Fizica pentru perfectionarea profesorilor “Profesorul si Scoala Viitorului” Curs


Partea experimentala Partea experimentala



Yüklə 445 b.
səhifə7/10
tarix03.11.2017
ölçüsü445 b.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Partea experimentala

  • Partea experimentala



Partea experimentala

  • Partea experimentala

  • Ideea originală a NASA era lansarea în spaţiu a lui COBE cu una din rachetele sale spaţiale. John Mather şi colaboratorii săi au obţinut o rachetă a lor pentru COBE şi satelitul a fost în sfârşit lansat pe data de 18 noiembrie 1989.





Experimentul de care George Smoot a fost responsabil, a fost iniţiat pentru căutarea unor mici fluctuaţii ale temperaturii fondului în diferite direcţii. Aceste variaţii puteau oferi noi indicii despre cum au apărut galaxiile şi stelele; de ce materia în acest fel a fost concentrată în locuri specifice din Univers ca o substanţă vâscoasă, uniform răspândită. Variaţii mici de temperatură puteau să arate unde a început materia să se strângă. Odată ce acest proces a început, gravitaţia a explicat restul: materia atrage materia, fapt ce duce la formarea stelelor şi galaxiilor. Fără un mecanism de pornire, nici Calea Lactee, nici Soarele sau Pământul nu ar exista.

  • Experimentul de care George Smoot a fost responsabil, a fost iniţiat pentru căutarea unor mici fluctuaţii ale temperaturii fondului în diferite direcţii. Aceste variaţii puteau oferi noi indicii despre cum au apărut galaxiile şi stelele; de ce materia în acest fel a fost concentrată în locuri specifice din Univers ca o substanţă vâscoasă, uniform răspândită. Variaţii mici de temperatură puteau să arate unde a început materia să se strângă. Odată ce acest proces a început, gravitaţia a explicat restul: materia atrage materia, fapt ce duce la formarea stelelor şi galaxiilor. Fără un mecanism de pornire, nici Calea Lactee, nici Soarele sau Pământul nu ar exista.

  • Teoria care încearcă să explice cum este iniţiată agregarea materiei are de-a face cu fluctuaţii cuantice în Univers în timpul primelor momente de expansiune. Acelaşi tip de fluctuaţie cuantică rezultă în constanta creare şi anihilare a particulelor de materie şi antimaterie în ceea ce noi normal credem că este un spaţiu gol. Acesta este unul din acele aspecte ale fizicii care nu poate fi înţeles imediat fără matematică. Deci să presupunem că variaţiile de temperatură măsurate în Universul de astăzi sunt rezultatul unor asemenea fluctuaţii cuantice şi că, potrivit teoriei Big-Bang, datorită acestora stelele, planetele şi în final viaţa s-a putut dezvolta. Fără ele, materia din care suntem constituiţi s-ar afla într-o formă total diferită, distribuită uniform în întregul Univers.



La inceputul experimentelor COBE, s-a presupus că fluctuaţiile de temperatură ale fondului radiaţiei de microunde necesare explicării apariţiei galaxiilor trebuia să fie în jur de 1/1000 dintr-un centigrad. Această variaţie este într-adevăr mică. S-au mai efectuat experimente care au arătat că influenţa materiei negre (o mare parte din materia din Univers pe care noi nu o putem vedea) însemna o variaţie de temperatură mai degrabă în domeniul a 1/100000 a unui grad.

  • La inceputul experimentelor COBE, s-a presupus că fluctuaţiile de temperatură ale fondului radiaţiei de microunde necesare explicării apariţiei galaxiilor trebuia să fie în jur de 1/1000 dintr-un centigrad. Această variaţie este într-adevăr mică. S-au mai efectuat experimente care au arătat că influenţa materiei negre (o mare parte din materia din Univers pe care noi nu o putem vedea) însemna o variaţie de temperatură mai degrabă în domeniul a 1/100000 a unui grad.

  • Materia neagră în este de fapt un agent important în agregarea materiei, ceea ce înseamnă că variaţiile de temperatură necesare iniţierii acestui proces sunt chiar mai mici decât se credea anterior.

  • Găsirea acestor fluctuaţii extrem de mici în temperatură a fost o mare realizare. În 29 aprilie 1992 fizicianul englez Stephen Hawking a declarat într-un interviu la „The Times” că rezultatele COBE erau „cea mai mare descoperire a secolului, dacă nu a tuturor timpurilor”.



Figura 6.

  • Figura 6.

  • Schema procesului tehnologic DMR. Pâlniile cu unghiuri mai mici (fig. 6) - care oferă o rezoluţie mai bună - au fost folosite în măsurători mai târzii ca cele conduse de WMAP( Wilkinson Microwave Anitrosopy Probe) numit după David Wilkinson, care a decedat în 2002 şi care pentru o perioadă lungă de timp a fost o importantă forţă în domeniul măsurării fondului de radiaţii şi o sursă de inspiraţie pentru echipa COBE.



Figura 7.

  • Figura 7.

  • O hartă a variaţiilor de temperatură, măsurată de COBE. Roşu corespunde la o temperatură ridicată, iar albastru la una scăzută. Variaţiile sunt minuscule, în domeniul a 1/100000 dintr-un grad

  • Temperatura radiaţiilor în această secţiune a fost comparată apoi cu temperatura celeilalte pâlnii dintr-o pereche şi, cu temperatura medie pentru tot cerul. În acest fel a putut fi creată o hartă a variaţiilor de temperatură din spaţiu (fig. 7) .



Concluzii

  • Concluzii

  • Comparând variaţiile de temperatură măsurate sub diferite unghiuri este posibilă calcularea relaţiei dintre densitatea materiei vizibile, materiei negre, şi (în combinaţie cu alte măsurători) energia neagră a Universului. Cuvântul „negru” în acest context înseamnă că nu putem vedea şi măsura acest tip de energie. De aceea măsurătorile variaţei temperaturii au devenit foarte importante – ele oferă oportunitatea de a determina indirect densitatea acestui tip de materie şi energie. Din cauza acestui fapt, proiectul COBE poate fi privit de asemenea ca punct de plecare pentru cosmologie, ca ştiinţă precisă: pentru prima dată calculele cosmologice (ca cele privind relaţia dintre materia neagră şi cea normală, materie vizibilă) puteau fi comparate cu date din măsurători reale. Aceasta face cosmologia modernă o adevărată ştiinţă (mai degrabă decât un fel de speculaţie filozofică, spre deosebire de cosmologia anterioară).


  • Yüklə 445 b.

    Dostları ilə paylaş:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©muhaz.org 2020
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə