Svemir koji nedostaje - - Priča Vere Rubin

1. Svemir koji nedostaje - - Priča Vere Rubin Dr Tijana Prodanović PMF, Univerzitet u Novom Sadu Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

2. ? ? Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

3. Svemir koji nedostaje “U spiralnim galaksijama odnos tamne prema svetlog materiji je oko deset. Taj broj takođe približno opisuje odnos našeg neznanja i znanja. Izašli smo iz zabavišta, ali smo tek u trećem razredu” Vera Rubin o tamnoj materiji Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

4. Tamna materija • Ne znamo tačno šta je ... • Ali znamo da ispunjava svemir • Vidimo kako utiče na svetlu materiju • vetar ne vidite al vidite lišće! Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

5. Vidimo gravitacijom! • Sve što ima masu (težinu) ima i gravitaciju! • Gravitacija privlači! • Razbija vaze, drži nas na Zemlji, drži Zemlju oko Sunca ... • (Njutnova) Gravitaciona sila • I nevidljiva masa se vidi gravitacijom! Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

6. Gravitacija videla nevidljivo! • Otkriće planete Neptun 1846. godine • Nisu znali da postoji ali su osetili! • planeta Uran se nije kretala kako treba usled gravitacije Neptuna Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

7. Vera Cooper Rubin • Rođena 23. jula 1928. u Filadelfiji, SAD • Sa 10 godina postala fascinirana zvezdama • Sa 14 god. napravila teleskop od kartona • 1948. diplomirala astronomiju na prestižnom ženskom koledžu Vassar, SAD • Na postdiplomske studije u Prinstonu su je odbili – nisu primali žene (sve do 1975!) Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

8. Vera Cooper Rubin • Postdiplomske studije fizike na Cornell-u - Hans Bethe i Richard Feynmann • 1950. na konferenciji “American Astronomical Society” predstavlja svoj magistarski rad • Svemir se širi – svi objekti na istom rastojanju imaju iste brzine udaljavanja • Obližnje galaksije se ne udaljavaju ravnomerno od nas – znači svemir se nejednako širi? • Kontraverza! Niko nije hteo da ga objavi! • Danas – Veliki Atraktor - Supergalaktička ravan! • 1954. doktorira na Georgetown univerzitetu - George Gamow mentor George Gamow (1904-1968) Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

9. Rubin i Ford 1970. Kitt Peak, teleskop • 1965. Departman zemaljskog magnetizma na Karnegi institutu, Vašington, SAD • Počinje saradnju sa Kent-om Fordom • Napravili izuzetno osetljiv spektrometar • Istraživanje spiralnih galaksija – zašto se razlikuju po sjaju i strukturi? • Ima veze sa rotacijom? Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

10. Merenje rotacije galaksije? • Doplerov efekat • Izvor talasa (svetlost, zvuk itd.) se kreće • Talasna dužina se menja – zavisi od brzine tela • Povećava – izvor ide od nas – tzv. “crveni pomak” • Smanjuje – izvor ide ka nama – tzv. “plavi pomak” • Posmatramo svetlost (spektre) zvezda u galaksiji - tražimo “pomak” svetlosti Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

11. Andromeda (M31) – prvi komšija Sadrži 400 milijardi zvezda! Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

12. Kretanje zvezda u galaksiji Zvezde rotiraju oko centra galaksije U centru – gusto - sve se rotira zajedno (“kruto telo”) Po ivicama – retko – rotiraju se kao Zemlja oko Sunca (“keplerovski”) – što je dalje to je sporije Što je više materije unutar putanje to je rotacija brža! Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

13. To očekujemo ... Ali! • Zvezde u galaksiji se kreću brže nego što očekujemo! OČEKUJEMO VIDIMO Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

14. Stručno: Kriva rotacije galaksije Kriva rotacije - brzina rotacije u zavisnosti od rastojanja od centra galaksije. Brzina ostaje skoro konstantna umesto da opada!? Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

15. I problem jata galaksija! • Isto kao u jatima galaksija! • Švajcarski naučnik Fric Cviki, 1933. • Galaksije u jatima se kreću suviše brzo • Jata bi se raspala Dodatna masa? Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

16. Šta to znači? • Kretanje zvezda i galaksija – gravitacija • Veća masa – jača gravitacija – veće brzine • Ali nije kako teorija kaže! • Ili teorija gravitacije ne valja! • Ili nam “fali” masa” • Rubin i Ford – vidljiva masa je samo 10% ukupne mase galaksije! • Postoji masa u galaksijama i jatima galaksija koju ne vidimo • Rezultat dugo nije bio prihvaćen – pogrešna merenja? • Tek nakon još 10-ak godina... Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

17. Tamna materija • Ime dao Zwicky • Galaksije (i jata) su “uronjene” u tamnu materiju! • 10 puta više tamne nego svetle materije! • Masivna i slabo-interagujuća Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

18. Ali kako je videti? • Ne vidi se ali ima masu! • Ajnštajn - Masa krivi prostor oko sebe! Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

19. Masa krivi svetlost! • Masa krivi prostor • Svetlost putuje u krivom prostoru • Svetlost se “krivi” Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

20. Gravitaciono sočivo • Galaksija/jato koje je između je “sočivo” • Više likova jednog istog objekta! • I tamna i svetla materija “rade” kao sočivo! • Koliko će svetlost biti savijena zavisi od mase koja se preprečila! Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

21. Gravitaciono sočivo na jatu galaksija • Žute “mrlje” – galaksije u jatu - sočivo • Plavi lukovi – više likova jedne galaksije u pozadini Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

22. Gravitaciono sočivo vidi tamnu materiju • Tamna materija dodaje masu u jatu • Što više mase to jače “sočivo” • Idemo u rikverc! • Iz sočiva koje vidimo nađemo nevidljivo! • Plavičasta izmaglica = slika tamne materije! Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

23. Sudar galaksija i tamna materija • Sudar jata galaksija -“Metak” • Tamna i svetla materija se razdvajaju! Plavo – raspored tamne materije rekonstruisano na osnovu gravitacionog sočiva Crveno – X-zračenje gasa svetle materije zagrejanog usled sudara Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

24. Ali šta je tamna materija? Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

25. Upoznajte kandidate: • Tamna nebeska tela – MACHO-i (eng. mačo, snagator) • Čestice • vrela (brza) tamna materija • neutrini • hladna (spora) tamna materija • WIMP-ovi (eng. slabić) • Ili ne razumemo gravitaciju • modifikovana gravitacija • nema potrebe za tamnom materijom Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

26. Kandidat: 1. MACHO-i • Masivni kompaktni objekti haloa galaksije • Obična materija (od koje smo mi sastavljeni) • Slabo sija Halo galaksije Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

27. MACHO-i: Crne rupe? • Crne • Masivne • Ali ... • Samo smrt najvećih zvezda daje crnu rupu • Takvih zvezda ima malo • A tamne materije ima puno ... NE Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

28. MACHO-i: Braon patuljci? • “Neuspele” zvezde • Tamni i mali • “Vidimo” ih pomoću mikro-gravitacionog sočiva • Al ne vidimo ih dovoljno! ... NE Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

29. Kandidat: 2. Čestice • Masivne čestice koje slabo interaguju sa drugom materijom • Ima ih puno i jako su “stidljive” • Opcije • Vrela tamna materija • Neutrini • Hladna tamna materija • WIMP-ovi Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

30. Neutrini • Elementarne čestice • Interaguju slabo (asocijalni) • Ima ih puno (milioni prođu kroz vaš dlan svake sekunde a ni ne osetite) • Nastali u ranom svemiru, prave se u zvezdama, supernovama, ima ih na sve strane • Imaju masu, ali malu • Ali vrela tamna materija (brzi su, velike energije) • ne dozvoljala da se od onih prvih zgušnjenja u svemiru formiraju galaksije jer su jako brzi – brzo se razlete – zgušnjenja se Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

31. Kandidat: 2. WIMP-ovi (eng. slabić) • Masivne čestice koje slabo interaguju sa drugom materijom • Ima ih puno i jako su “stidljive” Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

32. WIMP-ovi: ??? • Znamo kakvi treba da budu • Ali u zoološkom vrtu čestica koje znamo nema odgovarajućeg kandidata • “Pogrešna” čestica sve pokvari Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

33. Lov na tamnu materiju! • Akceleratori čestica • LHC u CERN-u – veliki hadronski sudarač • Gama teleskopi • tamna materija nekad emituje gama zračenje .... ... LOV SE NASTAVLJA! Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

34. A Vera Rubin ... • Konačno joj se (zajedno sa Zwicky-jem) pripisuje otkriće tamne materije • Ima 81 godinu • I dalje radi na Departmanu zemaljskog magnetizma na Karnegi institutu u Vašingtonu, SAD • http://www.dtm.ciw.edu/users/rubin/ Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac

35. Hvala! Pitanja? Tijana Prodanović - "Žene u astronomiji", Kolarac