalaxis, ami arról a csillagképről kapta a nevét melyben felfedezték, eddig szinte teljesen észrevétlen volt galaxisunk sűrű porkorongjának köszönhetően. Az égbolt új infravörös fényű áttekintése lehetővé tette a tudósok számára, hogy átlássanak ezen a poron és M-óriás csillagokat - infravörös megvilágításban fényesen ragyogó hűvös vörös csillagokat - észleljenek. Az M-óriásokat jelzőfényekként használva sikerült megállapítani a Canis Major alakját és elhelyezkedését, mely nagy segítséget nyújtott a Tejút távoli területeinek háromdimenziós szerkezetének elkészítéséhez is. 

"Olyan mintha egy infravörös éjjellátó szemüveget venne fel az ember" - magyarázta a csapat egyik tagja, Rodrigo Ibata, a Strasbourgi Egyetem csillagásza. "Most már képesek vagyunk a Tejút eddig nem látható részének vizsgálatára."

A Canis Major viszonylag parányi, csupán egymilliárd Nap tömegével rendelkezik, így könnyű prédája volt galaxisunk kolosszális gravitációjának. A képen rózsaszín áramlatként látható amint a Tejút magához húzza a törpegalaxis csillagait. A törpegalaxis megközelítőleg 42 000 fényévre van galaxisunk középpontjától, ami kisebb távolság, mint amit a Sagittarius törpegalaxis esetében mértek, mely ugyanarra a sorsra jutott, mint most felfedezett társa, ahogy arról már korábban beszámoltunk. A kutatók szerint a Canis Major egy százalékot tehet hozzá galaxisunk tömegéhez. 

Dr. Geraint Lewis, a Sydney Egyetem tudósa szerint a felfedezés megerősíti a Tejút viszonylag fiatal mivoltát. "Nem nevezhető érettnek, láthatóan még csak most formálódik" - mondta Lewis. "Úgy tűnik, a kibelezett Canis Major galaxis nem csupán a Tejút korongjának külső pereméhez járul hozzá csillagaival, de a Naphoz közeli területekre is jut belőlük. Ezekhez hasonló a kölcsönhatások alakíthatták ki galaxisunk ma látható jellemvonásait."

A felfedezés új megvilágításba helyezte a galaxisok kialakulását. Bár a csillagászok hosszú ideje feltételezték, hogy a Tejútrendszerhez hasonló hatalmas galaxisok központi részei a túl közel kerülő kísérő galaxisok felemésztéséből építkeznek, ez az első eset, hogy a galaxis külső területe, vagy korongja ugyanezt a módszert alkalmazza.

Az üres galaxisok rejtélye

2003. július 17. 08:10, csütörtök

Egyes galaxisok főként gázból állnak, nem pedig csillagokból, fedezte fel Brad Warren az Ausralian National University végzős hallgatója, némileg megkavarva ezzel a hagyományos gondolkozást. 

Egy gázgalaxis

"Ha gázok után kutatunk egy rádióteleszkóp segítségével akkor egy óriási gázfoltot láthatunk. Ha csillagokat keresünk egy optikai teleszkóppal akkor csupán egy kis csillagfoltot láthatunk az égbolton" - mondta a BBC Newsnak a csillagászati világkongresszuson. Valamilyen okból ezekben a galaxisokban nem sikerült csillagoknak kialakulniuk a hidrogén gázból. Most azon folyik a kutatás, hogy ennek okát kiderítsék. A Nemzetközi Csillagász Szövetség Sydney-ben tartott gyűlésén Warren felvázolta a 20 gázzal teli galaxisról szóló felfedezését.

"Amikor gázokat keresünk ezekben a galaxisokban a jel szinte kirobbanó" - magyarázta Warren. "Azonban ha csillagokat keresünk, csupán egy alig felismerhető foltot látunk."
A galaxisokat, melyek főként gázból állnak és csak néhány csillagot tartalmaznak már korábban is észlelték. Az új tanulmány azt igyekszik bemutatni, hogy ezek jóval gyakoribbak és furcsábbak, mint korábban gondolták.

Kevés csillagnak adnak otthont

Az úgynevezett "üres" galaxisok nagy intergalaktikus űrökben találhatók, a hagyományos galaxis csoportosulások közötti hatalmas térben. Igen kevés objektum lakozik ezeken a területeken, ahol szülő galaxisaiktól elszakadt magányos csillagok élik elszigetelt életüket, mielőtt elhalványulnának és elpusztulnának. Az üres galaxisok hatalmas hidrogén korongok, több tízezer fényév átmérőjűek, méretük nem sokkal kisebb, mint a Tejútrendszeré, tömegük azonban jelentősen alacsonyabb. Bár több milliárd Nap tömegével rendelkeznek elenyésző számú, alig látható csillaggal rendelkeznek középpontjukban. Valamilyen ismeretlen okból nem alakították át hidrogén gázukat csillagokká. Brad Warren szerint halva születésük oka talán a magukra hagyatottságukban rejlik.

"Ezek elszigetelt galaxisok. Nem kapnak semmilyen stimulációt más galaxisoktól, ami elindíthatná a csillagformálódást, normális esetben ez többnyire a gravitációs vonzás szokott lenni" - mondta. "A legtöbb galaxis gázai nagy részét csillagokká alakítja, a most felfedezett galaxisok esetében azonban ez a folyamat nem alakul ki - egyelőre nem tudjuk miért."
Ezeknek a furcsa galaxisoknak a megismerése és "meddőségük" megértése segíthet felfedezni a csillag formálódás folyamatának egy hiányzó láncszemét.

"A miért felfedezése fontos betekintést fog adni hogyan, mikor és miért alakultak ki a galaxisok" - tette hozzá Warren. Kutatásának következő lépése a gázgalaxisok néhány csillagának megvizsgálása lesz, hogy megtudja van-e valamilyen sajátosságuk a már ismert csillagfajtákkal szemben.

Csillaggyűrű övezi galaxisunkat

2003. január 7. 17:15, kedd

Bizonyítékot találtak egy hatalmas csillaggyűrű létére, ami feltehetően teljesen körülveszi a Tejútrendszert.A csillagászok rálátását galaxisunk külső peremére előzőleg korlátozták a közbeeső csillagok és a korlátozott teleszkóp idő. Most azonban két kutató csapat is felfedezett egy több milliárd, meglepően idős csillagból álló gyűrű részeit a Tejút spirális karjain túl. Még nem állíthatjuk teljes biztonsággal, hogy körbevenné a galaxist, ám az eredmények biztatónak tűnnek" - mondta Mike Irwin, a brit Cambridge Egyetem kutatója. "A következő lépések a galaxis körüli más területek vizsgálata, hogy megmérhessük csillag színeiket, méreteiket és sebességeiket, majd a rendelkezésünkre álló információ alapján megkezdhessük a szerkezet részletes modellezését" - nyilatkozta a New Scientist magazinnak.

Két kutató csapat vett részt a munkában. Az első, melyet az amerikai Rensselaer Politechnikai Intézet munkatársa, Heidi Newberg vezetett, egy csillag ívet fedezett fel, melyben a csillagok egyenlő távolságra vannak a galaxis középpontjától. Ők a sacramentói Sloan Digital Sky Survey-t használták a Tejútrendszer külső peremének megfigyelésére.

A második csapat, melynek Irwin is tagja, az égbolt egy 100 fokkal távolabb eső területét vizsgálta a La Palmán található Isaac Newton Teleszkóppal. Eredeti céljuk az Androméda galaxis tanulmányozása volt, azonban hasonló csillag mintára bukkantak ugyanabban a távolságban, mint az első csoport, ami arra utal, hogy egy hatalmas, csillagokból álló gyűrű veszi körbe galaxisunkat.

Mindenesetre számos csillagász további bizonyítékokat szeretne, mielőtt elfogadná a gyűrű létezését. "Valami nagyon érdekes történik, a fizikai kép azonban még elég zavaros" - mondta James Binney, az Oxford Egyetem csillagásza.

Heidi Newberg szerint a gyűrűt alkotó csillagcsoportok arra utalnak, hogy legalább a galaxis egy része sok kisebb, vagy törpe galaxis összekeveredéséből alakult ki. Ha megerősítik, a galaxist körülölelő csillaggyűrű léte nem mondható teljes meglepetésnek, mondja Michael Merrifeld, brit csillagász. "Jó pár más spirálgalaxis körül is megfigyelhető, hogy csillagok halvány gyűrűi övezik" - mondta.

A gyűrűt alkotó idős csillagok nem sok jót ígérnek a jelenlegi elméleteknek, magyarázta Rodrigo Ibata, az európai csapat tagja. "A gyűrűben az a szokatlan hogy látszólag csak ősi csillagokból áll. Bár számos más galaxis ismert melyeket gyűrűk vesznek körül, egyik sem hasonlít a Tejútrendszeréhez, mivel azokat fényes, fiatal csillagok alkotják" - nyilatkozott a SPACE.com-nak.

Az sem tiszta, hogyan alakulhatott ki egy ilyen szerkezet. Az egyik lehetőség, hogy a csillagok a mi galaxisunkból származnak, azonban az idők során valamilyen zavar hatására kilökődtek. A másik lehetőség, hogy a Tejútrendszer gravitációja darabokra szaggatott egy kisebb kísérő galaxist, mely ezt a "hulladékot" hagyta maga után. A kutatást hétfőn tették közzé az Amerikai Csillagászati Társaság seattle-i ülésén.

Hogyan építsünk időgépet?

2002. szeptember 3. 15:30, kedd

Az időutazás H. G. Wells 1895-ben írt Az időgép című regénye óta közkedvelt témája a sci-fi irodalomnak. De vajon tényleg megalkotható-e? Évtizedeken át az időutazás az elfogadható tudomány határain túl húzódott, az utóbbi években a téma azonban egyre inkább előtérbe került az elméleti fizikusok körében. Megérteni az ok és okozat közötti összefüggést kulcs eleme egy egységes fizikai elmélet elkészítésének.

Legjobban Einstein relativitáselméletéből érthetjük meg az időt, amit előtte abszolútnak és egyetemesnek tekintették, minden számára azonosnak, függetlenül fizikai körülményeitől. Einstein szerint két esemény közötti intervallum függ a megfigyelő mozgásától. Tegyük fel, hogy egy ikerpár egyik tagja űrhajóval, nagy sebességgel elindul egy közeli csillag felé, majd onnan visszatér a Földre, míg testvére bolygónkon marad. Az űrutazás tegyük fel egy év volt, ám amikor az utazó kilép a hajóból, rádöbben, hogy a Földön ezalatt 10 év telt el és testvére 9 évvel idősebb nála. Ez is egy módja az időutazásnak, valójában emberünk 9 évet haladt előre a jövőbe. Az időnyújtásként ismert hatás a napi életben nem észlelhető, mivel a mozgásnak fénysebességhez közeli tempóval kellene végbe mennie. Még a repülőgépek sebességénél is csak néhány nanoszekundum az időnyújtás. A valódi időtorzításokhoz általános tapasztalataink világán túl kell keresgélni. A félatomi részecskéket hatalmas gyorsító gépezetekben meg lehet hajtani közel fénysebességgel. Egyes kozmikus sugarak esetében szintén tapasztalhatóak látványos időtorzítások. Ezek a részecskék olyan közel járnak a fénysebességhez, hogy az ő nézőpontjukból percek alatt szelik át a galaxist még akkor is, ha a Földről nézve több tízezer éven át utaznak. Ha az időnyújtás nem alakulna ki, akkor ezek a részecskék soha nem érnének ide.

A sebesség egy mód hogy előreugorjunk az időben. A másik a gravitáció. Az óra egy hangyányival gyorsabban jár a padláson, mint a pincében, ugyanez igaz az űr és a Föld felszín viszonylatában, bár a hatás parányi, pontos órákkal közvetlenül mérhető. Egy neutroncsillag felszínén a gravitáció olyan erős, hogy az időt 30%-kal lassítja a földi időhöz viszonyítva. Egy ilyen csillagról figyelve az események egy felgyorsított filmre hasonlítanak. A fekete lyukak jelentik a végső időtorzítást. Felszínükön az idő mozdulatlan a Földhöz képest. Ha egy űrhajós nagyon közel tud kerülni egy fekete lyukhoz, majd sértetlenül visszatér, akkor hatalmas lépést tehet a jövőbe. Az előre jutás, ha elméletben is de megoldható, visszafelé haladni az időben azonban még ennél is nehezebb.

1948-ban Kurt Gödel Einstein gravitációs mező egyenlete alapján egy forgó univerzumot vázolt fel. Ebben az univerzumban az űrhajós úgy utazhat át az űrön, hogy saját múltjába jut vissza, mivel a gravitáció hatással van a fényre, azonban a megfigyelések semmi jelét nem mutatták az univerzum forgásának, arra azonban jó volt, hogy bizonyítsa, a relativitás elmélete nem tiltja meg az visszafelé haladást az időben. Frank J. Tipler 1974-es számításai szerint egy, a tengelye körül közel fénysebességgel forgatott végtelenül hosszú henger azáltal teszi lehetővé a visszajutást, hogy a fényt hurokként a hengerpalást köré húzza. J. Richard Gott szerint az ősrobbanáskor keletkezett kozmikus szálak idézhetnek elő hasonló eredményt.

A legértelmesebb azonban a nyolcvanas évek féreglyuk koncepcióján alapuló időgép elmélet, melyet 1985-ös Kapcsolat című regényében Paul Sagan is alkalmazott. A féreglyukak beleillenek a relativitás elméletébe. Kip S. Thorne és kollégái megvizsgálták összeegyeztethetőségét az ismert fizikával. A kiinduló pont, hogy a féreglyuk a fekete lyukhoz hasonlóan félelmetes gravitációval bír. Amiben eltér, az a be- és kijárat, valamint tartalmaznia kell az antigravitációt negatív energiával vagy nyomással létrehozó úgynevezett egzotikus anyagot. A negatív energiaállapotok ismertek bizonyos kvantumrendszerekben, így az egzotikus anyagot nem zárják ki a fizika törvényei, az azonban nem tisztázott, hogy elegendő antigravitáció jöhet-e létre a féreglyuk stabilizálásához. Ha igen, akkor időgépként is használható, ha az egyik végét neutroncsillag közelébe tudják vontatni, ahol a csillag gravitációja lelassítja az időt.

Ha létre is hoznak egy időgépet, az a paradoxonok egész tárházát nyithatja meg előttünk, hiszen mi történik, ha egy időutazó beleavatkozik a dolgok folyásába, vagy egyszerűen a részévé válik a múltnak.

Leleplezhetik a hosszú élet genetikai titkát

2001. augusztus 29. 12:32, szerda

A tudósok közel állhatnak az öregedéshez vezető gének megtalálásához, egy olyan felfedezéshez mely új gyógyszerek segítségével meghosszabbíthatja életünket.

Csak nagyon kevés ember éli meg a 100 éves kort, a szóbeszéd pedig úgy tartja, hogy a hosszú élet örökletes, azaz családon belül marad. Ahhoz, hogy kijelenthessük, hogy bizonyos gének felelősek a kifejezetten hosszú életért Annibale Puca, a bostoni Howard Hughes Orvosi Intézet kutatója 137 testvért toborzott össze, ahol az idősebbik legalább 98 éves, míg testvére öcs esetén legalább 91, húg esetén legalább 95 éves.

Puca és csapata egy "kapcsolat-analízis" elnevezésű genetikai vizsgálatot végzett el, ami azt hivatott kimutatni, milyen a valószínűsége, hogy egy-egy génterület összefüggésének egy-egy jellemvonással.

"A kapcsolat- analízis egy gén valószínűséget ad" - mondta Puca. A kutatók a négyes kromoszómában olyan területre bukkantak, ami kapcsolatban van a hosszú élettel. "95 százalék az esélye, hogy jó úton járunk" - tette hozzá Puca.

"Ez egy technikai 'tour de force'" - nyilatkozott Tom Johnson, a Colorado Egyetem munkatársa. "Eddig még senkinek sem sikerült megcsinálnia emberekkel".

"A felfedezés következtében ezekkel a génekkel olyan beavatkozásokat hajthatnak végre, melyek genetikai hatásokat utánoznak biokémiai úton" - mondta Huber Warner egy marylandi nemzeti intézet korosodási programjának társ-igazgatója. "Így biokémiai úton lehetne befolyásolni az egészséget és az élettartamot".

Puca és csapata szerint az általuk megtalált gén vagy akár gének variációi befolyásolják az öregedés mértékét és a betegségekkel szembeni ellenálló képességet. Nem ez lenne az első gén, amit összefüggésbe hoztak a korral, az APOE már a gyakorlatban is bizonyított, méghozzá az Alzheimer kórral szemben. Puca tanulmánya azonban az első, amely az egész géntérképet vizsgálja, és ebből emeli ki a legfontosabb, a hosszú élethez kapcsolódó gént vagy géneket.

"Meglepett, hogy találtak egy ennyire hatásos, különálló génterületet" - mondta Warner. "Ennek egy olyan alap folyamatnak kell lennie, ami sok különböző alap rendszert befolyásol".

"A tanulmány erőssége, hogy egy bizonyos területre mutat, egy bizonyos kromoszómára, amely úgy tűnik nagy befolyással van az öregedésre" - fejtette ki James Carey a California Egyetem szakértője. "A következő lépésnek magában kell foglalnia egy ellenőrzést, hogy leszűküljön a gének egy részhalmazára, ha lehetséges, és ami a legfontosabb, azonosítja a mechanizmust".

Puca szerint az, hogy vajon képesek leszünk-e kifejleszteni az öregedés lelassítását az attól függ, hogy mit is találnak, ugyanis "néhány gént nehezebb megváltoztatni, mint a többit." Ő és csapata reméli, hogy sikerül elkülöníteni a gént, vagy géneket hat hónapon belül.


Ahogy az anyag eltűnik a fekete lyukban

2001. január 16. 13:22, kedd

A fekete lyukak létezését évtizedek óta biztosra veszik a tudósok. Néhány kutatónak a napokban, a világon először, sikerült kimutatniuk egy olyan anyagfelhőt, ami a semmibe tart.
A csillagászok és kutatók szüntelenül keresik az úgynevezett fekete lyukakat, amelyek létezésének lehetőségét még Albert Einstein vetette fel. Az univerzum talán legérdekesebb és legrejtélyesebb jelenségei óriási, a Napnál legalább háromszor (de akár több ezerszer) nagyobb csillagokból keletkeznek.

Az égitest élete végen kifogy a nukleáris üzemanyagából, és összeroppan. A csillagból ezután az úgynevezett fekete lyuk marad vissza, mintegy holttestként.

Ezek mérete nem túl nagy, körülbelül Földünkkel azonos, anyagsűrűségük és tömegük viszont hihetetlenül nagy. Egy téglányi része nagyobb tömegű, mint a Hold egészében, így irtózatos gravitációt gerjeszt, melynek fogságából semmi nem menekülhet.

Amit egyszer egy fekete lyuk "befogott", az előbb vagy utóbb, de biztosan eltűnik benne. E rejtélyes jelenségekből még a fénysugár sem tud megszökni, valójában még azt is magába rántja. Magát a fekete lyukat nem lehet látni, viszont környezetére gyakorolt gravitációs hatásából, valamint az anyag magába szippantásából következtetni lehet jelenlétére.

Habár a létezésük bizonyos, még senkinek, soha nem sikerült ezt bebizonyítani. Néhány tudósnak azonban a Chandra röntgentávcsővel sikerült egy olyan felvételt készítenie, ahol egy anyagfelhő egy középpont felé örvénylik, majd elérve azt nyoma vész. Több szakember szerint ez az első kézzel fogható bizonyíték a fekete lyukak létezésére.

A fekete lyuk egy közeli csillagból szakít ki anyagot. A kutatók a rögzített felvételt, összevetették egy neutroncsillag által előidézett hasonló jelenséggel. Amikor az anyag a neutroncsillag felszínéhez ér, hatalmas energiát szabadít fel, ami fény, röntgen és egyéb sugárzások kibocsátását jelenti. Ezeket a sugárzásokat a Földről érzékelni lehet.

A fekete lyuk esetében ilyen nincsen. Az anyag folyamatosan gyűrűzik az "Event Horizon - Eseményhorizont" elnevezésű helyig, amely tulajdonképpen a lyuk határa. Innentől az anyag eggyé válik, és többé nem szabadul. Az eltűnt agyag nyomában semmilyen sugárzás nem észlelhető.

Megoszlanak a vélemények a Chandra röntgenteleszkóppal végzett kutatások súlyáról. Vannak, akik szerint semmit nem jelent, mások nyilvánvaló bizonyítékként kezelik az eredményeket. Az biztos, hogy a mostani felfedezés jelentős lépés a kutatásában. Annak a jelenségek kutatásában, amelyeket soha senki nem fog látni. 

Galaxisok fény nélkül

2001. január 9. 17:00, kedd

Az Univerzumnak létezhet egy rejtelmes, sötét oldala, melyet "árnyék galaxisok" alkotnak csillagok nélkül. Ezek a területek fényes égitestek és gázok helyett, teljes egészükben az un. sötét anyagból alakultak ki, azokból a különös, láthatatlan összetevőkből, ami a tudósok feltételezése szerint a Világegyetem több, mint 90 százalékát alkotja.

A sötétség vonzásában

A kutatók fényt deríthetnek arra is, hogy eme sötét csillagrendszerek a száma jóval meghaladja a láthatóakét - vélekedett három tudós a Cambridge Egyetemről. Már napjainkban is meggyőző bizonyítékok vannak arról, hogy egy átlagos fényerejű galaxis hatalmas mennyiségű sötét anyagot tartalmazhat, gyakran saját csillagai súlyának tízszeresét.

Fizikusok szerint a fekete anyagok a magyarázatai azoknak a galaxisokon belüli csillagmozgásoknak, amiket eddig megfigyelhettek. Helyenként ugyanis annyira kevés csillag található, hogy a nem látható anyagok súlya okozta gravitáció nélkül már mind szétszóródtak volna a világmindenségben.

Dr Neil Trentham kijelentette, gyakorlatilag rengeteg sötét anyag van az Univerzumban, és a csillagrendszerek nagy része hasznot húz létezésükből. Elméleti oldalon ez azt jelenti, hogy rengeteg relatív kis tömegű galaxis létezik minden egyes nagyobb mellett, csak éppen mi nem láthatjuk őket mert nincsenek bennük csillagok.

Dr Trentham néhány kollégájával publikációk sorozatára készül a témával kapcsolatban. "Hatalmas kihívást jelent számunkra, hogy teljesen fekete galaxisokat találjunk." - mondták a tudósok. A siker kulcsa a még mindig ismeretlen sötét anyag alkotóelemeinek összetételében rejlik. Feltételezéseik szerint ezek a rendszerek un. gravitációs lencseként is működhetnek, megváltoztatva a mögöttük lévő fényes csillagok képét.

Hasonló dolog történne akkor is, ha a vizsgált galaxis valamilyen halott csillagot tartalmazna, például fehér törpét, vagy fekete lyukakat. Nagy előrelépést jelentene, ha sikerülne megfigyelni anyagokat, melyekre hatással van egy ilyen sötét galaxis gravitációs vonzása. Úgy néz ki erre most lehetőség nyílik ugyanis felfedezték, hogy az UGC 10214 galaxisból anyag szivárog mely látszólag egy nagy semmi felé tart...

Az új típusú fekete lyuk

2000. szeptember 14. 00:34, csütörtök

Fekete lyukak eddig csak két méretben léteztek: kicsi és hatalmas. Kedden a NASA tudósai bejelentették, hogy megtalálták a hiányzó közepes méretű fekete lyukakat is.

A tudósok mindig sejtették, hogy léteznek közepes méretű fekete lyukak, de csak most sikerült ezeket felderíteni a NASA föld körül keringő Chandra teleszkópjával.

Egy fekete lyukat, aminek a súlya 500 Napénak megfelelő, mérete pedig akkora mint a Hold, az M82-es galaxisban találtak, alig 600,000 fényévnyire tőlünk. Ez galaktikus méretekben meglehetősen közel van, eltérően a millió csillagot tömörítő hatalmas fekete lyukakkal, amik a galaxisok középpontjában helyezkednek el.

A relatíve apró fekete lyukak csak egy csillagból keletkeztek, és aránylag sok van belőlük a világegyetemben, többek között még a saját Tejutunkban is.

A tudósok sejtették, hogy az M82 tartalmazhat ilyen fekete lyukat, de amíg a Chandra nagyfelbontású röntgen képei meg nem érkeztek nem voltak biztosak benne.

Új teória a feketelyukakról

2000. július 24. 02:35, hétfő

A feketelyukak olyan szélviharokat produkálhatnak, amelyek miatt különböző anyagok szabadulhatnak ki a feketelyuk gravitációs fogságából. Az új felfedezés végre megmagyarázhatja a feketelyuk-elmélet és megfigyelések közötti ellentéteket. A feketelyukakat eddig olyan sűrű gravitációs térnek ismertük, amelyből még a fény sem tud kiszabadulni, ha a vonzáskörzetébe kerül. A csillagászati megfigyelések azonban többször jelentettek már ismeretlen "kifolyásokat" feketelyukak környékén.

"Gyakran gondoljuk a feketelyukakról az elméletben, hogy kizárólag elnyeli az anyagokat, de többször megfigyeltünk már bizonyos anyagok elszabadulását is a szuper sűrű gravitációs tér közeléből. Nem tudtuk eddig kideríteni a jelenség okait, mert az adatok és a teória közötti különbség mindig bizonytalanságokhoz vezetett. Most azonban elkezdhetjük kidolgozni a magyarázatot." - nyilatkozták Timothy Kallman és Daniel Proga űrkutatók.

Az új teória szerint a feketelyuk egyenlítője környékén örvénylő anyagok és a feketelyuk örvénye által kibocsájtott erős ultraviola sugárzás szuperszonikus vihart gerjesztnek. A vihar révén pajzs képződik, amely lehetővé teszi bizonyos részecskéknek, hogy a fekete lyuk sarki részein biztonságban kilövelljenek. 

 

A szuperszonikus vihar miatt anyagok szabadulhatnak ki
a feketelyuk fogságából.

Gyorsabban a fénynél

2000. július 20. 11:05, csütörtök

A tudósok előállítottak egy fénysugarat, ami előbb lép ki a gázködből mielőtt még belépett volna abba. A zavarbaejtő kisérletet a princetoni NEC kutatóintézetben hajtották végre. 

A felhasznált anyagok egy bonyolult lézer, egy hideg céziumatomokat tartalmazó kamra és egy szuperpontos stopperóra. A végeredmény, hogy a lézersugár a fénysebesség 300-szorosával haladt.
Einstein elmélete szerint semmilyen fizikai anyag nem képes a fénynél gyorsabban menni, mivel ez - más dolgok mellett - azt is jelenti, hogy visszafelé haladnánk az időben. De a NEC tudósai szerint munkájuk összhangban van Einstein elméletével.

A hitelességéről híres Nature tudományos magazinban megjelent irásában Dr. Lijun Wang és kollégái elmondják, hogy fénysugaruk az atomcsapdában olyan gyosan haladt át, hogy a sugár eleje előbb jött ki, mint bement volna. Ugyan ez meglepően hangozhat, de nem kell aggódni, számos fizikus is kényelmetlenül érzi magát, annak ellenére, hogy ez együttjár a fény hullámtermészetével.

Habár Dr. Wang és csapatának munkája jelentős, ez nem az első alkalom, hogy hasonló "trükköt" hajtanának végre - de valószínűleg eddig ez a legdrámaibb demonstráció. Idén korábban már egy fizikuscsapat kisérletezett egy a fénynél 7%-al gyorsabb mikrohullámmal. Tavaly pedig a fényt a sétáló embernél lassabb sebességre lassították le.

A hatás eléréséhez Dr. Wang kollégái lézersugarat lőttek át egy céziumatomcsapdán. A lézer frekvenciáját az atomok energiaszintjével összhangba hozva a tudósok képesek voltak létrehozni a "szabálytalan törésmutatónak" (anomalous refractive index) nevezett hatást. Ezáltal a fényimpulzus "csoportsebességét" képesek voltak a fénynél gyorsabbra, 300 millió méter/másodpercre felgyorsítani.

A fénysugár csoportsebessége a fényimpulzuson belüli frekvenciáktól és a környező közeg természetétől függ, és lehet más is, mint magának az impulzusnak a sebessége.
Érdekesség, hogy habár a csoportsebesség gyosabb lehet a fénynél, de nem lehetséges ezt a fénynél gyorsabb információhordozásra felhasználni. A nagy csoportsebesség ellenére az impulzus eleje 62 milliárdod másodperccel előbb lépett ki a kamrából, mint oda belépett. Dr. Wang véleménye szerint ez a meghökkentő eredmény nem áll ellentétben Einstein vagy az ok-okozati összefüggés elméletével, mely szerint minden hatást egy időben azt megelőző dolog okoz.

Magánvéleményként számos fizikus elmondta, hogy a Dr. Wangéhoz hasonló kisérletek eddig sziklaszilárdnak hitt elméletek újragondolására kényszerítik őket. A Cologne Egyetem munkatársa, Dr. Guenter Nimtz szerint, akinek hasonló tapasztalatai vannak, a NEC munkája nagyon izgalmas. A BBC News-nak tett nyilatkozata szerint "A hatás nem használható fel arra, hogy visszautazzunk az időben, csak némileg lecsökkenti az hatás és következmény eltelése közötti időt."

Lefékezni a fényt

2000. február 29. 01:32, kedd

Az iskolapadban ülve megtanulhattuk hogy a fény a halad a világon a legnagyobb sebességgel, a szabad űrben 297000 kilométert tesz meg másodpercenként. A Napból érkező fény körülbelül 8 perc alatt, a Holdról alig több mint egy másodperc alatt ér el minket, míg a legközelebbi galaxis 2 millió fényévre van. De most egy dán fizikus és csapata megtalálta a módját a fény másfél km/órás sebesség alá lassításának, ami a lassú sétánál is kevesebb. A kutatókat Dr. Lene Hau, a Rowland tudományos intézet és a Harvard Egyetem munkatársa irányította; munkájának eredményeként tavaly 60 km/óra sebesség alá sikerült csökkenteni a fény sebességét.

Egy a témával foglalkozó az Egyesült Államokban tartott konferencián elmondta, hogy a fény bekapcsolása után kimenet egy kávéért, majd visszatérve megfigyelheti ahogy a fény kilép berendezésének ellentétes oldalán. "Akár meg is érinthetjük" - tette hozzá. A fény sebességének 600 milliomod részére csökkentésének Dr. Hau és csapata által alkalmazott módja a "Bose-Einstein kondenzátumnak (BEC)" nevezett atomcsoport használata. Ezek az atomok épphogy az abszolút nulla fok fölé (a legkisebb elérhető hőmérséklet, ahol minden mozgás megszűnik) vannak hűtve. A Bose-Einstein kondenzátumban nagyon nehezen mozognak az atomok, és így a fény is igen nehezen tud áthatolni rajta.

A kondenzátum

A fizikusok előtt már régóta ismert tény, hogy a fény sebessége lecsökken bármely átlátszó közegen - mint a víz vagy az üveg - való áthaladáskor. A kutatók a kísérlet alkalmával koordinált lézersugarakat lőttek a BEC-en keresztül - az atomi kondenzátum az üvegnél 100 trilliószor nagyobb mértékben nehezíti meg a fénysugár áthaladását. A fény lelassításának számos gyakorlati haszna van, például a kommunikációban, a jelfeldolgozásban, a televízió képernyőjén vagy akár az éjjellátó készülékekben. 

Egy másik univerzum lenyomatát észlelték?

2007. december 25. 08:01, kedd

Augusztusban jelentették be rádiócsillagászok, hogy egy hatalmas lyukra bukkantak a világegyetemben. 
A közel egymilliárd fényév átmérőjű űr az Eridánusz csillagképben húzódik és a megszokottnál jóval kevesebb csillaggal, gázzal és galaxissal rendelkezik. Méreteit tekintve nagyobb, mint bárki gondolta volna, jóval meghaladja jelenlegi kozmológiai ismereteinket.

Mi okozhat egy ekkora tátongó lyukat? Egy fizikus csapat egyesek számára lélegzetelállító, másoknak utópisztikus spekulációnak tűnő magyarázattal állt elő: "Ez egy másik univerzum összetéveszthetetlen lenyomata" - hangoztatta Laura Mersini-Houghton, az Észak-Karolina Állami Egyetem fizikusa. A kijelentés rendkívül merész, azonban ha igaz, akkor ez a hatalmas üresség az első gyakorlati bizonyíték arra, hogy több univerzum is létezik, emellett alaposan megtámogatná a húrelméletet, amire már igen nagy szüksége lenne a többek által halottnak nevezett részecskefizikai modellnek.

Felül a WMAP, alul a VLA felvétele a hideg foltról

A tátongó lyuk először az ősrobbanás utófénylés-térképein tűnt fel, amit a NASA WMAP műholdja készített 2004-ben. A WMAP csapat egy abnormálisan nagy hideg foltot észlelt, ahol a hőmérséklet 20-45%-kal alacsonyabb, mint az égbolt többi részének átlaga. Mivel a kozmikus háttérsugárzás fotonjai a területen áthaladva az anyaggal találkozva nyerik energiájukat, minél több anyag kerül az útjukba, annál magasabb a hőmérsékletük. Tehát egy hideg folt észlelése annyit jelent, hogy a területen minimális anyag található.

A folt, ha látható lenne a Földről, terü­lete a teli hold által elfog­laltnak többszö­röse lenne az égen. Pontos mére­tét először még nem sikerült megha­tározni, mivel nem ismerték a távol­ságát. Ezen a Sloan Digital Survey által a galaxisokról elké­szített eddigi legna­gyobb 3D-s térkép elemzése változ­tatott, és a galaxisok távol­ságának isme­retében már be tudták hatá­rolni a hatal­mas ürességet Ez körülbelül 900 millió fényévre tehető és tő­lünk 8 milliárd fényév­re helyez­kedik el. Ezt erősítette meg augusz­tusban a Minnesota Egye­tem csapa­ta, akik a VLA rádió-galaxisokról begyűjtött adatait tanulmányozták.

A világegyetem csupán 5%-a tartalmaz galaxishalmazokat, a többi 95% rejtélyes üresség. Túlnyomó részben kis lyukak léteznek, a nagyobbak előfordulása méretükkel fordított arányban van. Éppen ezért senki sem számított egy 900 millió fényéves példányra, ez már olyan méret, ami megmagyarázhatatlan a standard kozmológiával.

A legelfogadottabb elméletek szerint a galaxishalmazok és az üres foltok magvai nem sokkal az ősrobbanás után szóródtak szét, amikor a világegyetem kvantum fluktuációk hömpölygő vákuuma volt, amit azután felnagyított a felfúvódás elnevezésű villámgyors tágulás. A fluktuációk bármilyen méretben előfordulhatnak, a nagyok azonban ritkák, ami pedig egy ilyen méretű üres területhez vezet az rendkívül valószínűtlen. Vannak még magyarázatok a WMAP hideg foltjára, például egyes kutatók spekulációja szerint egy hatalmas űrbeli csomónak, egy topológiai hibának köszönhető, a Mersini-Houghton csapat elmélete azonban sokkal izgalmasabb és ha sikerülne bizonyítani, óriási jelentőséggel bírna.

A fizikus hölgy kollégáival egy olyan magyarázatot keresett, ami kívül esik a standard kozmológián, így a húrelmélethez fordult. A húrelmélet jó eséllyel pályázik a fizika törvényeit egyetlen egészbe foglaló "egységes elmélet" címre, ami megmagyarázná az összes anyag és energia viselkedését. Az elmélet szerint az anyag építőelemei, mint a kvarkok és leptonok parányi tömeg-energia húrok, melyek egy 10 dimenziós térben rezegnek. A húrelmélet esztétikailag sokkal tetszetősebb az antropológiai vitáknál, melyek szerint az univerzum bizonyos aspektusai, mint a fizika törvényeit jellemző konstansok azért vannak, mert máskülönben nem lennénk itt, hogy rájuk csodálkozhassunk.

A húrelmélet nem egyetlen univerzumot ír le, hanem 10 az ötszázadikont, melyek mindegyike egy-egy különböző fizikai tulajdonságokkal rendelkező kvantum-vákuum. A kvantum-vákuumok aktív terek: a világegyetemek összes anyaga a vákuumokból jött létre, miközben a vákuumok egy alacsonyabb energiaszintre estek vissza. A közben felszabaduló energiából keletkeztek az elemi részecskék, ezekből a galaxisok és minden más amit ma láthatunk. A mi univerzumunk fő jellemvonása a mérete, a többi elméletileg jóval kisebb lehet. De miért pont a mi univerzumunk nőtt ilyen hatalmasra?

"Miért a mi vákuumunk választatott ki a szinte megszámlálhatatlan vákuum közül?" - tette fel a kérdést Mersini-Houghton, aki meg van győződve, hogy lennie kell egy módszernek, amivel lecsökkenthető a húr vákuumok serege. Kollégáival úgy véli, hogy az anyagnak és a gravitációnak van valamilyen dinamikus hatása, mellyel a vákuumok száma lefaragható egy kis csoportra, ami végeredményben a mi univerzumunkat és közvetlen szomszédait foglalja magába.

A húrelmélet szerint minden univerzumban más körülmények uralkodnak, a szomszédos vákuumok pedig kölcsönhatásba léphetnek egymással. Ha egy vákuum-folt olyan univerzumot eredményez mint a miénk, melynél a legfontosabb, hogy nagyra kell nőnie, akkor valaminek ellen kell szegülnie a gravitációval, ami hajlamos összehúzni a vákuum tömegenergiáját és lekicsinyíteni azt. Ez a valami pedig csak maga a vákuum lehet. Ha a vákuum roppant méretű negatív nyomást fejt ki, Einstein relativitás elmélete szerint taszító gravitációt kapunk. Ehhez egy olyan vákuum-foltra volt szükség, ami taszítja a gravitációt, ezt pedig univerzumunk létezésének első másodperc töredékében szerezhettük meg, a felfúvódás során, magyarázta Mersini-Houghton.

Számításai szerint a mi univerzumunkhoz vezető vákuum-folt nagyon hamar kölcsönhatásba került a szomszédos foltokkal. Mivel ezek a kölcsönhatások parányi kvantum vákuum-foltok között alakultak ki, ezért egy összefonódott állapotban hagyták az univerzumokat, olyan kapcsolatot hozva létre közöttük, ami képessé teszi őket egymás egész távolról történő érzékelésére is. Ez az állapot végleg fennmarad, így bár a felfúvódás gyorsan kitolta területünket a szomszédos univerzumok vonzásából, ma is nyomának kell lenni a kvantum összefonódásnak.

A kérdés, hogy hol és milyen formában keressük ezt a nyomot? A világegyetem tágulása miatt a kozmikus horizonton, körülbelül 42 milliárd fényéven túlról sem fény, sem jelek nem jutnak el hozzánk. Ezen a távolságon belül a galaxis formálódások zajos folyamata gyakorlatilag minden nyomot elsöpört univerzumunk és szomszédai kölcsönhatásáról. Ennek ellenére olyan méreteken, ami csak a kozmikus horizonttal vethető össze, maradnia kellett egy lenyomatnak abból az időből, ami legközelebb áll a felfúvódás beindulásához, ekkor kellett ugyanis végbemennie a terjeszkedést elősegítő kölcsönhatásnak.

A szomszédos foltok vákuumai nyomást gyakoroltak univerzumunkra, állítja Mersini-Houghton és Richard Holman, a Carnegie Mellon Egyetem fizikusa. A relativitás szerint egy ilyen összepréselés taszító gravitációt eredményez, ez pedig a világegyetem méreteit tekintve elvékonyítja az anyagot, megnehezítve a galaxisok kialakulását. "Becslésünk szerint ennek egy 500 millió fényéves űrt kell eredményeznie" - összegzett Mersin-Houghton, ami a vörös eltolódás figyelembe vételével ez egész jól illeszkedik a 900 millió fényév átmérőről szóló csillagászati megfigyelésekhez.

Mersini-Houghton és Holman a japán Saga Egyetem tudósa, Tomo Takahasi segítségével még ennél is tovább jutott. Eredményeik szerint kell lennie még egy ilyen hatalmas űrnek. A már ismert hideg folt az északi féltekén található, a másiknak ennek megfelelően a délin kell elhelyezkednie, így a kutatók nagyon remélik, hogy hamarosan ez utóbbi is előtűnik majd.

A dolgozatnak- mint várni lehetett - elég vegyes fogadtatása volt. Abban mindenki egyetértett ugyan, hogy egy rendkívül érdekes elméletet kaptak, a többség szerint azonban mindez rendkívül spekulatív. A dolog szépsége azonban, hogy hamarosan le lehet tesztelni, ami vagy alátámasztja, vagy teljes egészében romba dönti az eddig leírtakat. A standard kozmológiában az ősrobbanás sugárzásának hőmérsékletbeli változásai az anyag eloszlásának közvetlen következményei, ebből következik, hogy a galaxisok sémájának egy az egyben meg kell egyeznie az ősrobbanás sugárzásában észlelt hőmérsékleti jegyekkel. Mersini-Houghton szerint ez egyáltalán nem így lesz, munkájuk ugyanis azt mutatja, hogy az univerzumok között fennálló összefonódás megváltoztatja az anyagsűrűséget. Ha igazuk van, akkor a kölcsönhatás nyomai észlelhetők lesznek a megfigyeléseken is. "Szerintünk az anyag és a hőmérséklet közötti hasonlóság jóval 100% alá fog esni" - jegyezte meg a fizikus.

Az eredményeket az ESA 2008-ban induló Planck mikrohullámú háttér szondája fogja leszállítani, ami további megerősítést adhat a hideg foltnak és fokozza a WMAP térkép pontosságát. A Planck azonban nem az egyedüli döntőbíró, Holmanék teóriája kiütközhet a szintén jövőre üzembe helyezendő Large Hadron Collider (LHC) részecskegyorsító kísérleteiből is. Számos részecskefizikus meggyőződése, hogy az LHC szolgáltatja majd a szuperszimmetria első kísérleti bizonyítékait.

Ez az elmélet azt tartja, hogy minden ismert részecskének van egy nehezebb szuperpárja, azonban a jelenleg működő részecskegyorsítók egyike sem rendelkezett akkora energiával, hogy szuperszimmetrikus részecskéket hozzon létre. Az LHC azonban elég erős lesz ahhoz, hogy tűzlabdáival felidézze a korai univerzumban uralkodó körülményeket. Elvileg megfigyelhetővé válik mi történt, amikor az univerzum egy bizonyos hőmérséklet alá hűlt és olyan állapotváltás ment végbe, ami megtörte a szuperszimmetriát.

A húrmodellek szerint az állapotváltás során felszabadult energia vezetett a felfúvódáshoz, és folytatódott a szuperszimmetrikus részecskék kialakulása. Mivel az energiának elégnek kellett lennie a mi vákuum-darabunk növekedésének biztosításához, ezért Mersini-Houghton és munkatársai meg tudják becsülni a szuperszimmetria megtöréshez szükséges energia méretét. "Szerintünk ez százezerszer nagyobb, mint általánosan hisszük, ezért úgy véljük, hogy az LHC nem fog szuperszimmetriát észlelni" - mondta.

A húrelméletnek igen jól jönne, ha a Mersini-Houghton csapat jóslatai beválnának. Amikor először tették közzé a WMAP adatait a kozmológusok a standard modell megerősítéseként értékelték. Akkor még senki sem gondolta, hogy anomáliák is elő fognak fordulni, és azok a feje tetejére állíthatják a modellt. Ami ennél is rosszabb, az utóbbi években egyre több fizikus fordított hátat a húrelméletnek, egyesek halottnak nevezték az egész elvet. "Úgy vélem bizonyítékaink azt mutatják, hogy a húrelmélet jó úton jár" - jelentette ki Mersini-Houghton, aki szerint a hatalmas üres folt felfedezése újjáélesztette a teóriát.

Gyilkos részecskesugárral támad egy galaxis

2007. december 18. 16:04, kedd

A csillagászok galaktikus méretben is szemügyre vehették a Star Wars híres Halálcsillag effektusát: egy szupernagy tömegű fekete lyuk gyilkos részecskesugarat bocsátott a szomszédos galaxisra. A korábban soha nem látott eseménynek mélyreható következményei lehetnek a sugár útjába került bolygókra.
A 3C321 jelű rendszer két egymás körül keringő galaxist foglal magába. A NASA Chandra Röntgensugarú Obszervatóriumától származó adatok szerint középpontjában mindkét galaxis rendelkezik egy-egy szupernagy tömegű fekete lyukkal, a nagyobbik galaxis felől azonban egy kiáramló sugarat lehet megfigyelni a fekete lyuk területéről, ebbe futott bele kisebb társa. A "Halálcsillag" galaxist a Chandra, a Hubble és a Spitzer űrtávcsövekkel, valamint az amerikai VLA és a brit MERLIN földi távcső-hálózatokkal sikerült felfedezni.

Az esemény egy összetett képen. A lilás foltok a röntgensugárzást (Chandra), a vörös és narancssárga az az optikai és ultraibolya fényeket (Hubble), míg a kékek a rádióemissziót jelzik (VLA, MERLIN)

Fekete lyukak által generált sugarakat már korábban is észleltek, a mostani volt azonban az első eset, ahol ez a sugár eltalált egy másik galaxist, magyarázta Dan Evans, a Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ által folytatott tanulmány vezetője. "Ez a sugár számtalan problémát okozhat a kisebb galaxisnak" - tette hozzá. A szupernagy tömegű fekete lyukak által generált sugárnyalábok rendkívül erős sugárzást hordoznak magukban, főként nagy energiájú röntgen- és gamma sugarakat, ami az emberekre nézve nagy mennyiségben eleve halálos. A sugárzások összevont hatása és a részecskék fénysebesség közeli száguldása súlyos csapást mérhet az útjába kerülő bolygók légkörére, a Föld esetében nagy valószínűséggel egyszerűen elsöpörné a felső atmoszféra ózonrétegét.

A szupernagy tömegű fekete lyukak által kibocsátott sugárnyalábok elképesztő energiamennyiséget szállítanak, ennek köszönhetően jóval nagyobb anyagmennyiségre lehetnek hatással, mint a fekete lyuk mérete. Annak ellenére, hogy számos hasonló sugarat megfigyeltek már az elmúlt évek során, az asztrofizika még mindig nincs tisztában az esemény alapvető tulajdonságaival. Ezért is értékes a mostani észlelés, ahol egy ütközés során tanulmányozhatják a sugárban végbemenő változásokat is.

A sugár minden bizonnyal igen nagy erővel zúdul a kísérő galaxisra, mivel a két galaxist nagyon kis távolság, mindössze 20 000 fényév választja el egymástól - ez körülbelül a Föld és galaxisunk középpontja közötti távolság. A VLA és a MERLIN felvételein egy fényes folt jelöli azt a területet ahol a sugár eltalálta a galaxis peremét, szétszórva a sugár energiájának egy részét. Az ütközés széttépte és eltérítette a sugarat. A fentiek ellenére a találkozás nem feltétlenül válhat kárára a kisebb galaxisnak. A hatalmas mennyiségű energia beáramlása és a sugárzás nagy mennyiségű csillag és bolygó kialakulását indíthatja el.

A felfedezésből az is kitűnik, mennyire rövid életű ez az esemény egy kozmikus időskálán. A VLA és a Chandra azt mutatják, hogy a sugár körülbelül egymillió évvel ezelőtt érte el a galaxist, ami csupán egy apró töredék a rendszer életében. Ez egyben azt is jelenti, hogy egy rendkívül ritka esetre bukkantak a csillagászok, ezért is fontos a jelenség beható tanulmányozása.

Négy galaxis ütközik össze

2007. augusztus 9. 13:35, csütörtök

Négy óriási galaxis összeütközésére lettek figyelmesek a csillagvizsgálók, ami minden idők egyik legnagyobb egyesülésének ígérkezik. 

A jelenség fényt deríthet arra, hogyan is jöttek létre a legnagyobb galaxisok az univerzumban, és miért nem születnek újabb csillagok évmilliárdok óta számos rendszerben. A csillagászok jó ideje vizsgálják ezeket az egyesüléseket, melyeket az érintett csillagrendszerek egymáshoz képesti mérete alapján osztályoznak. Többnyire kisebb törpe-galaxisok olvadnak bele a tejúthoz hasonló rendszerekbe, de a most felfedezett összeütközés a leggigantikusabb, amit valaha is észleltek, hiszen négy közel azonos nagyságrendű, de óriási galaxis tart egymás felé.

A találka a csillagászok által egyszerűen CL0958+4702-nek nevezett galaktikus fürt közepén jön majd létre, ami körülbelül 5 milliárd fényév távolságra van a Földtől. A négyből három galaxis nagyjából olyan méretű, mint a Tejút, az utolsó pedig majd háromszor akkora. 

A Spitzer űrtávcső infravörös megfigyelései és az arizonai WIYN Obszervatórium optikai képei alapján a csillagász csapat felfedezett egy kolosszális ventilátor alakú forgót is, amiben öreg vörös csillagok követik 360 000 fényévnyire az összeütközőket. Az igazán csodálatos dolognak azt tartják, hogy ebben a forgóban közel három tejútnyi csillag zsúfolódott össze. Ezeknek körülbelül a fele fog beleolvadni a létrejövő új galaxisba, ami előreláthatólag 100 millió év múlva formálódik egy végső óriás-galaxissá, míg a másik fele kívül maradva lebeg majd a semmiben.

Ez a tézis bizonyíthatja, hogy a korábban talált függetlenül lebegő galaxisok is hasonló módon lökődtek ki nagyobb összeolvadásokkor, galaxisok születésekor. Mivel a megfigyelt összeolvadás 5 milliárd fényévnyire van tőlünk, ezért a most látott képek 5 milliárd évvel ezelőtti állapotokat mutatnak. Amennyiben a mostani állapotokra is vethetnénk egy pillantást, akkor minden bizonnyal már a befejezett ütközés és a gigantikus új galaxis látványa tárulna elénk.

Összehasonlítva viszont a közelebb lévő galaxisokkal számos következtetés vonható le. Régóta vizsgálják például a csillagképződés szabályait. Megfigyelték például, hogy a nagyobb fürtökben csoportosuló sűrű rendszereken belül már nem képződnek új csillagok, hiszen jó ideje kimerítették saját gázkészletüket, ellentétben a kisebb csoportokkal, mint a Tejút.

Sikerülhet meghatározni helyünket a galaxisban

2005. december 9. 14:02, péntek

A csillagászok gyönyörű, részletes képeket raknak elénk a fényévekre levő galaxisokról, miközben otthonunkat, a Tejútrendszert még nem sikerült igazán feltérképezni. 

Azt tudjuk, hogy szerkezetében megegyezik spirális társaival, csak éppen belülről nem olyan egyszerű átfogó képet alkotni róla. A Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ csillagászcsapata azonban végre egy igen jelentős lépést tett ebbe az irányba, és minden eddiginél pontosabban sikerült megmérniük a hozzánk legközelebb eső Perseus-karban elhelyezkedő csillagformáló terület, a W3OH távolságát. Ez a hosszú csillagszál ugyanúgy nyúlik ki a Tejút korongjából, mint a többi galaxisban látható hasonló szerkezetek. A Tejút elvileg négy, a galaktikus középpont köré tekeredő főkarral rendelkezik. A karok távolságának mérése azonban egyáltalán nem könnyű feladat, amit jól példáznak a különböző mérésekből származó igen eltérő eredmények, esetenként az egyik adat akár a dupláját is mutatta egy másiknak.

Ez azért van, mert a csillagászok egy csillagászati objektum távolságát csak a Földhöz viszonyított mozgásukkal kapcsolatban tudják mérni. A kapott sebességet az elméleti modellekkel összevetve - melyek azt feltételezik, hogy az objektumok kör alakú pályán haladnak a galaxis középpontja körül - a csillagászok megállapítják az objektum Földhöz mért távolságát.

A legújabb eredmények a Hawaii-tól a karibi Virgin-szigetekig nyúló Very Long Baseline Array-től származnak (VLBA), ami tíz távcsőből tevődik össze, így egy közel 8000 kilométer átmérőjű teleszkóp felbontását adja. Ez százszor pontosabb távolságmérésére képes, mint az eddig alkalmazott műszerek bármelyike. A VLBA mérései szerint a W3OH 1,95 +/- 0,04 kiloparszekre van tőlünk, ez nagyjából 57.600.000.000.000.000 kilométernek, 6400 fényévnek felel meg, ami minden eddigi adatnál közelebb tette a Napot a Perseushoz.

A VLBA rendkívüli felbontása ellenére a forrás objektumoknak nagyon fényesnek és összetettnek kell lenniük, ezért is volt ideális a spirális kar, ami tele van a csillagformálódáshoz szükséges ragyogó gázfelhőkkel. A csillagászok jelen esetben egyetlen, egy nemrég született csillag körül húzódó metanol felhőre összpontosítottak, melynek távolságát a legegyszerűbb és legközvetlenebb módszerrel mérték meg, az úgynevezett háromszögeléssel. A kutatók a Föld változó kiindulópontját vették a háromszög egyik pontjának, majd megmérték a forrás szögében a Föld Nap körüli keringésével bekövetkező változást, innen pedig egyszerű trigonometriával kiszámították a forrás távolságát.

A mérések szerint a fiatal csillag valójában nem tökéletes kör alakú pályán mozog, sokkal inkább egy elliptikus pályát követ, miközben a Perseus spirális karja magával vonszolja, ami arra is utalhat, hogy a karoknak nagyobb a sűrűségük, mint korábban feltételezték. A kutatók most a három másik kart vizsgálják meg, szemügyre véve a W3OH-hoz hasonló csillagformáló területeket. A méréssorozat segíthet megismerni galaxisunk spirális szerkezetének kialakulását.

Leleplezték a Tejútrendszer kannibalizmusát

2003. szeptember 26. 20:25, péntek

A Tejútrendszerről készült új részletes megfigyelések szerint galaxisunk több ezer csillagot szakított el egy szomszédjától. A Sagittarius törpe galaxis, ami már csak nyomaiban emlékeztet régi önmagára könnyű uzsonnaként szolgált a sokkal nagyobb Tejútrendszer számára. A Sagittarius tízezerszer kisebb galaxisunknál. 

Az elmélet gyártók hosszú ideje állítják, hogy a kis galaxisok, mint a Sagittarius a nagyobb galaxisok építőelemei. A Tejútrendszer számos csillagcsoportjáról feltételezik, hogy a régmúltban elfogyasztott kisebb galaxisok maradványai. Körülbelül egy tucat kisebb csillagörvény kötődik gravitációsan a Tejút-rendszerhez és néz szembe azzal az eshetőséggel, hogy maga is táplálékként végzi. A Sagittarius a legkisebb ezek közül, felfedezése is csupán 1994-re datálható, mivel csillagai nehezen észlelhetők a látható fénytartományban. 

A Tejútrendszer a Földről nézve

"Ha az emberek az infravörös tartományra érzékeny szemekkel rendelkeznének a Sagittariust az éjszakai égbolt meghatározó objektumaként láthatnák" - mondta Steven Majewski, a Virginia Egyetem csillagász professzora. "A Sagittarius első teljes csillagtérképe jól mutatja a Tejútrendszerrel történt erős kölcsönhatást" - mondta Majewski. "Mind a csillagok, mind a csillagcsoportok, amik most a Tejút külső részein helyezkednek el a Sagittariustól lettek "elorozva". Ez az eleven példa bizonyítja, hogy a Tejút kisebb szomszédainak bekebelezéséből építkezik."

A megtépázott Sagittarius mint a spagetti tészta tekereg a galaxisban. A megfigyelések alátámasztják azt az elméletet, mely szerint a galaxis formálódás nem egy esemény, hanem egy tartós folyamat. A tanulmány szerint a táplálkozás 2 milliárd éve tart és kritikus fázisba jutott. 

A képen kékkel van jelölve a Tejút spirálja, benne sárga pötty Napunk

"A Tejútrendszer lassú és folyamatos emésztésnek köszönhetően a Sagittarius eljutott arra a pontra, ahol már többé nem képes összetartani önmagát" - magyarázta a tanulmány társszerzője Martin Weinberg. Az esemény bár csak egy a sok közül, ami galaxisunk történelmét illeti, számunkra mégis különleges jelentősége van.

"Naprendszerünk áthalad a Sagittarius törmelék mezején " - mondta Majewski. "A Sagittarius csillagai most a mi jelenlegi pozíciónkra záporoznak, így egy idegen galaxis csillagai viszonylag közel kerülnek hozzánk." Az idegen invázió segíthet a csillagászoknak többet megtudni a rejtélyes sötét anyagról, arról a láthatatlan valamiről, ami uralja a világegyetemet.
"A Sagittarius törmelék alakja megmutatja, hogy a Tejút láthatatlan sötét anyaga gömb alakú eloszlásban helyezkedik el, ami meglehetősen váratlan eredmény" - tette hozzá Weinberg.