Mjerenja pokazala grešku u astronomskim modelima

Zanimljiv i dobro napisan članak, jedino pred kraj postaje pomalo prekompliciran. 

Negdje pod kotom od 120° u odnosu na centar naše galaksije na rubu svemira o problemima na Zemlji čavrljaju Jahve, bezimeni i Alah. Odjek njihovog čavrljanja registrira opservatorij Pierre Auger, a astronomi (posebice astrofizičari) se pitaju o čemu se to radi. A bogovi samo čavrljaju (na hebrejskom). 

Mnogo je još tajni gore, kao npr. zvijezde koje su, kako se čini, starije od samog svemira: https://www.space.com/20112-oldest-known-star-universe.html

 

P.S. Odličan tekst.

 

Svemir je ko RPG igrica s "just.. one... more... turn..." efektom

"Mjerenja pokazala grešku u astronomskim modelima" - iskrena mantra svih stoljeća. Divno je biti pripadnik ljudske nesvršene vrste. UVIJEK će mjerenje biti nedorečeno. Gdje god pogleda čovjek, senzor može bolje, (znači, čovjek je isprva mjerio stvarnost netočno) i od njega drugi senzor može još bolje, (znači, prvi senzor je isprva mjerio stvarnost netočno), itd. Bitno je da nam je uvijek lijepo s nekom novom spoznajom svijeta, sretni smo. I hvala za članak, sreća je time još veća što nam potpuna stvarnost izmiče poimanju, pa nam nikad nije dosadno.

 

 

Ako nije problem objasniti, kakav mehanizam stoji iza tog zračenja, jezgre atoma u zračenju su krhotine većih atoma kao u alfa raspadu ili su bili atomi ali su im elektroni "otrgnuti" nekim mehanizmom, djeluju li crne rupe u jezgrama aktivnih galaksija kao ogromni collideri koji iz accretion diska kolizijom materijala koji ga čine izbacuju jezgre atoma? Također fascinantno je koliko veliku energiju zadržava to zračenje a iz kolike udaljenosti nam dolazi...

 Trebam možda pojasniti da je naziv kozmičko zračenje / cosmic radiation, odnosno kozmičke zrake / cosmic rays takav radi tradicije jer se ispočetka mislilo da se zaista radi o zračenju (elektromagnetskom; fotonima), a ne o nabijenim česticama. Danas se pod kozmičkim zrakama podrazumijeva zapravo nabijene jezgre atoma: protoni (jezgra vodika), alfa čestice (jezgre helija) itd. I na nižim energijama (do cca 10^16 elektronvolti) zna se i poprilično dobro prosječan sastav u kojem ima najviše jezgara vodika, pa helija, pa ugljika itd. Vidi npr. sljedeći grafikon:

Čestice s višim energijama su sve rijeđe i rapidno pada njihov broj koliko ih se detektira po metru kvadratnom tako da već na 100 puta višim energijama, njihov broj je otprilike sto tisuća puta manji. To znači ako neki satelit u zemljinoj orbiti ili balon ima detektor kozmičkih zraka veličine 1 m^2 i ako njime detektira 10,000 protona energije 10^9 eV-a (1 GeV) u jednoj sekundi, detektirat će samo 1 proton u intervalu od cca 10 sekundi na energiji od 100 GeV-a. Za energije preko 10^15 eV-a (1 PeV) više se ne isplati niti fizički baš može graditi nekakve detektore za satelite ili balone jer bi oni morali imati dimenzije nogomentnih igrališta da bi išta od takvih čestica i detektirali u nekom razumnom vremenu. Stoga se čestice tih vrlo visokih energija više ne detektiraju neposredno (kad ona upadne u detektor), nego indirektno u zemaljskim eksperimentima koji si mogu priuštiti veličine nogometnih igrališta pa i veće. Oni tada "hvataju" tzv. pljuskove sekundarnih čestica koje u atmosferi stvaraju primarne/originalne čestice (iste takve koje se na nižim energijama "love" direktno). Problem je što se onda sastav primarnih čestica mora ekstrapolirati na temelju snimljenih svojstava pljuskova, a to nije jednostavno i na najvišim energijama postoji jako puno nepoznanica o prirodi tih pljuskova (kontrolirani "laboratorijski" eksperimenti kao LHC ne mogu doseći te energije) tako da se sastav određuje samo okvirno, a dva najveća eksperimenta: Pierre Auger Observatory (Argentina) i Telescope Array (Utah, SAD) imaju sasvim suprotne zaključke što se nalazi na tim najvišim detektiranim energijama: prvi kaže jezgre željeza, a drugi kaže protoni. Nekako je znanstvena zajednica više naklonjenija rezultatu Augera jer se radi o većem i modernijem detektoru, ali to sad ovdje nije bitno - naveo sam to samo kao primjer da pokažem koliko je sastav zapravo teško odrediti i ne zna se točno kakav je on na energijama oko 10^18 eV-a (EeV-a). Auger nudi za neke događaje (1% od svih detekcija) i javni "browser" tako da se mogu pratiti događaji uhvaćenih čestica ovdje. Npr. događaj 10485600 detektiran je skroz na jugu mreže tankova i rekonstruiran je njegov smjer, energija od 49 EeV-a i ostali parametri.

 

Zašto pišem sve to oko sastava kozmičkih zraka? Pa zato što sastav uvelike određuje i kakvi potencijalni modeli prirodnih akceleratora mogu ubrzavati te čestice na izvorima: ako je sastav težak s više naboja (bliže željezu) onda dolaze u obzir neki "normalniji" elektromagnetski mehanizmi jer je lakše čestici elektromagnetskim mehanizmima dati više energije, a ako je lakši (npr. protoni) onda se mora pribjegavati egzotičnijim idejama. Npr. za energije do 10^17 elektronvolti najčešće se uzima da su izvori ostaci supernova u našoj galaksiji gdje udarni val plazme koje supernova pokrene ubrzava čestice, dok za više energije to mogu biti npr. aktivne galaktičke jezgre u drugim galaksijama koje u središtima vjerojatno imaju supermasivne crne rupe koje ususavanjem materije stvaraju dosta burne akrecijske diskove koji pak imaju neki mehanizam za ubrzanje čestica (priznajem da nisam detaljnije proučavao te mehanizme). Od egzotičnijih modela (da sad spomenem jedan koji bolje poznajem jer sam na njemu radim) to mogu biti neutronske zvijezde koje se urušavaju u kvarkovske zvijezde (kvarkovska nova) i time proizvode elektromagnetski udarni val koji može dati dovoljno energije da se čestice na njihovoj površini ubrzaju.

 

Što se tiče udaljenosti, zbog interakcije s pozadinskim kozmičkim zračenjem ranog svemira (CMB) kozmičke zrake s energijama višim od cca 5*10^19 eV-a počinju rapidno gubiti energiju i taj CMB djeluje kao "mreža" koja ih usporava, jednom kad padnu ispod te granice taj proces više nije efikasan i počinju opet "slobodnije" prolaziti kroz svemir. Radi toga se može reći da za čestice koje se detektiraju iznad tih energija (a te su izuzetno rijetke) izvori dalji od cca 100 megaparseka (326 milijuna svjetlosnih godina) nisu vjerojatni - mora biti nešto bliže nama. No i dalje se radi o ogromnom području, pa tako već spomenuta najbliža radio galaksija Centaurus A je na "samo" 4 Mpc (13 milijuna svj. godina).

ma, ne znam. previše je šupalj taj svemir i slabo naseljen s obzirom na kapacitete i prostor. treba to malo izgraditi, urbanizirati, kvalitetenom infrastrukturom međusobno povezati i približiti. oformiti komisiju za prostorno planiranje. pošumiti to malo. urediti fontane na enceladusu. mislim, čemu plaćamo prirez ak svi samo sjede na jajima i češu ih? ovak promatrači neba samo nabadaju ("detektiraju") pojave k'o ćorava kokoš, a ja se kao prosječan glađanin i porezni platiša osjećam dezorganizirano k'o djevojče u prvom gang-bangu. 

Čestitam autoru na zanimljivom tekstu. Pred kraj ide izvan znanstvenoga popularizma, ali željno iščekujem nove njegove priloge.