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 (2)

            Nga se përbehet materia e errët?

            Teleskopi hapsinor Hubble ka treguar se në qiell, në një dimension këndor të barabartë me atë nën të cilin shihet Hëna, ka miliona galaktika. Nga një numër shumë i madh matjesh të kësaj natyrë arrihet të vlerësohet se në Univers ka rreth 100 miliard galaktika dhe se secila prej këtyre galaktikave është e përbërë nga rreth 100 miliard yje.

            Kjo sasi kolosale e materies është e vogël nëse e krahësojmë me materien e errët. Sasia e materies barionike¹ në Univers, qoftë e dukshme ose jo, mund të vlerësohet mbi bazën e sasisë relative të deuterit dhe heliumit që janë prezent sot në Univers dhe kanë qenë prezent rreth tre minuta pas Big-Bang-ut. Nëse atëherë do kishte qenë prezente një sasi e madhe materie barionike, fillimisht përplasjet mes nukloneve² dhe më pas ato mes bërthamave do ishin shumë probabël në çastet e para të ekzistencës së Universit dhe fraksioni i deuterit duhej të ishte tani shumë më i vogël për arsye se bërthamat e deuterit kthehen në helium. Në rastin e kundërt, nëse materia barionike do kishte qenë e pakët në fillimet e Universit, atëherë sasia e deuterit prezente në Universin e sotëm duhet të jetë relativisht më e madhe.

_______________________

¹ Materie që përbëhet nga protonet dhe neutronet.

² Përbërësit e bërthamës atomike, neutronet dhe protonet.

            Nga matjet më të fundit të kryera nga NASA në lidhje me sasitë relative të deuterit dhe heliumit deduktohet se materia barionike prezente në Univers është afërsisht 1/7 e materies së nevojshme për të mbajtur të lidhur yjet në galaktika dhe galaktikat në grupimet e galaktikave. Duke përdorur metoda të tërthorta, astrofizikanët kanë vlerësuar se materia barionike e ila nuk emeton dritë të dukshme është rreth 9 herë më e madhe se sasia e materies barionike që emeton dritë të dukshme. Lind pyetja: nga se përbëhet kjo materie? Këtu kemi të bëjmë me re gjigande gazi në grupimet e mëdha të galaktikave, vrima të zeza që vijnë si pasojë e kolapsit gravitacional të yjeve gjigand, yje të vdekur¹, objekte me dimensione planetare të cilët quhen

përgjithësisht MACHO² etj.

            Nga sa thamë deri tani është e qartë se kemi nevojë për hipotezën e ekzistencës së materies së errët jo-barionike në mënyrë që të kemi një shpjegim të arsyeshëm të gjëndjes së lidhur të yjeve në galaktika.

            Struktura në shkallë të gjërë e Universit. Çdo pikë përfaqëson një galaktikë. Galaktika jonë ndodhet në qendër të figurës dhe distanca deri në kufijtë e figurës është rreth 500 milion vjet dritë. Vërehen zonat me denduri të madhe të galaktikave dhe “hapësirat boshe”. Zona horizontale në të cilën mungon informacioni është ajo që ndodhet në planin e galaktikës sonë. (Costa et al. 1994)

            Mendohet se Universi përmban një numër shumë të madhe neutrinosh, grimca mjaft të njohura në fushën e Fizikës së Grimcave Elementare, të cilat janë prodhuar në fazat e para të jetës së Universit. Shpesh neutrinot quhen “grimca fantazëm” për shkak se ato nuk zotërojnë ngarkesë elektrike dhe kanë një masë praktikisht zero. Për këto arsye neutrinot bashkëveprojnë mjaft rrallë me materien e zakonshme³. Matjet me saktësi të lartë të realizuara me përshpejtuesit e grimcave kanë vërtetuar ekzistencën e tre tipeve të ndryshme neutrinosh.

            Eksperimentet Kamiokande e Supekamiokande në Japoni, Macro në Gran Sasso (rajoni i Abruzzo, Itali) dhe Soudan 2 në SHBA kanë dhënë rezultate për të ashtuquajturit “neutrino atmosferike”. Këto rezultate na japin një sugjerim të fortë se një neutrino e një tipi mund të transformohet në një neutrino të një tjetër tipi. Megjithatë këto janë vetëm konfirmime të parashikimeve teorike në lidhje me gjeneratat e neutrinove dhe transformimet e tyre, të dhëna në vitet 1965-1980 të shekullit të kaluar, vite në të cilat është shënuar një përparim i jashtëzakonshëm nga pikëpamja teorike në fushën e Fizikës së Grimcave Elementare⁴. Transformimi i neutrinove mund të arrihet vetëm nëse neutrinot kanë një masë të ndryshmë nga zero, gjë që është vërtetuar teorikisht. Në të njëjtin konkluzion arrihet edhe për neutrinot që vijnë nga Dielli, sipas eksperimenteve Homestake në SHBA, GALLEX në Gran Sasso dhe SNO në Kanada. Sipas këtyre eksperimenteve dhe parashikimeve teorike, neutrinot kanë një masë jashtëzakonisht të vogël; dukë shumëzuar këtë masë me sasinë kolosale të neutrinove në Univers merret një kontribut i tyre në masën totale të Universit pak më i vogël se ai i materies së dukshme.

________________________________________________

¹ Të tillë janë Xhuxhat e Bardhë, Yjet Neutronik etj.

² Massive Compact Halo Objects.

³ Neutrinot mund të përshkojnë të gjithë diametrin e Tokës pa bashkëvepruar me grimca të tjera.

⁴ “Gauge Theory of Elementary Particle Physics”, Ta-Pei Cheng dhe Ling-Fong Li, Oxford University Press

(Përshtatur në shqip nga A. Boriçi dhe E. Rexhepi)

            Kontributi i neutrinove që kanë masë nuk e ndryshon shumë situatën, për më tepër që efekti i tyre reduktohet prej faktit se ato lëvizin me një shpejtësi shumë të afërt me shpejtësinë e dritës dhe mund të luajnë një rol vetëm në mbajtjen të lidhur të grupimeve të mëdha të galaktikave, por jo grupimet normale të galaktikave e aq më pak të kontribuojnë në mbajtjen të lidhur të yjeve në një galaktikë.

Paraqitje artistike e prodhimit të neutrinove atmosferike nga ana rrezeve kozmike. Materia e Errët

            Edhe pse nuk ka qënë akoma e mundur të evidentohet eksperimentalisht, mendohet se energjia mesatare e neutrinove është e madhe në krahësim me masën e tyre dhe pra shpejtësia e tyre është afërsisht sa shpejtësia e dritës. Thuhet se neutrinot janë një pjesë e materies së errët të ngrohtë.

            Për më tepër duket e nevojshme të hipotizohet që në halonet¹ galaktike ka grimca me masa relativisht të mëdha dhe që lëvizin me shpejtësi rreth 1000 herë më të vogël se sa shpejtësia e dritës.

            Fizikanët prej kohësh kërkojnë të prodhojnë këto grimca në përshpejtuesit e energjive të larta po deri tani nuk kanë arritur akoma ti vëzhgojnë, gjë që implikon se këto grimca duhet të jenë shumë masive.

            Nga ana tjetër, fizikanë që merren me studimin e astro-grimcave po kërkojnë për këto grimca në rrezatimin kozmik, duke përdorur dedektor të sofistikuar ku këto grimca duhet të hyjnë në bashkëveprim. Nisur nga fakti se këto bashkëveprime ndodhin shumë rrallë është e nevojshme të reduktohet çdo rrezatim i tepërt, si ai i lidhur me rrezatimin kozmik të ngarkuar dhe radioaktivitetin natyror. Dedektorët pra duhen vendosur në laboratore nëntokësor.

            Por cilat mundtë jenë këto grimca masive “fantazëm” të cilat lëvizin kaq ngadalë? Fizikanët teorikë kanë ngritur hipoteza në lidhje me ekzistencën e disave prej tyre. Më e çuditshmja nga këto është neutralino² , e cila është grimca supersimetrike me elektrikisht neutrale dhe me masën më të vogël. Ekzistenca e super-grimcave ( s – particle ) bazohet mbi një simetri të mundshmë boson-fermion³, sipas së cilës çdo grimce me spin gjysëm të plotë (si elektronet, kuarket, neutrinot ...) duhet ti korrespondojë një s-grimcë e cila ka spin të plotë (s-elektron, skuark, s-neutrino ...). Në mënyrë analoge, çdo grimce me spin të plotë (psh fotoni) duhet ti korrespondojë një s-grimcë me spin gjysëm të plotë (psh fotino). Kandidati më i favorizuar për të shpjeguar materien e errët (të ftohtë) është neutralino, një s-grimcë që mund të konsiderohet si një përzierje s-grimcash të cilat janë partnerët supersimetrikë të fotonit, bosonit Zº ⁴ dhe dy bosoneve të Higgs⁵.

            Një tjetër mundësi do ishte ajo e nukleariteve, bashkësi kuarkesh Up, Down dhe Strange. Bërthamat e zakonshme atomike përbëhen nga një bashkësi protonesh dhe neutronesh, të cilët nga ana e tyre janë bashkësi kuarkesh Up dhe Down. Në ndryshim nga bërthamat atomike, tek nuklearitët kuarket u, d dhe s janë të lirë të lëvizin në brendësi të të gjithë nuklearitit. Nuklearitët do kenë densitet më të lartë se bërthamat e zakonshme dhe do ishin të qëndrushme edhe për masa shumë më të mëdha se sa ajo e bërthamës së uraniumit.

________________________________________

¹ Haloni galaktik është një rajon i hapësirës që rrethon galaktikat spirale. Ai përbëhet kryesisht nga yje të shuar, gaz dhe mendohet edhe materie të errët.

² Neutralino është grimcë e predikuar nga Modelet Supersimetrike. Sipas modeleve supersimetrike, neutralino është një grimcë elektrikisht neutrale dhe është grimca supersimetrike më e lehtë. Cilësohet si një përbërës i mundshëm i materies së errët.

³ Të gjitha grimcat ndahen në bosone dhe fermione. Bosonet janë grimcat të cilat kanë spin të plotë ndërsa fermionet janë grimca me spin gjysëm të plotë. Janë emërtuar në këtë mënyrë për nder të Satyendranath Bose, fizikan dhe matematikan indian, dhe Enrico Fermi, fizikan italian.

⁴ Boson elektrikisht neutral i cili është përgjegjës për bashkëveprimin e dobët. Masa e tij është 91.1 GeV

⁵ Bosoni i Higgs, apo siç cilësohet “The God Particle”, është grimca përgjegjëse për masën e çdo grimce tjetër dhe për “thyerjen” e bashkëveprimit elektro-të dobët në të dobët dhe elektromagnetik. Kjo grimcë evidentohet teorikisht prej teoremës së Goldstone. Eksperimentalisht nuk është vrojtuar ende, por eksperimentet që kanë nisur tashmë në CERN pritet të dedektojnë këtë grimcë rreth vitit 2013 ose të hedhin poshtë përgjithmonë ekzistencën e saj.

            Sa materie e erret ekziston?

            Sipas Relativitetit të Përgjithshëm të Einstein, që është sot teoria themelore nëpërmjet të cilës shpjegojmë Universin tonë deri në distancat më të largëta, ekziston një sasi e përcakuar e materies në brendësi të volumit kozmik, i quajtur densitet kritik, i cili bën dallimin formave të ndryshme të Universit dhe evolucionin e tij të mundshmën në të ardhmen. Nisur nga kjo që sapo thamë, është shumë e rëndësishme të vlerësojmë masën totale të Universit për të njohur nëse kjo është më e madhe, e barabartë apo më e vogël se sa ajo e fiksuar prej ekuacioneve të relativitetit.

            Për këtë vlerësim, fizikanët përdorin një numër themelor, i quajtur parametri i densitetit dhe i shënuar me Ω, i cili jepet nga raporti i sasisë së materies reale të matshme në brendësi të Universit dhe sasisë kritike të përcaktuar nga Einstein në ekuacionet e tij.

            Nëse Ω është e barbartë me 1 atëherë sasia e materies që është prezente në Univers është ekzaktësisht e njëjtë me sasinë e materies të parashikuar nga Relativiteti i Përgjishmëm, gjë që do të thotë se graviteti mes strukturave të Universit lejon një zgjerim të vazhdueshëm të hapësirës, ashtu siç po ndodh në ditët e sotme. Në këtë rast hapësira është Euklidiane dhe kemi të bëjmë me një Univers i cili ka gjeometri pjatë.

Në figurë paraqiten gjeometritë e mundshme të Universit: sferik, pjatë dhe hiperbolik.

            Nëse Ω është më e vogël se 1, do të thotë se sasia totale e materies në Univers nuk është e mjaftueshme për të lejuar forcën gravitacionale të veprojë mes strukturave në mënyrë që të frenojë në një farë mase zgjerimin dhe pra fati i Universit në këtë rast do të jetë zgjerimi i përjetshëm. Në këtë rast kemi të bëjmë me një Univers të hapur dhe gjeometria e tij është hiperbolike.

            Nëse Ω është me e madhe se 1 do jemi në një situatë të përmbysur me atë që thamë më lart. Pra masa totale e Universit është e mjaftueshme për të shkatuar në të ardhmen mekanizmin e kolapsit gravitacional të Universit, deri sa të arrihet në një situatë analoge me atë të Big-Bang, të quajtur Big-Crunch. Në këtë rast kemi të bëjmë me një Univers të mbyllur dhe gjeometria e tij është sferike.

            Fizikanët teorikë parashikojnë një vlerë Ω = 1 për shumë arsye që gjenden në modelet e formimit dhe evoluimit të Universit. Pasojat e një gjëje të tillë, pra Ω = 1, janë që Universi është plan (pjatë) dhe përshkruhet nga një gjeometri euklidiane¹. Duke patur parasysh se disa modele teorike, si psh teoria e inflacionit, disa studime mbi te dhënat e vëzhguara mbi strukturën në shkallë të gjërë të Universit dhe rezultatet më të fundit nga Boomerang² konfirmojnë këtë vlerë për Ω, është e nevojshme që kontributet e “llojeve” të ndryshme të materies tek Ω, duke u mbledhur mes tyre, të japin vlerën 1.

            Duke matur kontributin e dhënë nga materia e ndritshme në parametrin e densitetit, merret një vlerë Ω mat. ndritshme=0.05, që sikurse shihet është shumë larg pragut që është 1. Në këtë mënyrë duhet të këtë një sasi spikatëse e materies duhet të jetë e padukshme; në fakt nuk ka evidenca eksperimentale që të justifikojnë një vlerë më të madhe se Ω mat. errët~0.35. Pjesa e mbetur e masës, pra rreth 70%, duhet të përbëhet prej asaj që disa shkencëtarë e quajnë energji e erret, e cila ndoshta i dedikohet pranisë së konstantes kozmologjike Λ³.

            Nga pikëpamja fizike, konstantja kozmologjike nuk është gjë tjetër veçse një forcë e cila frenon zgjerimin kozmik, ose siç më pëlqen ta quaj: anti-gravitet. Për shkak të “sikletit” që sjell, që kur është “shfaqur”, qëllimi kryesor i fizikanëve teorikë ka qënë që të vërtetojnë se ky term ka vlerën zero. Me gjithë mundimin gati 90 vjeçar, akoma askush nuk ka arritur të vërtetojë, qoftë dhe teorikisht, se ky term është zero. Kohët e fundit ka patur prova mjaftueshmërisht bindëse⁴ për faktin se ky numër nuk është zero dhe për më tepër ai jep një kontribut në parametrin e densitetit me një faktor të rendit 0.6-0.7, që është ekzaktësisht pjesa e munguar për të arritur Ω =1.

            Ku ndodhet materia e erret?

            Pjesa më e madhe e astronomëve pajtohet me mendimin se materia e errët ekziston në afërsitë e bërthamave të galaktikave. Kjo gjë ndodh edhe në galaktikën tonë, Rrugën e Qumështit, ku Nebuloza e Magelanit dhe dy galaktika satelite të galaktikës sonë që ndodhen në hemisferën jugore kanë një lëvizje të influencuar nga prania e materies së errët në qëndër të galaktikës sonë, megjithëse ndodhet mbi 30000 vjet dritë larg tyre. Mendohet gjithashtu se në qëndër të galaktikës sonë ekziston një vrimë e zezë gjigande e cila vazhdon të rritet dhe ndoshta një ditë do “gllabërojë” Rrugën e Qumështit.

________________________________________________

¹ E thënë me gishta: gjeometria euklidiane është ajo gjeometri në të cilën ka vend teorema e Pitagora-s.

² Balloon Observations Of Millimetric Extragalactic Radiation and Geophysics (BOOMERanG), është një eksperiment që mat rrezatimin kozmik të një porcioni të hapsirës nëpërmjet tre fluturimeve sub-orbitale të një ballone në lartësi të mëdha. Është eksperimenti i parë që ishte në gjëndje të jepte një imazh me rezolucion të lartë të anizotropive të temperaturës së rrezatimit kozmik. Nëpërmjet një teleskopi të ngritur deri në kuotën 42 km, u bë e mundur të zvogëlohet absorbimi prej atmosferës tokësore të mikrovalëve, të prodhuara prej rrezatimit kozmik. Fluturimi i parë testues u krye në qiejt e SHBA në 1997. Dy fluturimet pasardhëse kanë qënë në 1998 dhe 2003 nga baza McMurdo në Antarktidë. Balona u rrotullua rreth Polit të Jugut duke shfrytëzuar shtjellat polare, duke u kthyer në pikën e nisjes pas dy javësh. Nga ky efekt (boomerang) mori emrin edhe teleskopi.

³ Kjo ëshrë një konstante e futur artificialisht në ekuacionet e Einstein-it në Relativitetin e Përgjithshëm në mënyrë që të mbahej në këmbë hipoteza e tij e një Universi statik.

⁴ P.sh studimi i shpërthimit të disa Yjeve, i quajtur ndryshe Supernova.

            Në përgjithësi mund të themi se aty ku ka materie të dukshme ka dhe një farë sasie materie të errët. Problemi që shtrohet është se nëse do kishte sisteme qiellore ku është e pranishme vetëm materia e errët, do ishte e pamundur të evidentohej në mënyrë të drejpërdrejtë për shkak të padukshmërisë së saj. Ne mundet vetë të shpresojmë që një sistem i tillë të jetë pranë një sistemi qiellor të dukshëm në mënyrë që të mund të vëzhgojmë efektet që shkakton mbi të.

            Deri tani jemi totalisht të pafuqishëm në njohjen e sasisë së materies së errët që përmbahet në sisteme të tilla, dhe si përfundim mund të themi: “ESHTE PAMUNDUR TE PARASHIKOJME TE ARDHMEN E UNIVERSIT DHE TE ASAJ QE PERMBAHET NE TE, DUKE PERFSHIRE EDHE JETEN INTELIGJENTE”, ndoshta kjo është një e drejtë ekskluzive e PERENDISE, sikurse është edhe krijimi. E rëndësishme është se nuk do ndalojmë kurrë së kërkuari për zgjidhjen e kësaj të panjohure që prej shekujsh mundon mendjen njerëzore. Nëse një ditë kjo enigëm do zgjidhej, plot probleme do lindnin bashkë me të: “A DO KISHTE ME VEND TE FLISNIM PER PERENDINE? ”- NDOSHTA PO, NDOSHTA JO...

            Fund

            E Martë, 7 Shtator 2010

            01:33

          (1)