Sakras Art Gallery

Sekuenca filmike

RTK

TOP CHANNEL

RTV 21

ALSAT

TV KLAN

KLAN KOSOVA

BOTA.AL

ALBANIAPRESS

ALBINFO

EXPRESS

KOHA DITORE

ZËRI INFO

KOSOVA SOT

INSAJDERI

BOTA SOT

GAZETA METRO

GAZETA SINJALI

ALBANIAN POST

KALLXO COM

LAPSI.AL

ZEMRASHQIPTARE

KOSOVA PRESS

TELEGRAFI

EUROPA E LIRË

ZËRI I AMERIKËS

PSIKOLOGJIA

TRIBUNA SHQIPTARE

SHËNDETI

DITURIA

PRESHEVA.COM

GJUHA SHQIPE

KOSOVARJA

RADIOPROJEKT

Shkruan: Ergys REXHEPI

       Universiteti i Tiranës

Fakulteti i Shkencave Natyrore

Departamenti i Fizikës

MATERIA E ERRËT NË UNIVERS (1)

            Abstract

            Rreth 90% e materies që përmban Universi nuk mund të vëzhgohet në mënyrë të drejpërdrejtë për sa kohë nuk emeton rrezatim elektromagnetik (dritë) dhe nuk bashkëvepron me materien e ndritshme, me përjashtim të bashkëveprimit gravitacional. Në ndryshim nga Yjet dhe gazi ndëryjor të cilët, të ndritshëm, vëzhgohen lehtësisht në galaksitë dhe që marrin emrin e materies së ndritshme (dukshme), lloji i materies që do analizohet quhet materia e errët. Askush nuk mund të vëzhgojë në mënyrë direkte materien e errët por kjo materie prodhon pjesën më të madhe të forcës gravitacionale që mban të bashkuara galaktikat dhe është shumë probabël që të mbajë të bashkuar të gjithë Universin.

            Materia e Erret

            Për shumë kohë është besuar se çdo objekt prezent në Universin tonë është i dukshëm dhe dërgon në të gjitha drejtimet dritën e emetuar apo reflektuar, në varësi të natyrës së objektit. Kjo dritë, pasi arrin Tokën, mund të dedektohet dhe të studiohet duke kërkuar të merret prej saj i gjithë informacioni i mundshëm mbi objektin i cili e emeton apo reflekton dritën ose të nxirren konkluzione të përgjithshme mbi kozmosin në tërësi. Në fakt detyra kryesore e astronomëve nuk është vetëm të “mbledhin” dritën me anë të teleskopëve, qofshin këta tokësorë apo hapsinorë, por mbi të gjitha detyra e tyre është që prej këtyre objekteve të dukshëm të marrin informacione për gjithçka tjetër që akoma nuk shohim dhe nuk njohim në Universin tonë. Pikërisht nga analizimi i dritës së ardhur nga hapsira 50 vitet e fundit, sot ne jemi në gjendje të pohojmë se 90% e materies prezente në Univers është e përbërë prej objektesh apo grimcash të cilat nuk mund të shikohen. Me fjalë të tjera, pjesa më e madhe e materies në Univers nuk emeton dritë ose më mirë nuk emeton rrezatim elektromagnetik dhe ekzistenca e kësaj materie mund të provohet vetëm nga efektet që ajo shkakton (kryesisht gravitacionale) mbi materien e dukshme.

            Kjo “masë e munguar” është quajtur materie e erret, emër ky që vjen pikërisht nga vetia themelore e kësaj lënde: të qënit e padukshme.

            Çfarë kuptojmë me materie te erret?

            Edhe pse termi “materie e errët” mund të tingëllojë misterioz, është thjesht termi me të cilin fizikanët, astrofizikanët dhe kozmologët i referohen materies e cila nuk emeton apo reflekton dritë të dukshme, radiovalë, rreze X, rreze gama ose rrezatime të tjera elektromagnetike. Sot mendohet se materia e errët është shumë më e madhe se sa materia e dukshme dhe se është përgjegjëse në një shkallë të lartë për strukturën e Universit që ne shikojmë.

Materia e errët (majtas) dhe materia jo e errët (djathtas)

            Evidencat e para të pranisë në Univers të materies së errët vijnë nga studimet e kryera rreth viteve 30 të shekullit të kaluar në lidhje me grupimet e galaktikave. Zwicky në 1933 dhe Smith në 1936¹ duke studiuar grupimet e mëdha të galaktikave, respektivisht galaksinë Coma Berenices dhe atë të Virgjëreshës, vëzhguan se shpejtësitë e galaktikave ishin shumë më të mëdha se sa parashikimet teorike për një sistem të lidhur gravitacionalisht masa e të cilit është vetëm ajo e galaktikave të dukshme.  Ata arritën në konkluzionin se galaktikat në secilin prej grupimeve duhej të mbaheshin të lidhura prej efekteve gravitacionale që i detyrohen një sasie të madhe të materies së padukshme, të cilën ata e quajtën “masë e munguar”. Sot në vend të termit “masë e munguar” përdoret gjërësisht termi materie e erret. Vetëm në vitet 70 të shekullit të kaluar, në sajë të provave të pakundërshtueshme eksperimentale dhe mbi bazën e studimeve të detajuara të lëvizjes së yjeve në galaktika, komuniteti shkencor u detyrua të merrte pjesë në  problemin e materies së errët. Vlen të theksohet fakti se të  gjitha studimet supozojnë si të vërtetë ligjin e gravitacionit universal edhe në distanca shumë të    mëdha. Nëse varësia e forcës gravitacionale prej distancës do ishte e ndryshme nga forma invers kuadratike², shumë prej përfundimeve mbi materien e errët duhen rishikuar.

            Perse duhet te ekzistoje materia e erret?

            Nga pikëpamja historike ka dy arsye themelore që kanë detyruar fizikanët të ngrenë hipotezën e ekzistencës së një sasie të konsiderueshme të materies jo të dukshme. Në të dyja rastet, njohuritë tona për mekanizmin e veprimit të forcës gravitacionale imponojnë ekzistencën e materies së errët në mënyrë që të mund të shpjegojmë korrektësisht fenomenet e evidentuara në “ambientin kozmik”.

_____________________________________

¹ Sidney van den Bergh, “The Early History of Dark Matter” (http://arxiv.org/abs/astro-ph/9904251).

² E predikuar fillimisht prej Newton dhe më pas nga Einstein në Relativitetin e Përgjithshëm si dhe e verifikuar me saktësi në distanca të rendit të Sistemit Diellor.

            Grupimet e Galaktikave

            Në Univers ekzistojnë shumë galaktika, të cilat në pjesën më të madhe të rasteve nuk paraqiten në mënyrë të veçuar prej njëra-tjetrës por janë të vendosura në struktura më të mëdha të cilat përmbajnë shumë e shumë galaktika në një hapësirë të cilën mund ta përcaktojmë si të kufizuar edhe pse kemi të bëjmë me distanca të paimagjinueshme prej nesh, të rendit megaparsec (Mpc¹).

            Këto struktura janë grupimet e galaktikave dhe mes dy grupimeve të galaktikave ekzistojnë boshllëqe gjigande kozmike, të cilat në fakt zënë rreth 80% të hapësirës që ne njohim. Struktura e shpërndarjes së materies së dukshme shfaqet si “hoje bletësh”, në të cilat galaktikat organizohen kryesisht në plane dy-dimensionale dhe ndahen prej njëra-tjetrës nga zona kozmike në të cilat nuk është e pranishme materia e ndritshme.

            Për shkak të tërheqjes gravitacionale, galaktikat në brendësi të të njëjtit grupim lëvizin me një shpejtësi tyren. Duke analizuar këto shpejtësi, studiuesit kanë arritur në përfundimin se ato janë shumë të mëdha, me një faktor nga 10 në 100 herë më të mëdha se sa shpejtësitë që galaktikat duhet të kishin nëse masa e grupimit do ishte vetëm ajo e dukshme. Rrjedha llogjike e gjithë kësaj të çon në hipotezën se duhet të ekzistojë një sasi e konsiderueshme e materies së padukshme por gravitacionalisht aktive e cila të justifikojë vlerat e matura të shpejtësive.

___________________________________

¹ 1pc ≈ 3, 26147086 vjet dritë

            Galaktikat Spirale

Ne figurë paraqitet galaktika spirale M81 me krahët e saj të mbushur me yje, e marrë nga teleskopi SIRTF (Space Infrared Telescope Facility)

            Nga figura e mësipërme galaktikat, struktura e të cilave është spirale, kanë një bërthamë qëndrore me dëndësi mjaft të lartë dhe krahë të gjatë rreth kësaj bërthame, të cilat ndjekin kahun e rrotullimit të të gjithë strukturës. Çdo objekt që I përket një galaktike të tillë rrotullohet më një farë shpejtësie rreth qendrës së galaktikës. Vlera e kësaj shpejtësie varet nga distanca e objektit nga qendra e galaktikës si dhe nga masa e saj.

            Nëse kuptimi ynë për gravitetin është i saktë atëhere intuitivisht themi se një masë galaktike më e madhe do të shkaktonte shpejtësi më të mëdha të lëvizjes së objekteve rreth saj. Duke studiuar vlerat e shpejtësisë së objekteve në galaktika arrihet në përfundimin se shpejtësitë e matura janë shumë të mëdha për të qenë të justifikuara prej sasisë të materies së ndritshme që është prezente në galaktikë. Rrjedhimisht, që të justifikohen këto shpejtësi, duhet të ekzistojë një sasi e konsiderueshme materie e cila është aktive vetëm nga pikëpamja gravitacionale, e cila duke rritur masën e galaktikës justifikon më së miri vlerat e matura të objekteve prezente në galaktikë.

            Prania e reve te gazit ne pjesët e jashtme te galaktikave dhe ne hapësirat ndergalaktike

            Duke studiuar kufijtë e jashtëm të galaktikave, ku ka shumë pak yje prezente dhe pra luminoziteti i shkaktuar prej tyre mund të mos merret në konsideratë, janë vëzhguar re të mëdha gazi në grupimet e galaktikave.

Imazh me rreze X i marrë nga sateliti ROSAT i mbivendosur një fotografie të një grupi galaktikash. Imazhi tregon, me një ngjyrë rozë artificiale, një re gjigande gazi të “ngrohtë” i cili emeton një sasi të vogël rrezesh X. Prania e këtij gazi na bën të mendojmë një tërheqje gravitacionale që e mban të lidhur atë. Masa e dukshme e galaktikave nuk do ishte e mjaftueshme për të mbajtur të lidhur gazin dhe pra kjo gjë duhet të jetë pasojë e materies së errët të shpërndarë mes galaktikave në një grupim. (Dr. R. Mushotzky, Nasa Goddard Space Flight Center)

            Për të shpjeguar se pse këto re nuk shpërbëhen duhet supozuar ekzistenca e materies së errët me një shpërndarje të ndryshme nga shpërndarja që deduktojmë për materien e ndritshme. A mund të ekzistojnë galaktika me materie të errët? Nga studimet më të fundit rezulton se materia e gaztë luminoze shtrihet përtej kufijve të galaktikave të dukshme. Që një gaz të jetë i dukshëm duhet të ngrohet. Kush apo çfarë e ngroh gazin? Nga kjo arrihet në përfundimin se ekzistojnë mjaft indikacione për praninë e materies së errët të shpërndarë rreth çdo galaktike dhe në hapsirat ndërgalaktike të një grupimi galaktikash.

            Lentet gravitacionale¹

______________________________________

            ¹ Fenomen i provokuar nga përkulja e rrezeve të dritës që vijnë nga një burim i largët (p.sh një galaktikë) nga ana e një objekti masiv i vendosur mes burimit dhe marrësit (p.sh një galaktikë e madhe ose një grup galaktikash). Ky fenomen ka për efekt prodhimin e imazheve të shumëfishta të burimit.

            Termi lente gravitacionale tregon për një efekt, i cili përshkruhet nga pikëpamja e Relativitetit të Përgjithshëm, sipas të cilit fotonet e emetuara nga një burim drite, kur kalojnë në afërsi të një trupi qiellor masiv, i nënshtrohen tërheqjes gravitacionale të tij. Në afërsi të këtij trupi, hapësirë-koha modifikohet duke u kurbuar. Ky perturbim në hapësirë-kohë i shkaktuar prej fushës gravitacionale të trupit qiellor ka për pasojë ndryshimin e trajektores së rrezeve të dritës në lidhje me trajektoren fillestare. Kjo gjë çon në formimin e imazheve të shumëfishta të të njëjtit burim. Në figurën më poshtë tregohet skematikisht formimi i imazheve të shumëfishta.

            Pra trupat qiellor masiv do të sillen si lente gravitacionale. Kur një lente gravitacionale përbëhet nga një galaktikë apo një grupim galaktikash, imazhi i burimit përbëhet respektivisht prej dy ose më shumë objektesh “pikësore” ose nga harqe të ndritshëm, siç tregohet në figura.

Imazh i dubluar për shkak të lentes gravitacionale. Foto e marrë nga teleskopi hapsinor Hubble (HST 14164+5215) tregon në qendër galaktikën “lente” të vendosur mes Tokës dhe burimit të dritës.

Në figurë paraqitet grupimi galaktik Abell 2218. Ky grupim është aq i dendur dhe kompakt sa drita që vjen nga objekte shumë të largët dhe të vendosur përtej grupimit përgjatë drejtimit të vëzhgimit amplifikohet dhe ndryshohet në formën e harqeve të ndritshëm.

            Lentet gravitacionale lejojnë të merret informacion në lidhje me praninë e materies së errët të lokalizuar në vende specifike, si planete të mëdhenj, vrima të zeza, galaktika etj. Kjo materie e errët duhet të jetë e të njëjtit tip me materien e dukshme (nga pikëpamja gravitacionale).

            Vazhdon...

   (2)