Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Темная материя

Похожа ли Вселенная на мозг?

22.11.2020 20:15:05 | Автор: admin

Слева: увеличенный участок мозжечка головного мозга, полученный с помощью электронной микроскопии; справа: участок космологического моделирования с расширением 300 миллионов световых лет с каждой стороны.

Если внимательно посмотреть на космическую паутину структуру Вселенной, которая состоит из массивных нитей галактик, разделенных между собой гигантскими пустотами и сеть нейронов в мозге человека, можно заметить некоторое сходство. Но насколько вообще корректно подобное сравнение? Как оказалось, описание человеческого мозга как трехфунтовой Вселенной, возможно, намного ближе к истине, чем может показаться. Человеческий мозг, при весе примерно в три фунта (около 1300 кг) содержит около 100 миллиардов нейронов, а количество связей в нем больше, чем количество галактик во Вселенной. Мозг это командный центр всего, что мы думаем, чувствуем и делаем. И когда астрофизик Франко Вацца и нейробиолог Альберто Фелетти сравнили эти две структуры численно, сходство стало еще более поразительным. Пожалуй, не удивительно, что оно наводит на самые разные мысли, вплоть до предположения о том, что мы живем в симуляции.

Самый сложный орган тела человека

Человеческий мозг был описан как самый сложный объект во вселенной. Он отвечает за все, что вы делаете, думаете, чувствуете и говорите за то, что делает вас тем, кто вы есть, и позволяет вам заниматься своей повседневной деятельностью. Средний мозг взрослого человека имеет размер средней цветной капусты.

Средний мозг взрослого человека содержит около 100 миллиардов мозговых клеток. Каждый из них связан примерно с 1000 другими. Это 100 триллионов соединений.

Мозг составляет около 2% от общей массы тела, но получает 20% нашего кровоснабжения и использует 20% нашего общего потребления калорий.

Если бы вам потребовалась одна секунда, чтобы сосчитать каждую клетку мозга в одном мозге, потребовалось бы более 3000 лет, чтобы сосчитать их все*.

Каждая отдельная часть мозга играет различную роль, позволяя человеку иметь мысли и воспоминания, двигать руками и ногами, чувствовать запах, зрение, слух, осязание и вкус, а также поддерживать функции многих органов в теле.

Ваш мозг состоит из сложной сети из почти 100 миллиардов нейронов, которые образуют 100 триллионов нейронных связей. Нейроны группируются в иерархическую сеть узлов, нитей и взаимосвязанных нейронных кластеров, которые формируют наши сложные мысли, чувства и эмоции. Но эти нейроны составляют менее 25 процентов массы мозга, оставляя оставшиеся 75 процентов в виде воды.

По странному совпадению, наблюдаемая вселенная также содержит около 100 миллиардов галактик. Шаткое равновесие между притяжением гравитации и ускоренным расширением Вселенной образует космическую паутину нитевидных нитей, состоящих из обычной и темной материи. Есть 50% шанс, что мы живем в симуляции

Что Такое Темная Материя?

Скопления галактик образуются на пересечениях нитей, оставляя между собой пустые промежутки пустого пространства. Полученное изображение поразительно похоже на сеть нейронов. Как ни странно, ученые подсчитали, что только около 25 процентов материи во вселенной является видимой. Остальные 75 процентов-это темная материя.

Хотя соответствующие физические взаимодействия в вышеупомянутых двух системах совершенно различны, их наблюдение с помощью микроскопических и телескопических методов захватило мучительно похожую морфологию, до такой степени, что часто отмечалось, что космическая паутина и паутина нейронов выглядят одинаково, — пишут Вацца и Фелетти в своей статье, опубликованной в журнале Frontiers in Physics.

Несмотря на эти непосредственные сходства, ученые хотели взглянуть на эти две системы более количественно. Поэтому они использовали метод, называемый анализом спектра мощности, метод, часто применяемый в астрофизике для изучения крупномасштабного распределения галактик. Они измеряли силу крошечных флуктуаций во всем диапазоне пространственных масштабов как моделирования галактик, так и участков мозжечка и коры головного мозга.

«Наш анализ показал, что распределение флуктуаций внутри нейронной сети мозжечка в масштабе от 1 микрометра до 0,1 миллиметра следует той же прогрессии распределения материи в космической паутине, но, конечно, в большем масштабе, который идет от 5 миллионов до 500 миллионов световых лет»,-сказал Вацца из Болонского университета в Италии в пресс-релизе.

Исследователи также сравнили спектры мощности других сложных систем, включая изображения ветвей деревьев, облаков и турбулентности воды, но ни один из них не приблизился к соответствию нейронного и вселенского дуэта. Однако спектры мощности не дают никаких намеков на сложность систем. Для этого ученые исследовали сети обеих систем, сравнивая среднее число соединений на узел и то, как эти узлы группируются вместе.

«в очередной раз структурные параметры выявили неожиданные уровни согласования. Вероятно, связь внутри этих двух сетей развивается по сходным физическим принципам, несмотря на поразительную и очевидную разницу между физическими силами, регулирующими галактики и нейроны», — сказал Фелетти из Веронского университета в Италии в пресс-релизе.

Весьма впечатляет, что космическая сеть нашей видимой Вселенной может иметь больше общего с сетью нейронов в вашем мозгу, чем отдельные галактики и звездыили что сложная сеть нейронов в вашем черепе составляет лучшую пару с космической сетью, чем отдельные клетки мозга. Однако эти сходства возникают только тогда, когда исследователи сравнивают конкретный масштаб каждой системы.

Это особенно важно при сравнении чего-то бесконечного, такого как вселенная (насколько может судить наука), с вашим очень ограниченным мозгом. Учитывая, что все в нашей Вселенной работает по одним и тем же законам физики, нетрудно представить, что сходство возникнет, если вы посмотрите достаточно внимательно.
Этот контент создается и поддерживается третьей стороной, а также импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям предоставить свои адреса электронной почты. Вы можете найти более подробную информацию об этом и подобном контенте по адресу piano.io

Подробнее..

Могут ли первичные черные дыры являться источником темной материи?

15.01.2021 00:20:40 | Автор: admin

Черные дыры скрывают в себе множество тайн. Теперь исследователи полагают, что некоторые из них могут являться источником темной материи и даже содержать внутри себя целые вселенные.

Черные дыры странные. Эти удивительные объекты, существование которых было окончательно доказано и вещественно подтверждено в 2019 году, представляют собой область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что объекты, движущиеся со скоростью света (и даже кванты самого света) не могут ее покинуть. Но не все черные дыры одинаковы: исследователи полагают, что существуют первичные черные дыры объекты, которые предположительно образовалась в момент начального расширения Вселенной, когда еще не было ни звезд ни галактик. Именно к ним приковано внимание международной команде астрофизиков из Физико-математического института имени Кавли (Япония), которые выдвинули крайне необычное предположение о роли первичных черных дыр в структуре Вселенной: исследователи предположили, что первичные черные дыры могут отвечать за всю темную материю Вселенной или некоторую ее часть, за некоторые из наблюдаемых гравитационно-волновых сигналов, а также служить зародышами сверхмассивных черных дыр, расположенных в центре нашей и других галактик.

Самое интересное, однако, заключается в том, что согласно новой странной теории, первичные черные дыры могут содержать свернутые вселенные. Авторы работы, опубликованной в журнале Physical Review Letters еще в октябре 2020 года, полагают, что вся наша Вселенная для стороннего наблюдателя может выглядеть как любая другая черная дыра. По мнению команды астрофизиков, эти крошечные дочерние вселенные, существующие внутри первичных черных дыр, могли отделиться от основной Вселенной после Большого взрыва. Напомню, что главная идея теории дочерней вселенной заключается в том, что наша Вселенная могла разделиться на несвязанные между собой части из-за эффектов квантовой гравитации.

Читайте также: Физики полагают, что параллельные вселенные существуют и скоро это можно будет доказать

Тайны первичных черных дыр

В ходе работы команда астрофизиков с головой погрузилась в изучение первичных черных дыр, которые, как считается, образовались как часть ранней Вселенной, когда еще не было ни звезд, ни галактик. Для изучения этих экзотических объектов исследователи использовали камеру Hyper Suprime-Cam (HSC) огромного 8,2-метрового телескопа Subaru, расположенного вблизи вершины горы Мауна-Кеа на Гавайях. Subaru способен получать изображения всей галактики Андромеды каждые несколько минут, помогая ученым наблюдать сто миллионов звезд за один раз.

В ходе работы ученые рассмотрели ряд сценариев, особенно связанных с «инфляцией» периодом быстрого расширения Вселенной после Большого взрыва. Исследователи подсчитали, что в процессе инфляции космический климат созрел для создания первичных черных дыр различной массы. Интересно, что некоторые из них отражают характеристики, свойственные темной материи.

Первычные черные дыры могут являться ключом к величайшим загадкам космологии.

Мы до сих пор не знаем, из чего состоит темная материя, но, поскольку известно, что черные дыры существуют, вопрос о том, может ли темная материя состоять из черных дыр, которые могли образоваться до того, как образовались звезды и галактики, естественнен, — сказал в интервью изданию Motherboard астрофизик из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и ведущий автор исследования Александр Кусенко.

Еще один способ, с помощью которого могли образоваться первичные черные дыры теория дочерней вселенной. В пресс-релизе исследования авторы научной работы отмечают, что «младенческая или дочерняя Вселенная в конечном итоге разрушилась бы, а огромный выброс энергии привел бы к образованию черной дыры». Что также интересно, гибель некоторых больших дочерних вселенных, вряд ли осталась бы незамеченной. Согласно теория гравитации, разработанной Альбертом Эйнштейном, такая вселенная может восприниматься наблюдателями по-разному. Если бы вы были внутри нее, то увидели бы расширяющуюся Вселенную. Но окажись вы снаружи, эта дочерняя вселенная выглядела бы как черная дыра.

Еще больше увлекательных статей о том, как устроена наша Вселенная и что могут скрывать черные дыры, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.

Если следовать этой логике мультивселенной, то вполне возможно, что, хотя первичные черные дыры кажутся нам черными дырами, их истинная структурная природа может быть скрыта их «горизонтами событий» границами, окружающими черные дыры, из которых не может вырваться даже свет. Внутри этих объектов, по мнению Кусенко, могут также находиться крошечные вселенные, лишенные материи, которые начали и не смогли сформироваться, когда наша собственная вселенная быстро расширялась.

Эффекты квантовой гравитации, возможно, породили дочерние вселенные. Не исключено также, что мы с вами как раз живем в одной из таких вселенных.

Следует отметить, что, хотя это и странно и, кажется, противоречит здравому смыслу, это далеко не первая научная работа, отображающая подобные идеи. Исследование, проведенное ранее в 2020 году, показало, что так называемые «заряженные» черные дыры могут включать в себя бесконечно повторяющиеся фрактальные вселенные различных размеров, включая миниатюрные, которые могут растягиваться и деформироваться во всех направлениях.

Более того, тема Мультивселенной сегодня настолько популярна, что в 2020 году стала главной темой научно-популярного фестиваля Geek Picnic, о чем я подробно рассказывала в этой статье. Всем любителям мультивсерса рекомендую к прочтению.

Как отмечают участники международной команды, стоящей за исследованием, в будущем астрофизики продолжат наблюдения с помощью телескопа Subary, а значит, возможно, нас ожидают удивительные открытия. Так что будем надеяться, что совместные усилия исследователей прольют столь необходимый свет на природу темной материи, дочерних вселенных и других, не менее. интригующих вопросов о нашей Вселенной.

Подробнее..

Чего мы до сих пор не знаем о темной материи?

20.09.2020 14:12:50 | Автор: admin

Существование темной материи до сих пор не доказано

Вселенная странная. Понять что в ней происходит очень и очень сложно, однако ученые не оставляют попыток. Один из двух способов узнать, что лежит за пределами Земли, является взгляд на свет, испускаемый и поглощаемый материей во Вселенной: посредством прямых астрономических наблюдений. Второй способ использовать законы гравитации и влияние материи и энергии на кривизну пространства, чтобы попытаться установить, сколько массы должно присутствовать в конкретной физической системе посредством математических расчетов. Одна из самых больших загадок современной астрофизики заключается в том, что результаты этих два независимых методов, которые измеряют одну и ту же Вселенную, не совпадают. По какой-то причине все, что испускает или поглощает свет от звезд до черных дыр, планет, газа, пыли, плазмы и т. д., составляет всего около 15% от общего количества вещества, которое должно там находиться. Но как такое возможно?

Темная материя гипотетически существующая форма материи, которая не участвует в электромагнитном взаимодействии, а потому недоступна прямому наблюдению. Ученые считают, что темная материя составляет около четверти массы энергии Вселенной и проявляется только в гравитационном взаимодействии.

Существует ли темная материя?

Несмотря на то, что прямых доказательств существования таинственной темной материи по-прежнему не обнаружено, с астрофизической точки зрения имеется огромное количество косвенных свидетельств, подтверждающих существование этой загадочной субстанции. Во-первых, темная материя ведет себя так, будто у нее есть масса, но при этом она не испускает и не поглощает свет. Вместо этого она искривляет свет путем гравитационного воздействия на пространство-время. Во-вторых, огромный набор имеющихся данных свидетельствует о том, что либо в космосе есть нечто, совершенно не соответсвующее нашему пониманию Вселенной, либо доминирующая форма материи во Вселенной еще не обнаружена.

Хотя первые наблюдения, предполагающие существование темной материи появились еще в 1933 году, убедительные данные удалось получить только к 1970-м гг. Именно тогда астроном Вера Рубин впервые обнаружила несоответствие между массой всех видимых объектов в галактике с массой самой галактики. Астроном определила, что эта невидимая субстанция крайне распространена и из нее состоит большая часть Вселенной.

Чтобы всегда быть в курсе последних новостей из мира популярной науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram

Сегодня эту субстанцию мир знает как темную материю, которая не отражает, не рассеивает, не испускает, не преломляет и не поглощает свет. Тем не менее сегодня исследователи полагают, что около 85% всего вещества во Вселенной представляет собой темную материю. И все же, на сегодняшний день не существует никаких убедительных доказательств существования темной материи.

Как увидеть то, чего не видно?

Загадки Вселенной

Итак, если темная материя существует напомню, что ранее черные дыры и гравитационные волны также считались гипотетически существующими объектами то все ее взаимодействия с окружающей средой происходят с помощью гравитации. Это означает, что таинственная субстанция должно быть, двигалась очень медленно по сравнению со скоростью света даже вскоре после Большого Взрыва.

Таким образом сама природа того, что стоит за "темной материей", ученым до сих пор совершенно непонятна.

Более того, исследователи не понимают что именно должна (и не должна) делать темная материя во Вселенной. Огромное количество неизвестных свойств, которыми обладает эта субстанция, порождает еще больше вопросов. Например, какова масса или плотность частиц темной материи во Вселенной? Является ли темная материя светом и если да, то сколько частиц темной материи существует? Как пишет Forbes, ученые понятия не имеют, сколько существует частиц темной материи и какова их масса. Некоторые исследователи и вовсе не исключают, что темная материя может быть даже жидкостью, а не частицами, как мы предполагаем. Мы не знаем, состоит ли темная материя из одного и того же «вещества», или существует множество ее разновидностей.

Наши знания о Вселенной, увы, пока что крайне малы

Читайте также: Может ли темная материя быть старше Большого взрыва?

Вот самое простое предположение: существует только один новый компонент материи, и это то, что мы упускаем. Но в космосе множество неизвестных, а потому существует множество различных методов, которые можно использовать для решения загадки темной материи. Необходимо также учитывать тот факт, что ученые не знают к какому типу частиц принадлежат частицы темной материи (если исходить из предположения о том, что темная материя и правда состоит из частиц), а также существует ли антиматерия.

Все известные сегодня частицы бывают двух видов: фермионы (как электроны или нейтрино) и бозоны. Если темная материя состоит из бозонов, то эти частицы ведут себя как свои собственные античастицы. Но если она состоит из фермионов, то этой субстанции есть античастичные аналоги. В этом случае существование «темной антиматерии» будет реальностью. Ну а пока и нам и ученым остается лишь гадать, что же такое темная материя и существует ли она. А что вы думаете по этому поводу? Ответ будем ждать здесь.

Подробнее..

Сколько материи во Вселенной на самом деле?

05.12.2020 00:14:58 | Автор: admin

Французские исследователи предполагают, что так как нити космической паутины рассеяны, а сигналы, которые они испускают, слабы, 40% материи Вселенной оставалось незамеченным на протяжении 20 лет.

Из чего состоит Вселенная? Ответ на этот вопрос ученые ищут на протяжении десятилетий, но лишь недавно им удалось немного приблизиться к разгадке. Как это ни странно, но 2020 год оказался богат на научные открытия так, в сентябре астрофизики обнаружили что материя составляет около 31% от общего количества материи и энергии в нашей Вселенной. Остальные же 69%, по мнению ученых, составляет темная энергия таинственная сила, которая, как считается, ответственна за ускоряющееся расширение Вселенной. Следом, в ноябре, в свет вышла работа команды исследователей из Национального центра научных исследований Франции (CNRS), согласно которой 40% видимой материи во Вселенной (о существовании которой раньше мы не знали) скрыто в диффузных нитях гигантской, соединяющей галактики космической паутины. Рассказываем, что известно современной науке о составе Вселенной.

Барионы частицы, состоящие из трех кварков, таких как протоны и нейтроны. Они составляют атомы и молекулы, а также все структуры, которые можно увидеть в наблюдаемой Вселенной (звезды, галактики, скопления галактик и т. д.).

Из чего состоит наша Вселенная?

Считается, что Вселенная состоит из трех типов вещества: нормальной материи, «темной материи» и «темной энергии». Нормальная материя состоит из атомов, из них же состоят звезды, планеты, люди и все другие видимые объекты в нашей Вселенной. Как ни унизительно это звучит, но нормальная материя почти наверняка составляет наименьшую долю Вселенной, где-то между 1% и 10%. Согласно популярной в настоящее время модели Вселенной 70% материи приходится на темную энергию, 25% на темную материю и 5% на нормальную материю.

Однако результаты нового исследования, опубликованного в журнале Astronomy & Astrophysics предполагают, что около 40% всей видимой материи Вселенной той, что составляет все что мы можем видеть и осязать обнаружено впервые. Команда ученых из Национального центра научных исследований Франции (CNRS) считает, что наконец-то обнаружила ее скрытую в галактических нитях космической паутины.

Сегодня наших знаний о Вселенной недостаточно для того, чтобы с уверенностью сказать из чего она состоит.

Хотите всегда быть в курсе последних научных открытий в области космологии и астрофизики, подписывайтесь на наш канал в Google News чтобы не пропустить ничего интересного.

Сколько во Вселенной материи?

Астрофизики считают, что около 40% обычной материи, из которой состоят звезды, планеты и галактики, оставалось незамеченной (на протяжении 20 лет), скрытой в виде горячего газа в сетях космической паутины. Напомним, что космическая паутина состоит из галактик, распределенных по всей Вселенной в виде сложной сети узлов, соединенных нитями, которые, в свою очередь, разделены пустотами. Подробнее о том, что такое галактические нити и космическая паутина, читайте в нашем материале.

Считается, что нити космической паутины содержат почти всю обычную (так называемую барионную) материю Вселенной в виде рассеянного горячего газа. Однако сигнал, испускаемый этим диффузным газом, настолько слаб, что в действительности от 40% до 50% барионов остаются незамеченными.

Это недостающие барионы, скрытые в нитевидной структуре космической паутины и пытались обнаружить французские исследователи. Они провели статистический анализ, в ходе которого им впервые удалось выявить рентгеновское излучение горячих барионов в галактических нитях. Команда использовала пространственную корреляцию между положением нитей и связанным с ними рентгеновским излучением, чтобы предоставить доказательства присутствия горячего газа в космической паутине и впервые измерить его температуру.

Космическая паутина это гигантское скопление галактик, соединенное между собой пустотами.

Полученные результаты подтверждают более ранние выводы той же исследовательской группы, основанные на косвенном обнаружении горячего газа в космической паутине путем его влияния на космическое фоновое микроволновое излучение (реликтовое излучение). Это открытие может проложить путь к более детальным исследованиям, использующим более качественные данные, чтобы проверить эволюцию газа в нитевидной структуре космической паутины. В общем, работы у ученых еще очень и очень много.

Это интересно: Похожа ли Вселенная на мозг?

Возможно, мы так и не сможем разгадать все тайны Вселенной.

Кстати, недавно с помощью рентгеновской обсерватории Европейского космического агенства (ESA) XMM-Newton, астрономы показали, что скопления галактик в далекой Вселенной не похожи на те, что мы видим сегодня. Похоже, они испускают больше рентгеновских лучей, чем предполагали ученые. Оказалось, что эти скопления галактик изменили свой внешний вид со временем, а согласно расчетам, в прошлом скоплений галактик во Вселенной было меньше. Но о чем это говорит?

Исследователи считают, что в таком случае Вселенная должна быть средой высокой плотности, что противоречит современным представлениям. Этот вывод весьма спорен, потому что для объяснения этих результатов во Вселенной должно быть много материи а это, в результате, оставляет мало места для темной энергии. Однако результаты французских исследователей показали, что эти выводы не такие уж и противоречивые. В конце-концов, если мы не могли разглядеть барионную материю в галактических нитях на протяжении 20 лет, кто знает, сколько еще материи Вселенной мы пока не видим?

Подробнее..

Существует ли на самом деле темная материя?

22.01.2021 02:09:52 | Автор: admin

Существуют веские причины, по которым ученые считают, что в космосе существует материя, которую мы не видим.

Земля слухами полнится. Так, время от времени на просторах всемирной паутины можно встретить статьи о том, что «таинственную темную материю наконец кто-то нашел» или напротив, о том, что «темной материи на самом деле не существует». Так где же истина? Что такого происходит в области космологии, что заставляет ученых буквально через день менять свое мнение? Чтобы разобраться в происходящем, придется попытаться понять что же представляет собой темная материя гипотетическая форма материи, составляющая четверть всей массы и энергии Вселенной. В современной космологии считается, что темная материя недоступна прямому наблюдению так как не взаимодействует с электромагнитным излучением. Астрофизик и популяризатор науки Нил Деграсс Тайсон говорит о темной материи как о субстанции, которую никто никогда не видел и которую невозможно поймать. Пока все, что могут астрономы это наблюдать проявление темной материи только через гравитационные эффекты, которые она оказывает на различные галактики. Предполагается, что темная материя оказывает влияние на линейную скорость вращения галактик, в результате чего галактики вращаются медленнее или быстрее. Рассказываем последние новости о том, что ученым удалось узнать об этой таинственной материи.

Аргументы «за»

Итак, согласно ведущей космологической теории, примерно 80% массы Вселенной состоит из материала, который ученые не могут непосредственно наблюдать. Эта гипотетическая материя, сегодня известная всему миру как таинственная темная материя, не излучает ни света, ни энергии. Так почему же ученые считают, что она доминирует во Вселенной?

Еще в конце 1920-х годов астрономы выдвинули гипотезу о том, что Вселенная содержит больше материи, чем видно невооруженным глазом. Несмотря на то, что доказательств существования темной материи в те годы обнаружено не было, в научном сообществе эта гипотеза прижилась. К счастью, с развитием науки и технологий перед учеными открылась масса возможностей. По мнению Питера Ван Доккума, исследователя из Йельского университета, движение звезд говорит нам, сколько материи существует во Вселенной. «Звездам все равно, в какой форме находится материя, они просто показывают нам, что она есть», утверждает он.

Между тем, темная материя может казаться загадочной из-за нашего человеческого восприятия. Зрение, например, основано на нашей чувствительности к свету: электромагнитным волнам, которые лежат в определенном диапазоне частот. Мы можем видеть материю, с которой знакомы, потому что атомы, составляющие ее, излучают или поглощают свет. Электрические заряды, переносимые электронами и протонами в атомах вот причина, по которой мы видим окружающий мир.

Таинственная темная материя, как считается, составляет большую часть Вселенной.

Однако материя не обязательно состоит из атомов. Большая ее часть может быть сделана из чего-то совершенно отдельного. Материя это любой материал, который взаимодействует с гравитацией, как это делает нормальная материя например, сгущаясь в галактики и скопления галактик. Следовательно, нет никакой причины, по которой
материя всегда должна состоять из заряженных частиц. Однако материя, не способная к электромагнитному взаимодействию будет невидима для наших глаз. Вот почему никто никогда не видел темную материю своими глазами или даже с помощью чувствительных оптических приборов.

Читайте также: Может ли темная материя быть старше Большого взрыва?

И все же ученые считают, что она существует из-за гравитационного воздействия, которое она оказывает на космические объекты. К ним относятся воздействие темной материи на звезды в нашей галактике (которые вращаются со скоростью, слишком большой для того, чтобы обуздать гравитационную силу обычной материи) и движение галактик в скоплениях галактик (опять же, слишком быстрое, чтобы быть объясненным только материей, которую мы видим); ее отпечаток на реликтовом излучении, оставшемся со времен Большого взрыва; изгиб света, известный как гравитационное линзирование; и наблюдение, что видимая и невидимая материя разделяются в объединенных скоплениях галактик.

Аргументы «против»

И все же, результаты одного из последних исследований предполагают, что темной материи может и не существовать. В работе, опубликованной в ноябре 2020 года в журнале The Astrophysical Journal, исследователи сообщают о крошечных расхождениях в орбитальных скоростях далеких звезд, которые, по их мнению, обнаруживают слабый гравитационный эффект. Этот эффект, по мнению ученых, может положить конец преобладающим представлениям о темной материи.

Авторы исследования предполагают, что за неполным научным пониманием гравитации, по-видимому, скрывается гравитационная сила галактик и скоплений галактик, а не огромные облака темной материи. Это также может означать, что чистая математика, а не невидимая материя может объяснить, почему галактики ведут себя так, как ведут. По крайне мере такое мнению в интервью NBC News высказала соавтор исследования Стейси Макго, возглавляющая кафедру астрономии в Университете Кейс Вестерн в Кливленде.

В 1970-х годах астрономы узнали, что звезды, расположенные ближе к галаткическому центру, вращаются быстрее всех остальных.

На самом деле астрономы давно предполагали, что звезды вращаются вокруг центров галактик со скоростями, предсказанными теорией гравитации, сформулированной английским физиком и математиком Исааком Ньютоном более 300 лет назад. Ньютон основывал свою теорию на наблюдениях за орбитами планет и пришел к выводу о том, что объекты притягиваются друг к другу с силой, изменяющейся в зависимости от их массы. Уточнения Альберта Эйнштейна, сделанные великим физиком в двадцатом веке, также остаются удивительно точными. А в 1970-х годах американские астрономы Вера Рубин и Кент Форд обнаружили аномалии в орбитах звезд в галактиках, предположив, что причина кроется в невидимой "темной материи" внутри и вокруг галактик.

Как полагают исследователи, гравитация вызывает лишь небольшое ускорение, не предсказанное Ньютоном и Эйнштейном, на таких низких уровнях, что его можно увидеть только в объектах размером с галактику. Что означало бы, что существование темной материи не требуется. А вот о том, сколько материи во Вселенной на самом деле, читайте в нашем материале.

Как видите, новое исследование поднимает «очень интересный вопрос», а именно можно ли объяснить темную материю другими законами гравитации. Если бы это оказалось правдой, то стало бы важнейшей вехой для космологии и физики элементарных частиц. И все же, большинство ученых скептически относятся к предположению об отсутствии темной материи, больше склоняясь к тому, что эта невидимая субстанция все же существует. А как вы думаете, правда ли темная материядоминирует во Вселенной или ее все-таки не существует? Ответ будем ждать здесь, а также в комментариях к этой статье.

Подробнее..

Правда ли, что ученые обнаружили частицу, связанную с темной материей?

23.06.2020 14:12:56 | Автор: admin

Если аксионы действительно удалось обнаружить, это самый настоящий научный прорыв

Физики говорят, что нашли доказательства существования неуловимой элементарной частицы аксион, которая может входить в состав загадочной темной материи. Исследовательский проект по изучению темной материи XENON1T, расположенный в подземной лаборатории Гран Сассо в Италии, возможно, только что положил начало новой эры в физике. Как пишет The New York Times, подробно описывая научный эксперимент, международная команда ученых установила две тонны сверхчистого сжиженного ксенона в чане под итальянской горой. Ксенон это благородный газ без цвета, вкуса и запаха, который чрезвычайно стабилен. Инертность делает его идеальным кандидатом для обнаружения любых частиц, которые проходят через него. Неужели новое открытие самая настоящая революция в физике?

Темная материя это гипотетическая форма материи, которая не участвует в электромагнитном взаимодействии, а потому недоступная прямому наблюдению.

Аксион неуловимая частица

Как утверждают авторы исследования в официальном пресс-релизе, возможно, они обнаружили доказательства существования давно предсказанного типа субатомной частицы аксиона. Впервые существование аксиона было предложено в 1977 году для объяснения расхождений в физике элементарных частиц. Со временем аксионы также стали популярным способом объяснить существование темной материи таинственной субстанции, составляющей 85 процентов массы Вселенной. Примечательно, что на сегодняшний день нет прямых доказательств ее существования.

В рамках эксперимента XENON1T, исследователи установили две тонны сверхчистого сжиженного ксенона в чане под итальянской горой. В поисках участвуют полторы сотни ученых, которые производят сверхточные замеры элементарных частиц, сталкивающихся между собой. В ходе последнего исследования, физики зарегистрировали аномально много событий, что может свидетельствовать как о существовании новых частиц солнечных аксионов, так и о новых свойствах нейтрино, о чем я рассказывала в одной из предыдущих статей.

Чтобы всегда быть в крусе послдених научных открытий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram!

В работе, которая пока что не прошла экспертную оценку и опубликована на сайте университета Пердью, исследователи пишут об обнаружении «удивительного превышения событий», взаимодействующих с частицами ксенона эти события нельзя объяснить с помощью стандартной модели физики. Напомню, что по мнению ученых темная материя состоит из частиц, свободно проходящих сквозь обычные детекторы (они не отличаются сильной чувствительностью), но при этом суммарно их масса достаточно большая, чтобы макроскопически оказывать влияние на вещество путем гравитационного взаимодействия.

Вот так выглядят поиски таинственной темной материи

Гравитационное взаимодействие элементарных частиц это самое слабое из всех фундаментальных взаимодействий, которое характеризуется участием во взаимодействии гравитационного поля или поля тяготения. Избыток выявленных взаимодействий на момент написания этой статьи имеет три объяснения. Согласно первому, наиболее простому объяснению, причиной огромного количества событий является загрязнение в резервуаре. Второе возможное объяснение предполагает, избыток событий может быть вызван нейтрино.

А вот третье объяснение является самым смелым и, по мнению ученых, может иметь серьезные последствия для физики. Как вы, вероятно, догадались, именно последнее объяснение предполагает существование аксионов. Если все действительно так, то это первое наблюдение неуловимой субатомной частицы. Необходимо отметить о чем также пишет Futurist.com что существование аксионов не является прямым объяснением темной материи, однако авторы научной работы полагают, что они могли бы подготовить почву для создания темной материи на ранних стадиях нашей Вселенной.

Это интересно: Может ли темная материя быть старше Большого взрыва?

Тайны Вселенной и темной материи

Ученые, несомненно, взволнованы третьем возможным объяснением, хотя призывают общественность к сдержанности, так как есть два других потенциальных объяснения. Но что, если команда XENON1T действительно обнаружила гипотетическую субатомную частицу?

Чан с благородным газом ксеноном в подземной лаборатории в Италии

Как написала в электронном письме Live Science Чанда Прескод-Вайнштейн, физик из университета Нью-Гэмпшира, которая не участвовала в исследовании, в случае подтверждения, это будет самым значимым открытием в физике со времен обнаружения космического ускорения.

Тем не менее, праздновать еще очень рано. Дело в том, что время от времени ученые ошибаются помните историю про открытие такой большой черной дыры, что ее существование не возможно? Спустя всего несколько месяцев после публикации исследования, сразу две независимых команды ученых выпустили опровержение, согласно которому обнаружение невозможной черной дыры оказалось ошибкой. Так что нам с вами остается ждать результатов рецензирования исследования и постараться узнать о таинственной темной материи как можно больше. Как думаете, это научный прорыв или простое загрязнение чана с ксеноном? Ответ будем ждать здесь!

Подробнее..

Физики обнаружили слияние черных дыр, которые не должны существовать

05.09.2020 20:03:19 | Автор: admin

Моделирование слияния черных дыр выглядит так

Семь миллиардов лет назад, где-то на краю Вселенной, произошло столкновение двух гигантских темных объектов. Это событие проливает свет на невидимый процесс ускоряющегося расширения Вселенной: вибрируя в пространстве-времени две сверхмассивные черные дыры произвели громкий, резко обрывающийся звук. Сигнал длился десятую долю секунды, однако этого оказалось достаточно, чтобы детекторы интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории LIGO и интерферометрической обсерватории VIRGO зафиксировали его. Как пишут авторы новых исследований, короткий сигнал из далекой галактики вызывает много вопросов, особенно в областях, касающихся формирования и эволюции черных дыр. Одна, а возможно обе столкнувшиеся дыры были слишком массивными и не могли образоваться в результате коллапса нейтронных звезд. Более того, слияние породило еще более крупную черную дыру, чья масса в 142 раза превосходит массу Солнца и, согласно стандартным моделям, не должна существовать. Но как такое возможно?

Аномальные черные дыры

Предсказанные Альбертом Эйнштейном черные дыры это массивные объекты, гравитационное притяжение которых настолько велико, что даже фотоны света не могут их покинуть. Существование этих таинственных объектов удалось доказать в 2015 году, после того, как обсерватории LIGO и VIRGO зафиксировали гравитационные волны — рябь пространства-времени, появившаяся в результате столкновения двух сверхмассивных черных дыр. Подробнее об открытии, которое принесло основателям LIGO Нобелевскую премию по физике читайте в материале моего коллеги Артема Сутягина.

Большинство известных черных дыр это мертвые массивные звезды, которые коллапсировали в объекты в несколько раз массивнее Солнца. Но внутри галактик находятся черные дыры в миллионы или миллиарды раз более массивные, чем наша родная звезда. Как эти объекты смогли вырасти до таких размеров извечная загадка астрономии.

В конце своей жизни, когда у звезд заканчивается ядерное топливо и они больше не противостоят собственной гравитации, они разрушаются (коллапсируют). Маломассивные звезды, включая наше Солнце, в конечном итоге становятся слабыми звездными призраками, известными как "белые карлики". Звезды, масса которых превышает массу Солнца примерно в 8 раз, становятся невероятно плотными и маленькими объектами, называемыми нейтронными звездами. И по-настоящему массивные звезды с массой более 20 солнечных масс при рождении становятся черными дырами, с конечными массами от нескольких до примерно 40 солнечных масс.

До недавнего времени у исследователей было не так много свидетельств существования черных дыр среднего и, скажем так, промежуточных размеров, чья масса превосходит солнечную в 100 и 100 000 раз. Черная дыра, созданная в результате слияния настолько массивных объектов, является первым убедительным примером существования этого «недостающего звена» астрономии.

На изображении рябь пространства-времени и короткий звуковой сигнал

Издание The New York Times приводит слова сразу нескольких ученых, которые не принимали участия в исследованиях. Так, астрофизик из Северо-Западного университета Вики Калорега, в электронном письме написала следующее: «Это первое и единственное надежное измерение массы черной дыры среднего размера на момент ее рождения. Теперь мы достоверно знаем, по крайней мере, один способ, которым эти объекты могут образовываться — путем слияния других черных дыр.»

Чтобы всегда быть в курсе последних новостей из мира популярной науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram.

По мнению Сергея Клименко, физика из университета Флориды, открытие также является важной вехой в гравитационно-волновой астрономии. Эти объекты ученый искал на протяжении последних 15 лет. Исследователь отметил, что астрономы, возможно, получили представление о процессе, с помощью которого Вселенная «строит» черные дыры в темноте, превращая ничтожно малые объекты в грохочущих левиафанов.

Дэниел Хольц, физик-теоретик из Чикагского университета и член команды LIGO, назвал новые работы «первым по-настоящему удивительным открытием LIGO/Virgo.» Ранее обнаруженные другие бинарные системы, по мнению ученого, достаточно хорошо вписываются в ожидания. Но в этом случае настолько массивные черные дыры не должны существовать!

Международная группа исследователей, входящих в состав коллабораций LIGO и Virgo, сообщила о своих выводах в двух статьях, опубликованных в Physical Review Letters и Astrophysical Journal Letters. Согласно полученным результатам, события разворачивались на почти невообразимом расстоянии от Земли 17 миллиардов световых лет. Одна черная дыра масса которой в 85 раз превосходит массу Солнца, и вторая, чья масса равна 66 массам нашей родной звезды, слились воедино в результате столкновения, породив черную дыру в 142 раза массивнее Солнца.

Как отмечают авторы исследования, этот процесс слияния может быть важным ключом к происхождению более массивной из двух черных дыр. Предположительно, черная дыра GW190521 имела массу в 85 Солнц, и, согласно стандартной астрофизической логике, не должна была существовать. Черные дыры с массой от 50 до 120 солнц не могут образоваться, по крайней мере, из умирающей звезды именно об этом свидетельствуют история и расчеты.

Тайны массивных звезд

Исследователи уже довольно давно предполагают, что нечто странное происходит с очень, очень массивными звездами, возможно, с теми, чьи начальные массы находятся между 130 и 250 солнечными массами, чьи ядра становятся действительно горячими (около миллиарда градусов Кельвина) в конце звездной эволюции. Свет, отражающийся внутри этих звезд настолько энергичен, что может трансформироваться в пары электронов и позитронов (позитроны являются антиматериальными двойниками электрона — они почти идентичны, но имеют противоположный заряд).

Черные дыры «средних размеров» это недостающее звено астрономии

Это, в свою очередь, делает звезду нестабильной: давление внезапно падает, центр звезды сжимается и нагревается и беглый ядерный синтез заставляет всю звезду взорваться в яркой сверхновой «парной нестабильности», не оставляя после себя никаких остатков.

Это интересно: Черные дыры можно использовать в качестве источника бесконечной энергии

Как отмечает доктор Хольц, большая черная дыра находится прямо посередине области, где черным дырам не место. Природа, похоже, проигнорировала все наши тщательные теоретические расчеты, утверждая, что черных дыр такой массы не существует. Он добавил: «подобные открытия одновременно обескураживают и пробуждают интерес. С одной стороны, одно из наших главных убеждений оказалось ошибочным. С другой стороны, в этом есть что-то новое и неожиданное, и теперь гонка продолжается, ведь нужно попытаться выяснить, что происходит.

По мнению д-ра Хольца и других ученых, наиболее интригующей является вероятность того, что слишком массивная черная дыра GW190521 была образована двумя меньшими черными дырами, которые столкнулись и слились. В этом случае слияние, наблюдаемое в июне 2020 года, было бы событием второго или даже третьего поколения, одним из иерархической серии слияний черных дыр, которые в конечном итоге приводят к сверхмассивным черным дырам. Некоторые астрофизики считают, что подобные слияния, скорее всего, происходят вблизи центров галактик, где сверхмассивные черные дыры создают закрученные спирали газа и других объектов, в которых могут собираться и размножаться тысячи более мелких черных дыр.

Подробнее..

Астрономы обнаружили древние признаки галактического каннибализма

24.02.2021 16:09:24 | Автор: admin

Астрономы находят истоки «галактического каннибализма» с открытием древнего гало темной материи

Во Вселенной столько галактик, что сосчитать их невозможно. Вокруг одного только Млечного Пути вращаются буквально десятки карликовых галактик, многие из которых наша галактика поглощает совершая акт «галактического каннибализма». Пожалуй, неудивительно, что такие галактики представляют большой интерес для ученых, ведь они могут многое рассказать им о космической эволюции, например, о том, как меньшие галактики сливались друг с другом с течением времени, создавая более крупные структуры. Недавно команда астрофизиков из Массачусетского технологического института (MIT) наблюдала одну из самых древних галактик местной группы под названием Tucana II. Как отмечают авторы исследования, опубликованного в журнале Nature Astronomy, эта ультракарликовая галактика считается чем-то наподобие галактического артефакта, оставшегося от самых первых галактик во Вселенной. В своей работе астрофизик также сообщают об обнаружении девяти ранее неизвестных звезд на краю Tucana II с помощью телескопов в Австралии и Чили. Эти звезды поразительно далеки от центра галактики, но остаются в ее гравитационном притяжении. Открытия предполагают, что в самых древних галактиках во Вселенной было больше темной материи, чем считалось ранее.

Галактический «каннибализм»

Галактический «каннибализм» это процесс, при котором большая галактика путем приливного и гравитационного взаимодействия с соседней галактикой сливается с ней, в результате образуя более крупную галактику. Этот процесс, однако не следует путать с галактическим столкновением, которое является аналогичным процессом, с той разницей, что галактики сталкиваются, сохраняя большую часть своей первоначальной формы. Наиболее распространенным результатом «каннибализма» является нерегулярная галактика той или иной формы, хотя эллиптические галактики также могут возникнуть.

Так как галактика Андромеды приближается к Млечному Пути со скоростью около 120 км/с, астрономы считают, что их возможное столкновение произойдет приблизительно через 4,5 миллиарда лет. Исходя из имеющихся расчетов, звезды и газ галактики Андромеда будут видны невооруженным глазом примерно через три миллиарда лет. В результате столкновения обе галактики в течение примерно одногодвух миллиардов лет сольются в единую структуру.

Интересно, что около двух миллиардов лет назад Туманность Андромеды поглотила соседнюю галактику М32, размеры которой сравнимы с Млечным Путем. К таким выводам исследователи пришли, изучив следы М32 в виде звездных скоплений. По размерам жертва космического каннибализма была сравнима с Млечным Путем. Многие эксперты предрекают нашей звездной системе схожую судьбу.

Наша галатика и галактика Андромеды столкнутся примерно через 4:5 миллиарда лет.

Чтобы всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Так вы точно не пропустите ничего интересного!

Гало темной материи

Tucana II одна из десятков карликовых галактик, окружающих Млечный Путь. Считается, что галактики подобные ей своего рода артефакты, все, что осталось от самых первых галактик во Вселенной. Недавно астрофизики из Массачусетского технологического института (MIT) сообщили об обнаружении девяти ранее неизвестных звезд на краю ультракарликовой Туканы. Как пишут авторы научной работы, конфигурация звезд является первым доказательством того, что галактика содержит расширенное гало темной материи, больше, чем считалось раньше. Именно гало путем гравитационного воздействия удерживает далекие звезды. Полученные данные свидетельствуют о том, что самые ранние галактики во Вселенной были намного массивнее, чем считалось ранее.

«Масса Tucana II оказалась гораздо больше, чем мы думали, ведь как иначе она может удерживать звезды, находящиеся так далеко от центра «, сказал Big Think один из авторов исследования, аспирант Массачусетского технологического института Анируд Чити. «Это означает, что другие реликтовые первые галактики, вероятно, тоже имеют такие расширенные ореолы темной материи».

Существование таинственной темной материи пока остается недоказанным.

Это интересно: Самые странные галактики во Вселенной

Считается, что каждая галактика удерживается вместе ореолом темной материи. Но новые находки представляют собой первый случай, когда одно из них было обнаружен в ультратонкой карликовой галактике. Без темной материи галактики просто разлетелись бы в разные стороны. Темная материя является ключевым компонентом в создании галактики и удержании ее вместе.

Ученые также обнаружили, что девять удаленных от центра галактики звезд старше, чем звезды в ядре Tucana II. Это первое свидетельство подобного дисбаланса в таком типе галактик. Как отмечают астрофизики, им удалось наблюдать первые признаки галактического каннибализма: одна галактика, возможно, съела одного из своих чуть меньших, более примитивных соседей, а затем высыпала все свои звезды на окраины.

Массивные галактики окружены колоссальными ореолами темной материи

Читайте также: Галактики без темной материи на самом деле существуют?

Ранее астрофизики обнаружили звезды в ядре Tucana II с таким низким содержанием металлов, что галактика была идентифицирована как самая химически примитивная из всех известных на сегодняшний день ультратонких карликовых галактик. «Это, вероятно, также означает, что самые ранние галактики образовались в гораздо больших ореолах темной материи, чем считалось ранее», пишут исследователи. «Мы думали, что первые галактики были самыми крошечными, самыми слабыми галактиками. Но на самом деле они, возможно, были в несколько раз больше, чем мы думали, и, в конце концов, были не такими уж и крошечными».

Подробнее..

Категории

Последние комментарии

© 2006-2021, umnikizdes.ru