Varjatud aine (0)

Varjatud aine
(Tume aine, Dark matter)
Liisa Turmann
12a
Universum
· Universum koosneb kolmest mateeriatüübist.
· Tuntuim osa moodustab barüonaine, millest
koosneme meie, elusloodus, planeedid, tähed.
Seda on Universumis siiski väga vähe.
· Teise olulise osa moodustab tume aine, mida on
viiendiku jagu.
· Kolmas ehk kõige mõistatuslikum osa
Universumi massist on tume energia ehk
tumeenergia.
Varjatud aine
· Need 2 ainet on inimkonna jaoks salapärased ning nendest
teatakse vähe.
· Teadlased on veendunud, et see on olemas aga kindlat
kinnitust sellele pole veel leitud.
· Tume aine on aine, mida me ei oska siiani kuidagi näha,
ent otsestest galaktikate omavaheliste liikumiskiiruste
mõõtmistest tuleneb, et kusagil peab peituma mass, mis
liikumist mõjustab.
· Tumedaks kutsutakse neid ained seetõttu, et neid pole
teleskoopidega otseselt võimalik vaadelda.
Avastamine
· Esimesena viitas tumeda aine olemasolule füüsik
Albert Einstein, eelmise sajandi alguses, kes küll ei
suutnud selle olemasolu tõestada.
· 1933. aastal püüdis Sveitsi astrofüüsik Fritz Zwicky
tõestada tumeda aine olemasolu.
· Esimesed tumeda aine teemalised artiklid ilmusid
1974. aastal, üks neist Eesti autoritelt ( Einasto,
Kaasik, Saar ).
Eestlaste avastused
· Tumeda aine teooria tõestamiseni jõudis Jaan Einasto, keda
võib pidada tumeda aine ja universumi kärjekujulise struktuuri
avastajaks.
· Koos kolleegidega suutis ta tõestada, et galaktikate ümber on
tume aine, mille mass ja raadius on kümme korda suurem
nähtavate galaktikate omast.
· Ühe Einasto rühmas töötava astronoomi, M. Jõeveeru,
ettepanekul võeti galaktikate ja galaktikaparvede ruumilise
jaotuse uurimisel kasutusele nn. kiildiagrammid ning see
meetod on muutunud nüüd üldkasutatavaks galaktikaparvede
ruumilise jaotuse uurimisel.
Jaan Einasto
· Ta on põhjalikult uurinud
galaktikate ja universumi
ehitust, samuti kosmoloogiat.
Oli üks esimesi astronoome, kes
uurides galaktikate
kinemaatikat ja selle seoseid
teiste galaktikate parameetritega
põrkus tumeda aine olemasolu
probleemiga. Koos M.Jõeveeru,
E. Saare ja E. Tagoga loetakse
teda universumi rakulise ehituse
vaadete süsteemi loojaks.
Eestis
· 1975. aastal toimus Tallinnas esimene ainult tumeainele
pühendatud teaduskonverents kogu maailmas.
· 2007. aastal anti J.Einasto juhitud teaduskollektiivile,
kuhu kuulusid veel Maret Einast, Enn Saar ja Erik
Tago, Eesti Vabariigi Teaduspreemia teadusharu
paradigmat ja maailmapilti mõjutava väljapaistva
avastuse eest teemal: ,,Tumeaine avastamine galaktikate
ümbruses ning universumi kärgstruktuur".
Maailmas
· Viimastel aastatel on käivitunud väga laiaulatuslik vaatlusprojekt,
nimega COSMOS.
· Selles osaleb ligi 100 teadlast 12 riigist.
· Hubble mõõtis gravitatsiooniläätse efekti, Subaru ja VLT punanihke
ehk kauguse ning röntgenteleskoop kuuma röntgengaasi jaotuse
galakikaparvedes, mis on tavalise aine suurim osa universumis.
· Teleskoopide abil on mõõdistatud kujutletav 2 ruutkraadiline
ekvatoriaalne ala ehk vaadeldav ala ei ole kujutatud pildina, vaid see
on ruumiline.
· COSMOS-es rakendatakse tööle gravitatsiooniläätsed, mis on
ainuke kindel vahend, musta aine omaduste uurimiseks.
Hubble
· USA kosmoseteleskoobi
Hubble tähtsaim
fotokaamera.
· Hubble'i
kosmoseteleskoop on Maa
orbiidil alates 1990.
aastast, võimaldades
uurida universumit
atmosfääri segava mõjuta.
· http://hubblesite.org/
Uuringud
· Kujutise ehitamisel kasutati esimesena A. Einsteini
poolt ennustatud fenomeni, mille puhul kaugetest
galaktikatest pärit valgus murdub teel vastu tulevate
mateeriate gravitatsiooni mõjul.
· Teadlased kogusid murdunud valguskiirte jälgi, mis
pärinesid 500 000 kaugest galaktikast, mille mõnede
vanus võib olla kuni 7 miljardit aastat, ning panid selle
abil kokku kujutise massist, mis teleskoobis on
nähtamatu.
· Uuringutest saadud tulemus näitab, et on kohti kus tume
aine on olemas, aga tava-ainet ei ole.
Järeldus
· Seda on võimalik seletada, näiteks esimeste
supernoovade abil, mis suurema osa tava-ainest
(gaasist) plahvatuse lööklainega minema surusid.
· See tähendab, et Universumi vanus on erinev.
· Vaatluste põhjal saab öelda, et varasemas universumis
paiknes tume aine ühtlasemalt, mis kinnitab, et
varasem ,,kuuma" tumeda aine teooria ei pea paika.
· Kuigi varasemalt oli teada tavalise aine paiknemine
galaktikas, siis nüüdsest nähti, et tume aine paikneb
hoopis korrapäratult.
· Lisaks avastati üle 2 miljoni galaktika, 75%
universumi olemasolu ulatuses
Pamela
· Kosmoses liikuvat antiainet uuriv satelliit PAMELA on
avastanud antielektrone ehk positrone
· Väidetavalt võivad endast kujutada esimest otsest tõendust
universumit täitva seni vähe tuntud tumeda aine kohta ja anda
aimu selle loomusest.
· Martti Raidal Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudist
väitis, et tõenäoliselt on tehtud avastus, mis näitab
universumis ringi lendavate tumeda aine osakeste lagunemist.
· Ta arvab veel, et PAMELA on avastanud teatud energiatel
ülemääraselt palju positrone, mida võib tõlgendada kui
tumeada aine lagunemise jääke.
Mis siis on tume aine?
· Tumeda aine olemasolule viitab galaktikate
pöörlemine, nende kiire liikumine
galaktikaparvedes ning ülikuuma gaasi kuhjumine
parvedesse.
· Tume aine on aine, mille heledus on nullilähedane
ja mis on vaatlustele kättesaadav vaid
gravitatsiooni kaudu.
· Selle kaardistamine on olnud võimalik eelkõige
seetõttu, et tume aine avaldab ennast
gravitatsioonilises vastasmõjus nähtava ainega.
Tume aine
· Lisaks kallutab tume aine valguskiiri kõrvale sirgelt teelt.
Sellist nähtust nimetatakse gravitatsioonilise läätse
efektiks.
· See avaldub kõikjal, kus on nii tumedat kui ka tavalist
ainet ja kus liigub ka valguskiiri.
· Läätsedeks saab pidada galaktikaid, tähti, musti auke,
tumedat ainet ja teisi taevakehi. Need kõik kallutavad
valguskiiri.
· Mida massiivsem on see nn. lääts ja mida lähemalt kiir
läätsest möödub, seda rohkem kiir kõrvale kaldub.
Tume aine
· Galaktikaparvega MACS
J0025.4-1222 toimunud
kokkupõrge on eraldanud
vesinikgaasi (punane)
galaktikatest. Viimastega koos
on liikunud ka tumeaine,
summaarse massijaotuse
(sinine) põhikomponent.
(Allikas:
NASA/ESA/M.Bradac/S.Alle
n)
Lõpetuseks
· Kui tavaline aine, millest koosnevad tähed, planeedid ja
inimesed, moodustab ainult umbes 4% kogu universumi
massist, siis tumedat ainet on maailmakõiksuses 23%.
Ülejäänu on tume energia, mis ei ole aine.
· Tume aine on silmale nähtamatu ja mõõteriistadele
mõõtmatu aine, mille olemasolust teatakse ainult tema
gravitatsioonilise mõju põhjal tähtedele, galaktikatele ja
muule nähtavale ainele.
· Selle olemasolust teatakse, kuid endiselt ei suudeta
selgitada, mis see tegelikult on.
*Lisaks
· http://www.youtube.com/watch?v=yYv62-mWitI
related
· http://www.youtube.com/watch?v=gCgTJ6ID6ZA