Wygenerowany po polsku przez AI na podstawie naszego angielskiego quizu; źródła prowadzą do polskiej Wikipedii.
Ciemna materia nie świeci i nie odbija światła, a mimo to ma stanowić ponad jedną czwartą bilansu Wszechświata. O jej istnieniu wnioskujemy z ruchu gwiazd i galaktyk. Quiz prowadzi od pierwszych obserwacji z lat 30. XX wieku, przez badania Very Rubin, po hipotetyczne cząstki, detektory i teorie, które próbują obejść się bez niewidzialnej masy. Pytania mają różny poziom trudności: od podstaw po szczegóły dla pasjonatów kosmologii.
Wszystkie 30 pytań z odpowiedziami i wyjaśnieniami. Zagraj w quiz
Q 01Jakie efekty jako jedyne zdradzają istnienie ciemnej materii?
grawitacyjne
To hipotetyczna materia, która nie emituje ani nie odbija promieniowania elektromagnetycznego, więc nie da się jej zobaczyć bezpośrednio.
Q 02Gdzie umieszcza się czułe detektory do bezpośredniej detekcji cząstek ciemnej materii?
głęboko pod ziemią
Detektory muszą być bardzo czułe, bo energie fotonów emitowanych w wyniku odrzutu powinny wynosić co najwyżej około 100 keV.
Q 03Jak poruszają się gwiazdy na obrzeżach galaktyk względem przewidywań z widocznej materii?
znacznie szybciej
Tę rozbieżność tłumaczono albo innym działaniem grawitacji na dużych odległościach, albo niewidocznym halo otaczającym galaktyki.
Q 04Co młoda Vera Rubin zbudowała z ojcem, gdy zainteresowała się nocnym niebem?
prosty teleskop
Nauczyciele radzili jej malowanie obrazów o tematyce kosmicznej, ale wybrała karierę naukową.
Q 05Jaką część bilansu masy-energii Wszechświata stanowi ciemna materia?
27%
Resztę bilansu wypełniają zwykła, widzialna materia oraz dominująca ciemna energia.
Q 06Na jakim ciele niebieskim leży grzbiet Vera Rubin Ridge?
Mars
Imię astronomki noszą też asteroida (5726) Rubin oraz Obserwatorium im. Very C. Rubin.
Q 07Co było powodem odrzucenia podania Very Rubin przez Uniwersytet w Princeton?
płeć
Ostatecznie astronomka studiowała na Cornell University, a doktorat uzyskała w 1954 roku na Georgetown University.
Q 08Jakim przymiotnikiem określa się ciemną materię z cząstek o prędkościach relatywistycznych?
gorąca
Jej przeciwieństwem jest odmiana złożona z masywnych cząstek, które poruszają się z mniejszymi prędkościami.
Q 09Co mierzyła Vera Rubin, wykazując niedobór obserwowanej materii we Wszechświecie?
krzywe rotacji galaktyk
Obserwacje z lat 70. i 80. XX wieku pokazały, że widocznej masy jest za mało, by wytłumaczyć siły grawitacji wewnątrz galaktyk i pomiędzy nimi.
Q 10Która galaktyka była obiektem badań ruchu wirowego, które Vera Rubin zaczęła w 1970 roku?
Andromeda
Wypłaszczenie krzywej rotacji wskazywało, że galaktyka rozciąga się dalej, niż jest widoczna; sama badaczka początkowo nie wiązała tego z ciemną materią.
Q 11Jak nazywa się ciemna materia zbudowana m.in. z protonów i neutronów?
barionowa
Przypuszcza się, że ciemna materia nie musi składać się z jednego rodzaju cząstek, lecz może występować w kilku typach.
Q 12Obserwacje jakiego zjawiska pozwoliły określić prawdopodobny rozkład ciemnej materii?
soczewkowania grawitacyjnego
Dzięki temu do istnienia nieobserwowanej materii przekonała się z czasem większość środowiska naukowego.
Q 13W której gromadzie galaktyk Fritz Zwicky dostrzegł w 1933 roku zbyt szybki ruch galaktyk?
Coma
Przy samej widzialnej materii część galaktyk powinna zostać z takiej gromady wyrzucona, więc większość jej masy musiała być niewidoczna.
Q 21Zespół z Polski i którego kraju odkrył w 2011 roku gwiazdy o małej masie w gromadzie kulistej?
Chile
Chodziło o gromadę M22: wcześniej niewidzialne gwiazdy mogą tłumaczyć brakującą masę gromad kulistych bez ciemnej materii.
Q 22Który eksperyment szukający ciemnej materii ogłosił wynik oparty na rocznej modulacji sygnału?
DAMA/LIBRA
Wynik budzi wiele kontrowersji: inne eksperymenty, takie jak XENON, EDELWEISS czy ZEPLIN, dokładniej analizują tło i takiej obserwacji nie potwierdziły.
Q 23Jaki ładunek grawitacyjny ma mieć antymateria w modelu Dragana Hajdukovicia?
ujemny
W tym modelu materia i antymateria odpychają się grawitacyjnie, lecz znacznie słabiej, niż przyciągają elektrostatycznie.
Q 14Jakie cząstki są jedynymi znanymi cząstkami niebarionowej ciemnej materii?
neutrina
Poruszają się z prędkościami relatywistycznymi, ale według obecnej wiedzy nie mogą stanowić całej ciemnej materii.
Q 15Jak nazywają się cząstki, które stale pojawiają się i znikają w próżni kwantowej?
wirtualne
Na tym zjawisku opiera się hipoteza polaryzacji próżni, która ma tłumaczyć zachowanie galaktyk bez odwoływania się do ciemnej materii.
Q 16Jakim łacińskim zwrotem określano początkowo hipotezę ciemnej materii?
ad hoc
Sam termin budził początkowo duże kontrowersje; większość badaczy przekonało dopiero wyznaczenie prawdopodobnego rozkładu niewidocznej masy.
Q 17Z odpowiedników jakich cząstek miałyby się składać hipotetyczne „ciemne atomy”?
protonów i elektronów
W tej hipotezie ciemna materia składa się nie z pojedynczych cząstek, lecz z tworów podobnych do atomów, nazywanych po angielsku dark atoms.
Q 18Który zderzacz, obok LHC, wykorzystywano do prób wytworzenia cząstek ciemnej materii?
Tevatron
W zderzaczu samej cząstki ciemnej materii nie da się zarejestrować; wiadomo by było jedynie, że żyje dość długo, by opuścić detektor.
Q 19Który izraelski fizyk opracował zmodyfikowaną dynamikę newtonowską?
Mordechaj Milgrom
W tej teorii prawo ciążenia zmienia się, gdy oddziaływanie jest bardzo słabe, co pozwala opisać ruch galaktyk bez niewidzialnej masy.
Q 20Ustalenie czego w zderzaczu zdradziłoby powstanie niewidocznej cząstki ciemnej materii?
brakującej energii
To metoda pośrednia: mierzalny byłby zasadniczo tylko produkt uboczny zderzenia, czyli cząstka zwykłej materii.
Q 24Które satelity prowadziły rentgenowskie obserwacje gromad galaktyk?
Chandra i ROSAT
Mikrofalowe promieniowanie tła badały z kolei satelity WMAP i Planck; razem takie dane ograniczają możliwą ilość ciemnej materii.
Q 25W ciągu ilu pierwszych nanosekund cząstki ciemnej materii oddaliły się za mocno, by anihilować?
10
Dlatego ciemną materię uważa się za relikt termiczny Wielkiego Wybuchu: została „zamrożona” z ustaloną gęstością.
Q 26Kto był promotorem doktoratu Very Rubin na Georgetown University?
George Gamow
Stopień doktora uzyskała w 1954 roku, trzy lata po ukończeniu studiów na Cornell University.
Q 27W jakim gwiazdozbiorze leży gromada, którą badał Sinclair Smith z Mount Wilson Observatory?
Panna
Smith doszedł do podobnych wniosków co Fritz Zwicky, ale ich obserwacje nie przekonały wówczas środowiska naukowego.
Q 28W którym mieście urodził się Philip Cooper, ojciec astronomki Very Rubin?
Wilno
Przyszedł na świat jako Pesach Kobczewski; matka astronomki, Rose z domu Applebaum, była córką imigrantów z Besarabii.
Q 29Jakim skrótem oznacza się relatywistyczne uogólnienie teorii MOND?
TeVeS
Skrót pochodzi od nazwy grawitacji tensorowo-wektorowo-skalarnej; sama zmodyfikowana dynamika dobrze tłumaczy obroty galaktyk bez ciemnej materii.
Q 30Który belgijski astrofizyk opracował w 2012 roku model odrzucający założenia Lambda-CDM?
Pierre Magain
Jego model zakłada wolniejsze rozszerzanie się Wszechświata w pierwszej fazie po Wielkim Wybuchu i obywa się bez ciemnej materii.