Hluboký vesmír je i ve standardním mainstreamovém pojetí dost náročný na lidskou psychiku, vytvarovanou v poměrech opičích tlup afrických lesů a plání. Není divu, že se kosmologové ve snaze vyrovnat se s nezměrným chladem miliard světelných let uchylují k žertovným přezdívkám a občas končí ve spárech různých náboženských spolků. Temný proud (v originále Dark Flow) představuje jev, který přivádí k úžasu i obvykle odolné specialisty.
Temný proud popsal v roce 2008 tým Sashi Kashlinského z Goddardova centra vesmírných letů NASA (NASA’s Goddard Space Flight Center) v Greenbeltu. Po analýze tříletých pozorování sondy WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) s využitím kinematického Sunjajev-Zeldovičova efektu (zkracovaného S-Z efekt), vznikajícího rozptylem fotonů reliktního záření horkým plynem emitujícím rentgenové záření uvnitř kup galaxií, badatelé s hrůzou zjistili, že se mnohé kupy galaxií pohybují rychlostí minimálně 600 kilometrů za sekundu ve směru k relativně malému okrsku oblohy v souhvězdí Kentaura.
Jejich objev vyvolal naprosté zděšení, protože standardní modely vesmíru s ničím podobným nepočítají. Pohyb kup galaxií by měl být podle tradičních představ vzhledem k reliktnímu záření ve všech směrech náhodný a jakákoliv nápadná odchylka si proto žádá speciální vysvětlení. Pro pozorovatele ze Země se kupy galaxií pohybují podél pomyslné osy od Země směrem k souhvězdí Kentaura, ale Kashlinský upozorňuje, že není zcela jasné, zda se kupy galaxií pohybují směrem od nás anebo k nám. Temný proud teče vlastně jenom zlomkem rychlosti světla, přesto je to ale nápadná vada na kráse hlubokého vesmíru.
Jak se dalo čekat, temný proud rozpoutal vášnivé debaty a okamžitě získal punc kosmologické kontroverze. Někteří astrofyzici, jako Ned Wright nebo Ryan Keisler se rozlíceně pustili do Kashlinského metodologie a snažili se temný proud rozcupovat na kousíčky s tím, že jde o pouhý statistický šum. Temný proud se ale dodnes poměrně obstojně drží, i když asi stále způsobuje časté migrény v areálech slovutných univerzit. Co je vlastně temný proud zač?
Pokud pomineme roztomile paranoidní představu, že žijeme ve virtuálním panoptiku řízeném cizí zlomyslnou inteligencí, která opomněla upgradovat zastaralý software vytvářející obraz vesmíru, tak se stejně dostáváme na hodně tenký kosmologický led. Rozložení hmoty v pozorovaném vesmíru totiž nijak nevysvětluje, co by temný proud mohlo pohánět. Zdá se, že někde za pozorovaným vesmírem je cosi neodolatelně gravitačně přitažlivého. Odborníci nesměle mluví o podivně zašmodrchaném prostoročasu z pradávných dob kolem vzniku našeho vesmíru nebo taky o působení paralelního vesmíru, podle představy bránového multiverza v M-teorii. Těžko říct, která z těchto možností je šílenější.
Kashlinský a jeho spolupracovníci teď přišli s novou studií, v níž zpracovali data sondy WMAP získaná v průběhu 5 let spolu s údaji o více než 1000 kupách galaxií. Výsledkem je ještě mnohem přesvědčivější temný proud, který unáší kupy galaxií vzdálené od nás stovky miliónů, ale i více než 2,5 miliardy světelných let. Badatelé rozdělili analyzované kupy galaxií do čtyř skupin podle jejich vzdálenosti, vlastně čtyř řezů okolního časoprostoru. Povedlo se jim prokázat, že se kupy galaxií v každém řezu pohybují pozoruhodně podobně. Podle Kashlinského a spol. to vypadá, že temný proud unáší jedním směrem vlastně veškerou viditelnou hmotu vesmíru.
Co dál? Objevitelé temného proudu právě vylepšují modelování chování horkého plynu uvnitř kup galaxií, což by mělo zpřesnit odhad parametrů temného proudu. Do budoucna by rádi vytěžili novější data sondy WMAP a také čerstvá pozorování sondy Planck provozované European Space Agency. Máme se stoprocentně na co těšit.
Zdroje: NASA’s Goddard Space Flight Center, Discovery News 18. 3. 2010. Wikipedia (Dark flow)
Diskuze:
Temná hmota
Ondřej Vomáčka,2010-04-23 10:16:07
Těch 96% hmoty, které nám chybí k pochopení vesmíru se skrývá v hmotě samotné. Hmotnost se s časem mění, jelikož se mění samotné stavební prvky, mění se jejich parametry a to co popisujeme slovem hmotnost je relativní a závislé na stáří hmoty. Jak atom stárne, tak těžkne.
Ďakujem
Ondřej Vomáčka,2010-04-22 21:42:19
Ďakujem velmi pekně :)) Tak jako vypadá ten vesmír v linku, tak podle mě vypadá černá díra a vzniká, když se dvě částice srazí tak, že jim oběma proletí... zadeček hlavičkou. :) Proto mám trochu strach z toho co se semele v LHC, no ale budiž. Podrobnosti řeším s jedním velice chytrým mladým fyzikem zde, pokud by Vás to zajímalo.. jako kuriozita :) - http://www.mageo.cz/.chatroom/142813
Ondřej Vomáčka,2010-04-21 13:05:45
Děkuju za reakci. :-) On v tomhle modelu vesmír ani tak neexpanduje do nějakého jiného, ale je z něj vlastně vytlačován, asi jako byste ve vakuu injekční stříkačkou do sféry vody foukla vzduch a stříkačku zas vytáhla. Předpoklad je takový, že bublinka vody by se rozprskla a voda by jí vytlačila postupně rovnoměrně všemi směry. S tímale, že tenhle vzduch, když by vybublal by nezmizel, ale spojil se do sféry obklopující tu vodu, stlačil by jí a začala by zas vybublávat voda, protože model předpokládá dvě totožné entity - energie. Jednu ve formě prostoru a druhou ve formě hmoty, které si jen prohazují svoje pozice. Pokud bychom byli v galaxii uprostřed ostatních galaxií putujících jako ty bublinky k okraji, tak bychom galaxie před námi viděli jako vzdalující se, protože postup bublinek je blíže kraji urychlený a ty galaxie, které by byly za námi taky vzdalující se, protože by jejich postup byl pomalejší než náš. Galaxie do stran rovněž, protože se celá oblast bublinek rozšiřuje. Centaurus je v tomto případě jen místo na obloze, které nám ukazuje směr, kterým je onen okraj, ke kterému to celé putuje. No je to jen amatérská představa, která vychází spíš z Newtona než Einsteina. Zakřivení prostoru je v něm dáno tím, že světlo je v tomto modelu vlastně vlnění vakua, tj té hmoty A, to vlnění má konstantní rychlost, ale né nekonečnou, takže informace, které nám nese z okolí chvíli trvají než k nám doputují. Tady vidíte, jak to dopadne, když se amatéři míchají profesionálům do řemesla... :)
Celé
Ondřej Vomáčka,2010-04-21 10:37:24
Tady je to celé, pokud je to úplná ptákovina, tka mě prosím nekamenujte. :-) http://img94.imageshack.us/img94/7240/circleofuniverse.jpg
Dagmar Gregorova,2010-04-21 11:06:41
Nechcem sa vyjadrovať k celej „predstave“ o vesmíre expandujúcom do iného „vesmíru“ (otázka, či aj ten „prvotný“ vesmír neexpanduje do ešte prvotnejšieho... atď... :).. a ako by sa jednotlivé "hmoty" navzájom ovplyvňovali)
Ja len k tomu prvému obrázku, čo ste uviedli – pozrite sa, kde v ňom máte naznačené hranice pre nás „viditeľného“ vesmíru a kde „mystickú“ kopu Centaurus, ktorá je od nás vraj len nejakých 200 miliónov svetelných rokov ďaleko. Kašlinským a spol. skúmane kopy sú vzdialené miliardy svetelných rokov....
Sám Kašlinský sa vyjadril: "What we believe is happening is that we are measuring the influence of the parts of space–time that were there before the inflation of the universe", takže v tomto ohľade by vami uvedený „model“ mohol „vyhovovať“, ale pokiaľ sa „Dark Flow“ nepotvrdí nezávislými pozorovaniami...
Jednostranne gravitačne celovesmírne pôsobiace „niečo“ sa predsa musí prejavovať v anizotropii viacerých parametrov.
Ale kameňovať Vás aspoň ja nebudem, pretože, ak by sa vesmír rozpínal "niekam" - to znamená, že by nebol tvorcom samotného priestoru, ale by sa "do niečoho" rozpínal a teda by sa dal určiť stred tejto expanzie, potom stačí byť mimo tohoto stredu a budete s celým vesmírnym okolím unášaný jedným smerom - od stredu preč. Lenže to sú také špekulácie podriaďujúce sa našej neschopnosti predstaviť si vesmír, mimo ktorého priestor jednodcho nie je... :) :) :)
Model
Ondřej Vomáčka,2010-04-21 08:57:21
Dobrý den, bylo by možné vysvětlit Dark flow tímto modelem? http://img341.imageshack.us/img341/9315/darkflow.jpg
Dalibor Frivaldsky,2010-04-25 13:49:56
Myslim, ze nie.
Kedze rychlost a smer objektu je mozne pozorovat len relativne voci pozorovatelovi, muselo by sa javit, ze polovica viditelneho vesmiru ide smerom temneho toku a druha opacnym. To preto, lebo hmota blizsie k bodu velkeho tresku sa pohybuje smerom od neho pomalsie, ako hmota, ktora je od neho dalej. Kedze vzhladom na pozorovatelny vesmir sme v jeho strede, ( priblizne ) polovica galaxii sa musi smerom od velkeho tresku pohybovat pomalsie ako my a druha rychlejsie. Nam by sa to malo javit, ze v ramci temneho toku je ich smer opacny
Ma to nejaky suvis s Velkym atraktorom?
Tomas Habala,2010-04-19 10:55:22
Ten sa tiez javi v smere superklastra Centaurus. A je to spolahlivo overena vec.
http://en.wikipedia.org/wiki/Great_attractor
Dagmar Gregorova,2010-04-19 14:00:09
Velký atraktor je gravitačná anomália v medzigalaktickom priestore v oblasti superkopy Centaurus. Ide o koncentráciu hmoty o hmotnosti asi 10 000 hmotností našej Galaxie, ktorá sa nachádza v smere súhvezdí Hydra a Centaurus, vo vzdialenosti "len" 150 až 250 miliónov svetelných rokov.
Článok je o niečom, čo by malo spôsobovať celovesmírne, alebo aspoň celo-viditeľno-vesmírne prúdenie hmoty.
Ad: EgonEgon - zmenu rýchlosti sa nám v priebehu ľudskej existencie pravdepodobne nepodarí zistiť. Ktorá metóda by nám to umožňovala?
Metody.
JiříVesecký EgonEgon,2010-04-20 04:31:01
Pro zpřesnění lze samozřejmě využívat družice s lepšími parametry příklad je nástupce Planck. Tak jako po COBE-7°/10uK WMAP-0,25°/20uK Planck-0,18°/2uK který bude pracovat do konce roku 2011. Pro A. Kashlinsky1,5, F. Atrio-Barandela2, D. Kocevski3, H. Ebeling4 matematické modely je důležitým prvkem vysoké rozlišení tak využití histogramů z vysokého počtu měření. Lze jistě předpokládat že nástupce Plancka bude lépe vybaven pro získávání kvalitnějších dat, které bude možné využít v modelech pro upřesnění rychlostí a vektorů velkých grup galaxii. Se zvyšující přesností bude časem možné měřit i změny rychlosti v čase pokud budou alespoň trochu významné. V této době ale metoda není a nelze jí tedy nikde z řádných zdrojů přeložit do OSLA :-).
Zajímavé
JiříVesecký EgonEgon,2010-04-19 00:58:46
Dobrý článek něco co delší době na OSLOVI zaujalo tématem. Bude určitě zajímavé sledovat vývoj v tomto směru hlavně při zpřesnění metody měření a kvantifikace. Velký význam by mnělo zjištění že rychlosti nejsou po čas měření stále a vykazují zrychlení. To ale bude možné až po zpřesnění měření o 2 řády a v delším období. Výsledky budou mít stejný vliv na naše zpřesnění pochopení základní kosmologie jako mnělo zjištění anizotropie reliktního záření. PS jinak po HW a SW revizi jsem ověřil že má psychika není ovlivněna „poměry opičích tlup z afrických lesů a plání“ i když někteří které potkávám skutečně vypadají a hlavně tak i hovoří.
Fluktuace?
Ondra Habarcik,2010-04-18 12:03:05
Jestlize fluktuace z inflacni faze rozpinani vesmiru mely vliv na strukturu reliktniho zareni, potom by meli mit vliv nejen na usporadani rozlozeni hmoty ve viditelnem vesmiru, ale i na jeji hybnost. Takze techto oblasti, kdy se cast hmoty viditelneno vesmiru presouva, by melo byt daleko vice, nez uvadi tahle studie. Podle me nararazili na tu nejvyznamejsi a tudiz i nejviditelnejsi oblast, ktera je nam v tehle chvili dostupna.
trochu skepticizmu
Dagmar Gregorova,2010-04-18 09:50:19
K tomuto príspevku, ktorý je založený na informácii zo stránok Goddardovho centra pre vesmírne lety NASA (http://www.nasa.gov/centers/goddard/news/releases/2010/10-023.html)
sa patrí dodať (pretože ide o dosť zásadnú „inováciu“ v pohľade na okolitý viditeľný vesmír), že aj keď mediálna správa NASA sa tvári ako novinka (10. 3. 2010), nové analýzy zatiaľ publikované neboli a doposiaľ sa objavili dva články rovnakého štvorlístku autorov. Oba publikovali v časopise Astrophysical Journal Letters:
1/ 20. októbra 2008 (Volume 686, Number 2):
A. Kashlinsky, F. Atrio-Barandela, D. Kocevski, H. Ebeling:
A measurement of large-scale peculiar velocities of clusters of galaxies: results and cosmological implications.
(http://www.nasa.gov/centers/goddard/pdf/276176main_ApJLetters_20Oct2008.pdf)
2/ Doplnenie a spresnenie analýz: 1. február 2009, (Volume 691, Number 2):
A. Kashlinsky, F. Atrio-Barandela, D. Kocevski, H. Ebeling
A measurement of large-scale peculiar velocities of clusters of galaxies: technical details
(http://www.nasa.gov/centers/goddard/pdf/276175main_ApJ_inpress.pdf)
V tomto prípade sa tvrdenia dajú preveriť a tak bolo len otázkou času, kedy sa niekto do odhodlá analýzy prekontrolovať. 10. decembra 2009 sa opäť v Astrophysical Journal Letters objavil na tému „dark flow“ tretí článok, ktorý výsledky spochybňuje a dokazuje, že to, na čom autori tmavého prúdu postavili svoju teóriu je dôsledok základnej anizotropie mikrovlnného kozmického pozadia (primary CMB anisotropy http://www.cfa.harvard.edu/~aas/tenmeter/cmb.htm,
prípadne Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_microwave_background_radiation):
Ryan Keisler (Department of Physics, University of Chicago):
The statistical significance of the „dark flow"
(http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0910/0910.4233v1.pdf)
Aj keď veľký vesmírny „tmavý prúd“ je výsledkom analýz z dielne NASA, je asi dobré túto teóriu brať s dostatočnou dávkou skepticizmu. Nie preto, že naša psychika je tvarovaná „ v poměrech opičích tlup afrických lesů a plání“ – veď napokon ona umožňuje vytvárať aj také neoverené a pravdepodobne neoveriteľné teórie, akými sú rôzne varianty teórie superstrún. Dôsledky celo(viditeľno)vesmírneho prúdu by napríklad spochybnili predstavu o plochosti veľkoplošnej geometrie vesmíru (Omega sa rovná 1) a zaviedli by do nej smerovo závislú anizotropiu. A tá doposiaľ nijako detekovaná nebola.
Ale aj preto, že zatiaľ tieto výpočty neboli potvrdené nezávislou skupinou autorov. Nezávislá verifikácia sa v čase, keď vo vede veľmi tvrdo platí "publikuj, alebo zahyň" stáva čoraz dôležitejšou. Nie je ťažké - ak človek sleduje novinky z vedy - dôjsť na to, prečo...
Doplnenie
Dagmar Gregorova,2010-04-19 14:15:32
Ospravedlňujem sa, ale v tomto roku - v januári - Kashlinsky a spol. uverejnili odpoveď na kritiku. Je zverejnená na http://arxiv.org/
a jej link je:
http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1001/1001.1261v1.pdf
A v marcovom vydaní Astrophysical Journal Letters
http://iopscience.iop.org/2041-8205/712/1/L81
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
