Special Edition: Missing mass|Edición especial: Masa faltante|Speciale Edition: Masse Manquante|Edizione Speciale: La massa mancante

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Comic Transcript

Panel 1.
Zwicky: Missing mass, dark matter, was the only reasonable explanation for why galaxy clusters don’t fly apart.
Klassen: But doesn’t gravity keep all the galaxies together?

Panel 2.
Zwicky: Yes, of course! But all the galaxies are moving. Fast! The mass we can see in these galaxies is not enough to keep them together!

Panel 3.
Zwicky: They seem to be traveling so fast they should have escaped the cluster! But you do not see this happening. Look at any cluster of galaxies you want.

Panel 4.
Zwicky: I looked at the Coma Cluster… They’re not flying apart, they’re held together by gravity from what I called ‘missing mass.’
Epo: Actually, now it is called dark matter.

Panel 5.
Zwicky: And who’s this spherical…
Teacher: This is Epo.

What does it mean?

Galaxy Cluster – Thousands of nearby galaxies that are gravitationally bound together into a large group. Clusters contain at least as much mass in hot x-ray emitting gas as they do in galaxies. However, they are dominated by dark matter, which comprises 80% to 90% of their total mass.

Coma Cluster – A galaxy cluster located in the Coma Berenices constellation. The cluster contains over 1,000 galaxies and is 320 million light years from Earth.

In human speak please!

When Fritz Zwicky was studying the Coma Cluster in 1933 he noticed that the measured mass of the galaxies in the cluster, which was based on the visible matter, combined with the high orbital speeds of the galaxies inside the cluster did not add up. There did not seem to be enough total mass in the cluster’s galaxies to provide the gravity required to hold in galaxies that were moving so fast.

One way to understand this is to consider a yo-yo on a string. If you swing the yo-yo very fast, you can feel it pulling on the string. As you swing the yo-yo faster the tension in the string grows. Eventually, if you swing the yo-yo fast enough, the string will break. It will no longer be strong enough to hold the rapidly moving yo-yo. In the Coma Cluster, gravity plays the role of the string, and each galaxy is like the yo-yo.

Fritz Zwicky realized that the mass he could measure was not sufficient to provide the gravity needed to hold the cluster together; the Coma Cluster should have flown apart like so many spinning yo-yo’s with their strings cut. But it hadn’t flown apart. The galaxies were still orbiting each other. He calculated that in order to keep the Coma Cluster together there must be over 100 times more mass than is visible.

Zwicky called this extra source of gravity the “missing mass.” Because his result seemed so strange, no one at the time of Zwicky’s discovery believed him. While today the evidence for the missing mass, now commonly called “dark matter” is overwhelming, it isn’t difficult to understand why other scientists in the 1930s were skeptical of Zwicky’s claims. Unfortunately they were too skeptical and it would take decades before anyone took the idea of dark matter seriously.

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¡Un episodio nuevo cada lunes!

Transcripción de Comic

Pánel 1.
Zwicky: La masa faltante, la materia oscura, es la única explicación razonable de porqué los cúmulos de galaxias no se deshacen.
Klassen: ¿Pero la gravedad no mantiene a las galaxias unidas?

Pánel 2.
Zwicky: ¡Sí, claro! Pero todas las galaxias se están moviendo… ¡rápidamente¡ ¡La masa que podemos ver dentro de las galaxias no es suficiente para mantenerlas unidas!

Pánel 3.
Zwicky: ¡Están viajando tan rápido que deberían haberse escapado del cúmulo! Pero no vemos que esto suceda. Pueden observar cualquier cúmulode galaxias.

Pánel 4.
Zwicky: Yo estudié el Cúmulo de Coma. Las galaxias no están saliendo expulsadas, sino están unidas por la gravedad de algo que llamé la ‘masa faltante’.
Epo: En la actualidad se llama materia oscura.

Pánel 5.
Zwicky: ¿Y quién es esta esférica…?
Maestra: Es Epo.

¿Qué significa eso?

Cúmulo de galaxias – Es un conjunto de miles de galaxias contiguas que están gravitatoriamente unidas en un gran grupo. Los cúmulos contienen al menos tanta masa en gas caliente que emite rayos X que en galaxias. Sin embargo, están dominadas por la materia oscura, la cual compone del 80% al 90% de su masa total.

Cúmulo de Coma – Es el cúmulo de galaxias en la constelación de Coma Berenices. El cúmulo contiene más de 1,000 galaxias y está a 320 millones de años luz de la Tierra.

¡En nuestra lengua por favor!

Cuando Fritz Zwicky estudió el Cúmulo de Coma en 1933, se dio cuenta que la medida de la masa de las galaxias en el cúmulo, que estaba basada en la materia visible, combinada con las velocidades orbitales altas de las galaxias dentro del cúmulo no correspondía a la materia necesaria para mantener al cúmulo unido. No parecía haber suficiente masa total en el cúmulo de galaxias para tener la suficiente gravedad para mantener unidas a todas las galaxias que se movían rápidamente.

Una forma de entender este concepto es pensando en un yoyo en un hilo. Si columpias un yoyo muy rápido, pueden sentir que el hilo se tensa. Entre más rápido muevas el yoyo, más tensión habrá en el hilo. Eventualmente, si columpias el yoyo lo suficientemente rápido, el hilo se romperá. El hilo no será lo suficientemente fuerte para sostener al yoyo que se mueve tan rápidamente. En el Cúmulo de Coma, la gravedad toma el rol del hilo, y cada una de las galaxias es como el yoyo.

Fritz Zwicky se dió cuenta que la masa que podía medir no era la suficiente para proporcionar la gravedad requerida para mantener el cúmulo de galaxias unido. El Cúmulo de Coma debería haberse destruido como si los hilos de muchos yoyos se hubieran roto. Sin embargo, no se había separado. Las galaxias continuaban orbitando alrededor unas de otras. Calculó que para poder mantener el Cúmulo de Coma unido, la masa tendría que ser 100 veces más que la masa visible que había medido.

Zwicky llamó esta a fuente de gravedad extra la ‘masa faltante’. Ya que su resultado parecía muy extraño, nadie creyó que el descubrimiento de Zwicky fuera cierto. Aún hoy en día cuando tenemos evidencia contundente de la existencia de la masa faltante, llamada comúnmente ‘materia oscura’, no es difícil entender porque los científicos de los años treinta se mostraron escépticos a la propuesta de Zwicky. Desafortunadamente, fueron demasiado escépticos, y tomó décadas para que alguien tomara la idea de la materia oscura con seriedad.

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Nouvel épisode chaque lundi!

Transcription comique

Panel 1.
Zwicky: Masse manquante, matière noire sont la seule explication rationnelle au fait que les amas de galaxies ne se désagrègent pas
Kalissen: Mais la gravité ne maintient-elle pas les galaxies ensemble ?

Panel 2.
Zwicky: Si, bien sûr ! Mais toutes les galaxies se déplacent très vite. La masse que l’on peut voir ne suffit pas à les garder ensemble !

Panel 3.
Zwicky: Elles se déplacent si vite qu’elles devraient s’échapper de l’amas. Mais ce n’est pas ce que l’on constate. Examinez tous les amas de galaxie que vous voulez

Panel 4.
Zwicky: Je regarde l’amas Coma … Elles ne s’échappent pas, elles sont maintenues ensemble par la gravité de ce que j’appelle la “masse manquante”.
Epo: C’est ce qu’on appelle aujourd’hui matière noire.

Panel 5.
Zwicky: Et qui est cette sphère?
Professeur:C’est Epo.

Qu’est ce que cela signifie?

Amas de galaxie – des milliers de galaxies voisines qui sont liées par gravité en un large ensemble. Les amas contiennent au moins autant de masse émise sous forme de rayons X de grande énergie que de masse de matière de leurs galaxies. Cependant, ces amas sont dominés par la matière noire, qui compose 80% à 90% de leur masse totale.

Amas de la chevelure de Bérénice – un amas de galaxie situé dans la constellation de la chevelure de Bérénice. L’amas contient plus de 1 000 galaxies et se trouve à 320 millions d’années-lumière de la Terre.

En langage courant!

Quand Fritz Zwicky étudiait l’amas de la chevelure de Bérénice en 1933 il avait noté que la masse mesurée des galaxies dans l’amas, basé sur la matière visible, combinée avec les vitesses orbitales élevées de ces galaxies ne faisait pas le compte. Il ne semblait pas y avoir assez de masse de galaxies dans l’amas pour fournir la gravité nécessaire pour contenir des galaxies qui se déplaçaient si rapidement.

Une façon de comprendre ceci est de considérer un yo-yo sur une corde. Si vous faite tourner le yo-yo rapidement, vous pouvez sentir qu’il tire sur la corde. Si vous faite tourner le yo-yo plus rapidement la tension dans la corde augmente. Ainsi, si vous faite tourner le yo-yo très rapidement, la corde se cassera. Elle ne sera plus assez solide pour soutenir le yo-yo tournant rapidement. Dans l’amas de la chevelure de Bérénice, la gravité joue le rôle de la corde, et chaque galaxie est comme le yo-yo.

Fritz Zwicky s’est rendu compte que la masse qu’il mesurait n’était pas suffisante pour fournir la gravité requise pour que l’amas se conserve; l’amas de la chevelure de Bérénice aurait du se désintégrer et les galaxies s’échapper comme des yo-yo dont la corde a été coupé. Mais les galaxies ne s’étaient pas échappées, et se tournaient toujours autour les une des autres. Il a calculé qu’afin de conserver l’amas de la chevelure de Bérénice en sa totalité, celle-ci devrait avoir plus de 100 fois la masse visible.

Zwicky a appelé cette source supplémentaire de gravité la « Masse Manquante. » Comme ce résultat semblait étrange, personne à l’époque de la découverte de Zwicky ne l’a cru. Tandis qu’aujourd’hui la notion de la masse manquante, maintenant généralement appelée « la matière noire », est évidente, il n’est pas difficile de comprendre pourquoi les scientifiques dans les années 30 étaient sceptiques des découvertes de Zwicky. Malheureusement ce scepticisme a duré des décennies avant que l’on prenne l’idée de la matière noire au sérieux.

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Un nuovo episodio ogni Lunedi!

Trascrizione del fumetto

Quadro 1.
Zwicky: La massa mancante, o materia oscura, era l’unica spiegazione ragionevole al perché gli ammassi di galassie non si allontanano tra loro.
Klassen: Ma non è la gravità che tiene insieme tutte le galassie ?

Quadro 2.
Zwicky: Sì, naturalmente! Ma tutte le galassie si muovono. Velocemente! La massa che vediamo in queste galassie non basta a tenerle insieme!

Quadro 3.
Zwicky: Si muovono così velocemente che uno si aspetta che sfuggano dall’ammasso! Ma questo non succede. Osserva un qualsiasi ammasso di galassie.

Quadro 4.
Zwicky: Ho guardato l’ammasso di Coma… Le galassie dell’ammasso non si allontanano tra loro, ma sono tenute insieme dalla forza di gravità dovuta a ciò che io chiamo ‘massa mancante.’
Epo: Veramente adesso si chiama materia oscura.

Quadro 5.
Zwicky: E chi è questa cosa sferica…
Teacher: Questo è Epo.

Cosa significa?

Ammassi di galassie – Gli ammassi di galassie sono sistemi composti da centinaia o anche migliaia di galassie legate dalla forza di gravità e presentano dimensioni tipiche di circa 10 o 20 milioni di anni luce. Le osservazioni nei raggi X hanno rivelato la presenza di grandi quantità di gas intergalattico molto caldo, decine di milioni di gradi. La massa totale del gas è più grande di quella delle galassie, in genere di un fattore due. Questa massa però non è sufficiente per tenere assieme l’ammasso che è dominato da una componente di materia oscura compresa tra 80% e 90% della massa totale.

Ammasso di Coma – E’ un ammasso di galassie che si trova nella costellazione della Coma Berenices. L’ammasso contiene oltre 1000 galassie e dista circa 320 milioni di anni luce dalla Terra.

Nella nostra lingua per favore!

Studiando l’ammasso di Coma nel 1993, Fritz Zwicky notò che la massa totale delle galassie dell’ammasso, misurata sulla base della loro luminosità, non coincideva con quanto calcolato sulla base della loro velocità orbitale all’interno dell’ammasso. Appariva che non ci fosse abbastanza massa visibile negli ammassi per fornire la forza di gravità necessaria a tenere legate le galassie che si muovevano così velocemente.

Un modo per capire quanto osservato è quello di considerare uno yo-yo legato con una molla. Se si fa oscillare lo yo-yo molto velocemente si può sentire la forza di richiamo della molla. Se facciamo oscillare lo yo-yo ancora più velocemente la forza della molla aumenta. Facendo oscillare lo yo-yo sempre più velocemente è possibile rompere la molla. Questa non sarà più sufficientemente forte per reggere lo yo-yo che si muove troppo rapidamente. Nell’ammasso di Coma la gravità gioca il ruolo della molla, e ciascuna galassia quello dello yo-yo.

Fritz Zwicky si rese conto che la massa che lui misurava non era sufficiente a fornire la forza di gravità necessaria per tenere insieme le galassie; le galassie dell’ammasso di Coma avrebbero dovuto allontanarsi le una dalle altre come gli yo-yo con le molle rotte. Invece le galassie non volavano via ma orbitavano ancora tra loro. Egli calcolò che per tenere insieme le galassie dell’ammosso di Coma era necessaria una massa 100 volte più grande di quella visibile.

Zwicky chiamò questa extra sorgente di forza di gravità la “massa mancante”. Questa conclusione sembrò molto strana e nessuno credette alla scoperta di Zwicky. Oggi l’evidenza della massa mancante, adesso chiamata “materia oscura”, è schiacciante ma gli scienziati nel 1930 erano scettici riguardo alle affermazioni di Zwicky. Ci sono voluti decenni prima che qualcuno abbia preso in seria considerazione l’idea dell’esistenza della materia oscura.

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