Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Вселенная

Начало конца Вселенной тайны темной энергии

06.10.2021 00:07:09 | Автор: admin

Теория Большого взрыва гласит, что Вселенная возникла из одной невообразимо горячей и плотной точки под названием сингулярность более 13 миллиардов лет назад. Это произошло не в уже существующем пространстве. Скорее, это инициировало расширение и охлаждение самого пространства.

Наша Вселенная расширяется с самого момента своего рождения около 14 миллиардов лет назад. И хотя может показаться, что со временем этот процесс должен замедлится, этого не происходит. Вселенная, вопреки нашим ожиданиям, расширяется со все возрастающей скоростью. Благодаря главенствующей в космологии теории Большого взрыва мы знаем, почему другие галактики удаляются от нас по мере того, как пространство продолжает расширяться. Этот феномен объясняет слабое свечение, наблюдаемое повсюду во Вселенной (свечение это оставшееся тепло от рождения Вселенной, которое теперь остыло всего на несколько градусов выше абсолютного нуля). Словом, это удивительно мощное и элегантное объяснение того, как возникла наблюдаемая Вселенная. Но почему она расширяется все быстрее и быстрее? Концепция Большого взрыва, увы, не указывает на то, продолжит ли Вселенная расширяться и охлаждаться или же она в конечном итоге сократится до другой сверхгорячей сингулярности, тем самым, возможно, перезапустив весь цикл. Окончательная же судьба Вселенной, вероятно, зависит от свойств двух таинственных явлений темной материи и темной энергии. Дальнейшее изучение того и другого может показать, как погибнет Вселенная.

Как возникла Вселенная?

Итак, теория Большого взрыва объясняет создание самых легких элементов во Вселенной водорода, гелия и лития из которых «родились» все более тяжелые элементы в звездах и сверхновых. Продолжение Большого взрыва или космическая инфляция объясняет, почему Вселенная настолько однородна (равномерно составлена) и как галактики распределены в пространстве.

Интересно, что многие особенности современной Вселенной имеют смысл, только если пространство очень рано подверглось сверхбыстрому расширению. Теория инфляции гласит, что Вселенная резко расширилась за крошечную долю секунды после Большого взрыва, движимая фантастическими количествами энергии, содержащейся в самом пространстве. После этого периода Вселенная продолжала расширяться и охлаждаться, но гораздо более медленными темпами.

в большинстве моделей инфляции флуктуации в чрезвычайно малых масштабах раздуваются, превращаясь в макроскопические различия. Эти различия невероятно крошечные и чтобы описать с их помощью реальность, потребуется новая теория физики.

Выходит, инфляция растянула пространство так быстро, что оно стало чрезвычайно однородным. Но пространство неоднородно: небольшие колебания плотности материи, присутствовавшие в ранней Вселенной, значительно усилились во время инфляции. Эти флуктуации плотности в конечном итоге создали крупномасштабную структуру Вселенной.

Подробнее о том, что представляет собой эта удивительная структура, я рассказывала в этой статье, рекомендую к прочтению!

Большой взрыв и темная материя

Несмотря на то, что теория Большого взрыва является общепринятой среди большинства исследователей, она не указывает на то, будет продолжит ли Вселенная расширяться и охлаждаться или же она в конечном итоге сократится до сверхгорячей сингулярности, возможно, перезапустив весь цикл. Окончательная судьба Вселенной, вероятно, зависит от свойств двух таинственных явлений темной материи и темной энергия. Именно дальнейшее изучение того и другого может показать, каким будет конец Вселенной.

Проблема заключается в том, что вся знакомая материя Земля, остальная часть Солнечной системы, звезды, галактики и межзвездный газ составляет лишь около одной шестой массы Вселенной. Но ученые могут видеть влияние остальной массы Вселенной ее-то они и называют темной материей.

Присутствие этой таинственной субстанции в галактиках заставляет их вращаться быстрее, чем если бы там была только обычная материя. Высокие концентрации темной материи заметно искривляют свет, идущий издалека. Однако его природа остается загадкой.

Ранее исследователи составили самую подробную карту распределения темной материи во Вселенной на сегодняшний день.

Напомним, что темная материя, вероятно, состоит из элементарных частиц, созданных в результате Большого взрыва, но еще не обнаруженных на Земле. Одна из причин, по которой физики хотят построить более мощные ускорители частиц, заключается в поиске темной материи. Но еще более таинственной, чем темная материя, является сила, которая, как считается, ответственна за расширение Вселенной.

Еще больше увлекательных статей о последних научных открытиях в области астрономии и космологии, читайте на нашем канале в Google News.

Темная энергия

Наблюдения далеких сверхновых звезд показывают, что пространство пронизано энергией той самой темной энергией, которая раздвигает объекты, подобно тому, как два положительных электрических заряда отталкиваются друг от друга. Эта таинственная субстанция, на долю которой приходится более 70% энергетического содержания Вселенной, может быть связана с той энергией, что породила Инфляцию.

И все же сегодня ученым практически ничего не известно о том, что такое темная энергия и как она воздействует на материю. Некоторые физики считают, что объяснение этого феномена может потребовать совершенно новых представлений о пространстве и времени.

Больше по теме: Действительно ли мир стоит на пороге открытия новой физики?

Когда астрономы смотрят в телескоп, они смотрят назад во времени. Они видят галактику Андромеды, ближайшую к нам крупную галактику, не такой, какая она сегодня, а такой, какой она была более 2 миллионов лет назад, потому что именно столько времени потребовалось свету галактики, чтобы пройти через космос к Земле.

Галактика Андромеды ближайшая Галактика Местной группы

Другие галактики находятся гораздо дальше в пространстве и времени. Космический телескоп Hubble способен видеть галактики, которым более 13 миллиардов лет и которые образовались вскоре после Большого взрыва. Были также проведены наблюдения реликтового излучения слабого свечения, оставшегося после Большого взрыва, которое помогает ученым получить представление о том, какой была ранняя Вселенная, особенно до образования первых звезд.

Это интересно: Что произошло в первые микросекунды после Большого взрыва?

Состав Вселенной и другие вопросы

Большинство исследователей полагают, что состав вселенной на удивление сложно определить, ведь помимо темной энергии, пространство также заполнено темной материей. (Обычная видимая материя составляет всего 5% Вселенной, в то время как темная материя и темная энергия составляют 26% и 69% соответственно). Другими словами, астрономы на самом деле не понимают, из чего состоит около 95% Вселенной.

Все потому, что понять и измерить темную материю и темную энергию больше чем сложно. Представьте, что вы бродите по темной комнате и время от времени прикасаетесь к слону, которого никогда не видели и отчаянно пытаетесь понять что это такое и как он выглядит. Исходя из этой аналогии, темная комната размером со Вселенную, и вместо того, чтобы прикасаться к слону, астрономы могут видеть только его воздействие на другие объекты.

Материя во Вселенной распределена не равномерно

Мы видим, что темная материя гравитационно взаимодействует с видимой материей и подозреваем, что она состоит из одной или нескольких неизвестных частиц. Темная энергия может быть пятой фундаментальной силой Вселенной. (Известны четыре: слабое взаимодействие, сильное взаимодействие, гравитация и электромагнетизм.)

Но точные свойства темной энергии и темной материи остаются загадкой, тем более что темная энергия, похоже, не более чем случайность. Некоторые физики, как пишет портал Astronomy.com, полагают, что темная энергия является причиной ускоренного расширения Вселенной и произошло около 5-6 миллиардов лет назад, с тех являясь доминирующей силой.

Больше по теме: Гайд по теории Мультивселенной: существуют ли другие миры?

Самое простое объяснение темной энергии состоит в том, что это внутренняя энергия самого пространства. Альберт Эйнштейн первоначально ввел такую концепцию, чтобы учесть плоскую вселенную, когда излагал теорию относительности (ОТО). Так называемая космологическая постоянная Эйнштейна это сила отталкивания, которая противодействует силе притяжения гравитации, чтобы Вселенная не сжималась и не расширялась.

Сегодня никто не знает, будет ли Вселенная расширяться вечно или этот процесс когда-нибудь закончится

Но, в конце концов, Эйнштейн отказался от своей концепции после того, как Эдвин Хаббл наблюдал расширение Вселенной. Нобелевская премия по сверхновым в 1990-х годах возродила космологическую постоянную и в конечном итоге связала ее с темной энергией. И хотя астрономы не могут видеть темную материю напрямую, они могут определить ее местоположение по наблюдениям. Распределение темной материи (пурпурного цвета) в сверхскоплении Abell 901/902 показано на этой фотографии путем объединения изображения сверхскопления в видимом свете и карты области темной материи.

Не пропустите: Ученые приблизились к пониманию того, почему антиматерии во Вселенной меньше, чем материи

В заключении

И все же, для окончательного решения этой загадки ученым потребуется нечто большее, чем просто измерения. Лучшие физики-теоретики мира пытались разработать единую физическую теорию, которая полностью объясняет все аспекты Вселенной. Но до сих пор гравитация и квантовая физика не нашли точек соприкосновения, несмотря на то, что теоретики считают, что их объединение необходимо для любой теории, способной объяснить темную энергию. Исследователи также отмечают, что если вклад темной энергии будет расти по мере старения Вселенной, то со временем Вселенная будет расширяться все быстрее.

Другие галактики за пределами нашей Локальной группы которые сольются в единую гигантскую галактику по прозвищу Милкомеда в конечном итоге будут унесены на такие большие расстояния, что любые обитатели нашей Солнечной системы в далеком будущем не смогут их увидеть.

Местная Группа галактик, в которой находимся мы и наша соседка Галактика Андромеды

Вам будет интересно: Физики переосмысли строение Вселенной. Темная энергия больше не нужна?

В настоящее время астрономы планируют создание новых космических и наземных телескопов, а также более мелкомасштабное оборудование и проведение исследований. С помощью новейших инструментов они планируют дальнейшее изучение фундаментальных загадок Вселенной. Такой огромной и непрерывно расширяющейся.

Подробнее..

Могут ли люди жить по всей Вселенной?

27.11.2021 00:05:00 | Автор: admin

Могут ли на просторах бескрайнего космоса жить существа, похожие на нас?

Наше космическое одиночество пугает. Во времена Коперника и Галилея католическая церковь полагала, что Солнце вращается вокруг Земли и что Земля есть центр Вселенной. Удивительно, но этот неправильный и эгоцентричный взгляд на мир церковь оставила лишь в 1992 году. Между тем, научный взгляд на мир принес человечеству… разочарование. Мы знаем, что наша планета находится где-то на задворках Млечного Пути, а Чарльз Дарвин объявил, что человек потомок обезьяны, а не творение Создателя. Космос, такой холодный и бесконечный, хранит множество тайн, ответы на которые мы скорее всего так никогда и не узнаем. Миллиарды звезд и планет в одной лишь наблюдаемой Вселенной заставляют нас задуматься о том, есть ли кто-то еще живой и разумный в этом космическом океане? Ведь как говорила главная героиня романа «Контакт», написанного выдающимся мыслителем и астрономом Карлом Саганом, «Если во Вселенной кроме нас никого нет, то сколько же пропадает пространства!» И действительно, неужели сотни и миллиарды планет на просторах Вселенной необитаемы? И если ответ «нет», то могут ли обитатели иных миров быть похожими на нас?

Мы не можем определиться со своим местом во Вселенной. Отсутсвует общепринятое устоявшее представление о цели существования нашего вида, за исключением, пожалуй, простого выживания.

Карл Саган, «Голубая точка. Космическое будущее человечества»

Тайны Вселенной

С того самого момента, как Альберт Эйнштейн опубликовал Общую теорию относительности (ОТО), прошло 106 лет. Да, нашим прабабушкам и прадедушкам повезло несколько меньше, чем нам наши знания о мире и Вселенной сегодня огромны. Большой Взрыв который, возможно, не был началом произошел около 14 миллиардов лет назад. Но откуда мы это знаем?

Все просто. Вглядываясь в телескоп, мы погружаемся все дальше и дальше в прошлое, по сути, совершая путешествие во времени. Свет, исходящий от далеких галактик и звезд, достигает нашей планеты не сразу, для этого ему требуется время, много времени. Когда мы читаем о каком-либо космическом объекте, например, о галактике Андромеды, то узнаем, что она расположена от Земли на расстоянии 2 537 000 световых лет.

Один световой год равное расстояние, которое электромагнитные волны (свет) проходят в вакууме, не испытывая влияния гравитационных полей. По определению Международного астрономического союза (МАС) один световой год равен 9 460 730 472 580 800 метрам.

Свет путешествует по Вселенной со скоростью около 300 000 км/с

Это огромные цифры и огромные расстояния, представить себе которые мы вряд ли в силах. Фотоны, движущиеся со скоростью практически равной 300 000 км/с, открывают для нас, жителей крохотной, заурядной планеты, целую Вселенную и ее историю. Но раз так, можем ли мы заглянуть еще дальше и увидеть рождение Всего?

Нет. Дело в том, что вскоре после рождения Вселенной все вещество полностью ионизировалось и электроны часто взаимодействовали с фотонами. Это сделало Вселенную непрозрачной фотоны не могли путешествовать далеко. Ее температура при этом все время снижалась, до тех пор, пока не появились атомы. В этот момент Вселенная стала прозрачной но, все же, оставила нам подсказку о своем происхождении в виде реликтового излучения.

Напомним, что реликтовым излучением ученые называют космическое сверхвысокочастотное фоновое излучение, которое равномерно заполняет Вселенную и возникло в эпоху первичной рекомбинации водорода. На самом деле реликтовое излучение не только доказывает, что у Вселенной было начало и оно было горячим, но описывает ее сложную эволюцию.

Реликтовое излучение подтверждает теорию Большого взрыва, согласно которой наша Вселенная родилась 13,7 миллиардов лет назад

Фотоны этого излучения, возникнув в результате аннигиляции частиц и античастиц в самые ранние эпохи нашего мира, поглощались и переизлучались в горячей плазме первые 380 тысяч лет, когда после охлаждения Вселенной и рекомбинации водорода они стали свободно проходить сквозь вещество. Параметры описания основных событий и история образования структур в ранней Вселенной оказались впечатаны в неоднородности космического микроволнового фона, и их величины удалось прочитать

Олег Верходанов, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Специальной астрофизической обсерватории РАН

Как видите, знаем мы о нашем странном мире немало. А последние открытия в области физики элементарных частиц и вовсе предрекают возможное решение таких величайших загадок современной науки, как темная материя. Которая, как считается, заполняет 85% наблюдаемой Вселенной.

Больше по теме: Квантовый мир: как связаны стерильные нейтрино и темная материя?

Наш единственный дом

Итак, вооружившись знаниями о Вселенной, следуем дальше. Согласно имеющимся данным, размер наблюдаемой Вселенной понятие в космологии Большого Взрыва, описывающее часть Вселенной, являющуюся прошлым относительно наблюдателя составляет примерно 45,7 миллиардов световых лет (или 14,6 гигапарсек).

К счастью, нам есть что на это ответить современные рентгеновские телескопы регистрируют более миллиона источников рентгеновского излучения. Это позволяет астрономам наносить эти источники на карту. Так, летом прошлого года физики из Института Макса Планка и вовсе создали первую в истории карту наблюдаемой Вселенной в рентгеновском излучении.

Фотография планеты Земля, сделанная космическим аппаратом Вояджер-1 с
расстояния 6 миллиардов километров. Идея сделать снимок и это название были предложены Карлом Саганом, который в 1994 году также написал одноименную книгу.

Это интересно: Гайд по теории Мультивселенной: существуют ли другие миры?

Но о чем нам говорят все эти данные и цифры? О том, что Вселенная огромна и непостижима. А также о том, что у нас есть шанс (хотя бы небольшой) понять хоть какие-то из ее тайн. Наша планета крохотное пятнышко голубого света на космической арене, как писал Карл Саган. Она же наш единственный дом.

Другой подобной планеты, которая была бы настолько же комфортна для человека, как Земля, в Солнечной системе нет. И бежать от наших проблем нам с вами некуда. Но если вооружиться наукой и фантазией, будучи оптимистами относительно рода человеческого, можно многое узнать о том, какие миры лежат за пределами нашего звездного дома.

Еще больше статей обо всем самом интересном из мира науки и высоких технологий читайте на нашем канале Пульс на Mail.ru, подписывайтесь скорее!

В поисках других миров

Удивительно, но сегодня существует целый каталог экзопланет, что вращаются вокруг других звезд. Буквально пару дней назад эксперты NASA добавили 301 новую планету к уже имеющимся 4 575. Согласитесь, внушительная цифра, а ведь кандидатов в это гордое звание только официально насчитывается почти восемь тысяч!

Согласно каталогу NASA, учеными было просмотрено в общей сложности три тысячи планетарных систем. В ближайшие годы, как ожидается, каталог значительно пополнится, ведь инструменты, с помощью которых мы изучаем космос, становятся все лучше. Так, недавно мы рассказывали о трех новых телескопах, которые, судя по всему, навсегда изменят астрономию, рекомендую к прочтению.

Ученым известно немало змееподобных планет, одна из них Kepler62

Теперь остановимся на секунду и сделаем предварительные выводы: может ли разумная жизнь находиться на одной из 4 757 планет? Может быть да, может быть нет. Мы этого не знаем. Но чтобы хоть немного приблизиться к истине, из четырех с половиной тысяч экзопланет отберем те, которые подходят под звание планет земного типа и расположились в зоне обитаемости.

Зона обитаемости (зона Злотовласки) условная область в космосе, установленная из расчета, что условия на планетах, находящихся в этой области, будут близки к условиям на Земле, обеспечив существование воды в жидкой фазе.

Чтобы сузить «круг подозреваемых» еще больше, из уже отобранных экзопланет земного типа отберем те, что находятся на расстоянии не дальше чем 50 световых лет от Солнечной системы. Причина такого отбора ясна чем ближе к нам находится небесное тело, тем больше информации о нем мы можем собрать.

Список планет земного типа

Путем нехитрого отбора получаем список из 11 экзопланет-кандидатов, на поверхности которых может быть жизнь и, если повезет, разумная.

Исследователи полагают, что эти планеты имеют сходный с Землей состав и относятся к планетам каменистого типа (к ним относится Земля, Меркурий, Венера и Марс). И все же, на сегодняшний день нельзя утверждать, что все эти планеты землеподобные. Установлено лишь, что их можно отнести к этому типу.

Читайте также: Обнаружена экзопланета, которая не должна существовать

Но время от времени появляются хорошие новости. Например, в феврале прошлого года астрономы проанализировали все доступные параметры экзопланеты K2-18b и пришли к выводу, что на ней могут быть условия для существования жизни земного типа. Ознакомиться с текстом научной работы можно в журнале Astrophysical Journal Letters.

Экзопланета K2-18b по мнению ученых может быть пригодна для жизни. А может, на нее уже есть жизнь, кто знает

Вот только в наш список эта экзопланета не входит, так как находится на расстоянии около 124 световых лет от Земли. Таким образом, полученный нами список все время будет пополняться, а критерии для отбора изменяться.

Это интересно: Обнаружена экзопланета с тремя солнцами

Есть ли во Вселенной еще люди?

Вот мы и подошли к самому главному к вопросу о том, могут ли где-то на просторах Вселенной быть люди, кроме нас? Учитывая, что землеподобных планет не так много (по крайней мере как это следует из просмотренных нами данных), могла где-то недалеко от нас зародиться жизнь, похожая на земную?

Сложный вопрос. Ведь все, что мы знаем о жизни это жизнь на Земле. И все наши суждения, соотвественно, направлены на поиски чего-то похожего на нас самих. Например, все инопланетяне и галактические империи, описанные в научно-фантастических книгах и фильмах, удивительным образом похожи на нас. Возможно, нам хочется, чтобы так и было.

Кадр из фильма «Марс атакует»

Считается, что жизнь на нашей планете зародилась не менее 3,7 млрд лет назад, запустив процесс эволюции с момента появления первого живого существа. Первые формы жизни водоросли появились примерно 1,2 млрд лет назад, а примерно 450 млн лет назад первые высшие растения.

Первые люди, а именно Homo habilis, или человек умелый, появились около 2,8 млн лет назад едва ли секунда по космическим меркам. Однако эти данные дарят нам надежду если жизнь появились здесь, хоть пускай по чистой случайности (что, кстати, весьма вероятно), быть может она появилась и на планете, которую мы называем K2-18b? Некоторые ученые допускают подобный ход событий.

Не пропустите: Адская планета WASP-76b: там идут дожди из жидкого железа, но и это еще не все

Кто живет на других планетах?

По мнению некоторых исследователей, инопланетные виды могут или, скорее всего, будут эволюционировать в нечто очень близкое к людям. И хотя их, возможно, не слишком много, исключить их существование (как и подтвердить, к слову) мы не можем. Ну а с точки зрения науки все сводится к конвергентной эволюции, о которой вы, возможно, слышали благодаря вопросу «почему все продолжает эволюционировать в крабов?»

Люди-крабы из мультсериала «Южный парк»

Конвергентная эволюция происходит, когда сходные признаки развиваются у видов из разных периодов или регионов. Эти признаки имеют сходную форму или функцию, несмотря на то, что последний общий предок животных или растений не обладал этой конкретной особенностью. Эхолокация, например, эволюционировала как у китов, так и у летучих мышей, а механизмы полета у птиц, насекомых, птерозавров и летучих мышей.

По сути о конвергентной эволюции говорят, когда животным и растениям приходится приспосабливаться к сходным условиям или экологическим нишам и в конечном итоге приходить к сходным решениям.

Считается, что крабоподобные формы независимо возникали по меньшей мере пять раз у десятиногих ракообразных, включая фарфоровых крабов, волосатых каменных крабов и кокосовых крабов, пишет Пол Пардон в статье для Scientific American.

Надр из 10 сезона «Секретных материалов». Правда, перед нами не инопланетянин, а древнее существо

Больше по теме: Разумная жизнь за пределами Земли реальность или фантастика?

Выходит, если нечто подобное произошло на Земле, то это может произойти и в других местах на просторах Вселенной. В подобных условиях вполне возможно, что инопланетные животные будут развивать аналогичные приспособления, соответствующие этим условиям. Если существует достаточно планет, похожих на Землю, и учитывая, насколько хорошо люди приспособлены к жизни на Земле, вполне может быть, что инопланетяне, похожие на нас, тоже доминируют на своих собственных планетах.

Более того, можно с достаточной уверенностью сказать, что вероятность того, что нечто аналогичное человеческому эволюционирует на других планетах, действительно довольно высока. По крайней мере так считает профессор Саймон Конвей Моррис из Кембриджского университета.

Вот и место для полета фантазии как могут выглядеть инопланетяне гуманоидного типа?

Так что вполне может быть, что во Вселенной нас ждет множество человекоподобных существ, а также, конечно, целая куча крабов (хотя не все в этом убеждены). А как вы думаете, если за пределами Земли есть разумная жизнь, похожа ли она на нашу? Ответ будем ждать здесь, а также в комментариях к этой статье!

Подробнее..

Вселенная расширяется быстрее, чем предполагали ученые?

25.12.2021 18:05:56 | Автор: admin

Последние исследования показывают, что вселенная расширяется с ускорением

На основе многочисленных наблюдений звезд и галактик ученые стали замечать, что Вселенная разлетается быстрее, чем показывают самые точные модели космоса. Свидетельства этому накапливались годами, в результате чего некоторые ученые назвали данный процесс надвигающимся кризисом в космологии. Последние данные, которые удалось собрать группе исследователей при помощи космический телескопа Хаббл, говорят о том, что ошибки быть не может, вселенная действительно разлетается быстрее. Загадка получила название напряжение Хаббла в честь астронома Эдвина Хаббла. В 1929 году он заметил, что чем дальше от нас находится галактика, тем быстрее она удаляется. Тем не менее, не все ученые согласны с этими выводами, и все еще утверждают, что напряжение Хаббла это просто артефакт. Но какие есть за и против?

Что такое напряжение Хабла и как вычислили скорость расширения вселенной

Исследователи пытались измерить текущую скорость расширения Вселенной двумя основными способами путем измерения расстояний до ближайших звезд и методом картирования слабого свечения, относящегося к молодой Вселенной. Исследование также выявило некоторые ключевые космические ингредиенты, такие как темная энергия таинственная сила, которая, как считается, движет ускоряющимся расширением Вселенной.

Эти два метода показывают разные результаты относительно текущей скорости расширения Вселенной. Расхождение составляет примерно 8 процентов. Это различие может показаться незначительным, но, если оно действительно существует, значит Вселенная стала расширяться быстрее, чем вначале своего существования.

Большинство данных, которые ученые используют в своих расчетах, полученных с телескопа Хаббл

В нескольких исследованиях, опубликованных The Astrophysical Journal, для измерения расстояния между нами и ближайшими галактиками используются определенные типы звезд и звездные взрывы. Набор данных включает наблюдения 42 различных звездных взрывов, что более чем вдвое превышает масштаб предыдущего анализа такого рода. Согласно результатам, противоречие между их новым анализом и результатами измерений раннего космоса достигло пяти сигм, статистического порога, используемого в физике элементарных частиц для подтверждения существования новых частиц.

Космические микроволны и дистанционная лестница

Один из способов получить постоянную Хаббла (скорость расширения вселенной) основан на космическом микроволновом фоне (CMB), слабом свечении, которое образовалось, когда Вселенной было всего 380 тысяч лет. Телескопы, такие как обсерватория Planck Европейского космического агентства, измерили реликтовое излучение, предоставив подробный снимок того, как материя и энергия были распределены в ранней Вселенной, а также физику, которая ими управляла.

Используя модель, которая с поразительным успехом предсказывает многие свойства Вселенной, известную как модель Лямбда Холодной Темной Материи, космологи могут математически просчитать развитие молодой Вселенной и предсказать, какой должна быть сегодняшняя постоянная Хаббла. Согласно этому методу, Вселенная должна расширяться со скоростью около 67,36 километров в секунду на мегапарсек.

Один мегапарсек равен 3,26 миллионам световых лет.

Для вычисления постоянной Хаббла ученые используют данные звезд и галактик

Другие команды измеряют постоянную Хаббла, глядя на локальную вселенную, то есть более современные звезды и галактики, которые относительно близки к нам. Эта версия расчета требует двух видов данных: насколько быстро галактика удаляется от нас и как далеко эта галактика находится. Этот метод требует от астрономов разработки так называемой лестницы космических расстояний.

Лестница космических расстояний нового исследования, составленная исследовательской группой SHoES, начинается с измерения расстояний между нами и некоторыми видами звезд, называемыми цефеидными переменными. Чтобы расширить лестницу еще дальше, астрономы добавили ступеньки, основанные на звездных взрывах, названных сверхновыми типа 1a.

Изучая галактики, в которых находятся как цефеиды, так и сверхновые типа 1a, астрономы могут установить взаимосвязь между яркостью сверхновых и расстояниями до них. Поскольку сверхновые типа 1a намного ярче, чем цефеиды, их можно увидеть на гораздо больших расстояниях, что позволяет астрономам распространять свои измерения на галактики, расположенные глубже в космосе.

В расчетах постоянной Хаббла могут быть ошибки, так как сложно получить точную информацию о Сверхновых и других космических объектах, которые находятся на большом расстоянии от Земли

Учет ошибок и вариаций в измерении скорости расширения Вселенной

Проблема вычисления постоянной Хаббла заключается в том, что точно измерить данных всех звезд и сверхновых крайне сложно. С технической точки зрения, не все цефеиды и сверхновые типа 1a выглядят одинаково. Некоторые из них могут иметь разный состав, разные цвета или разные типы родительских галактик. Астрономы потратили много лет на то, чтобы выяснить, как объяснить всю эту изменчивость. Тем не менее чрезвычайно трудно с уверенностью сказать, что в том или ином измерении не закралась ошибка.

Чтобы решить эти проблемы, исследовательская группа под названием Пантеон + исчерпывающе проанализировала более 1700 наблюдений сверхновых типа 1a, собранных с 1981 года. Анализ включал количественную оценку всех известных неопределенностей и источников систематической ошибки.

Постоянная Хаббла, полученная с учетом возможных ошибок подтвердила ускорение расширения Вселенной

Проведя исчерпывающую перекрестную проверку факторов, которые могут повлиять на наблюдения цефеид, команда дала самую точную оценку для постоянной Хаббла 73,04 километра в секунду на мегапарсек, плюс-минус 1,04. Это примерно на 8 процентов выше, чем значение, полученное на основе измерений CMB обсерваторией Planck.

Команда также приложила все усилия, чтобы проверить идеи сторонних ученых о том, почему ее оценка постоянной Хаббла выше, чем оценка Планка. Всего исследователи изучили 67 анализов, многие из которых усугубили загадку напряженности Хаббла.

Напряжение Хабла это ошибка в расчетах?

Венди Фридман, ученый из Чикагского университета, работала над оценкой, которая не основана на пульсации звезд. Вместо этого она использовала определенную группу красных гигантских звезд, которые действуют также, как электрические лампочки известной мощности. Основываясь на этих альтернативных объектах с известной внутренней яркостью, постоянная Хаббла составила 69,8 км/с на мегапарсек.

Ученая Венди Фридман самостоятельно высчитала постоянную Хаббла, используя для этого «надежные» источники

Несмотря на тщательную работу команды, Фридман говорит, что необнаруженные ошибки все еще могут влиять на анализ, возможно, создавая иллюзорное напряжение. По ее словам, некоторые источники неопределенности неизбежны. Есть только три галактики, достаточно близкие к Млечному Пути, расстояния от которых мы можем измерить напрямую.

Команды Pantheon + и SH0ES внимательно изучили результаты Фридман и других исследователей. Согласно их работе, включение дополнительных звезд, которые использовала Фридман, немного снижает оценку постоянной Хаббла, но не снимает напряженности. И если напряжение Хаббла действительно отражает нашу физическую реальность, как утверждают ученые, то для ее объяснения, вероятно, потребуется добавить еще один пункт в наш список фундаментальных компонентов Вселенной.

Взрыв темной энергии и помолодевшая Вселенная

Согласно одной из теорий, примерно через 50 тысяч лет после Большого взрыва произошла кратковременная вспышка темной энергии. В принципе, короткий всплеск дополнительной темной энергии мог бы изменить скорость расширения ранней Вселенной в достаточной степени, чтобы возникло напряжение Хаббла, не нарушая при этом стандартную модель космологии.

Получить более точную информацию относительно скорости расширения Вселенной, возмоно, поможет телескоп Джеймса Уэбба

Но, по оценкам космологов, возраст Вселенной упадет с нынешних 13,8 миллиарда лет до примерно 13 миллиардов лет. На данный момент нет никаких очевидных доказательств ранней темной энергии. Хотя некоторые намеки все же имеются. В сентябре Космологический телескоп Атакама, учреждение в Чили, которое измеряет космический микроволновый фон, заявило, что модель, включающая раннюю темную энергию, соответствует их данным лучше, чем стандартная космологическая модель. Правда, есть теория, согласно которой темная материя, наоборот, замедляла расширение вселенной.

Еще больше увлекательных материалов из мира науки мы подготовили для вас на нашем Яндекс.Дзен-канале

Очевидно, что для разгадки напряжения Хаббла потребуются дополнительные, более точные наблюдения. Возможно, окончательную точку в споре о скорости расширения вселенной поставит телескоп Джеймса Уэбба, который перепроверить данные измерений, выполненных ранее телескопом Хаббл.

Подробнее..

Наша Вселенная родилась в лаборатории?

18.01.2022 02:15:25 | Автор: admin

Живем ли мы в компьютерной симуляции и как это узнать?

Как появилась Вселенная? Мы знаем, что Большой взрыв состоялся около 14 млрд лет назад, сделав возможным наше существование. Мир удивителен и вряд ли нам когда-нибудь удастся раздать все его тайны. Но мы попробуем это сделать и учтем даже самые безумные предположения. Например о многомировой интерпретации, согласно которой наша Вселенная не единственная в своем роде, а лишь песчинка в бескрайнем море Мультивселенных. Это предположение естественным образом следует из квантовой механики, но никаких доказательства существования Мультиверса на сегодняшний день нет. Как нет и возможности путешествий во времени (что, кстати, удается квантовым частицам), в противном случае мы об этом знали. Некоторые ученые, например, профессор Ави Леб из Гарвардского университета и вовсе не исключает, что наш мир создан в лаборатории. Но если это действительно так, то кому понадобилась подобная «игрушка»?

Лабораторный эксперимент

Давайте представим, что наш мир это компьютерная симуляция. Как, например, в одной из серий «Рик и Морти», где главный герой создал крошечную Вселенную, внутри которой находилась еще одна, а затем еще и еще. И если в мультфильме цель Рика заключалась в производстве энергии, то могло ли нечто подобное произойти с нами?

И если это так, то какова цель нашей «симуляции»? Кто задумал ее и почему? Возможно, наш мир был сконструирован подобно игре Sims развлечения ради. В любом случае, это настолько безумная идея, что мало кто относится к ней всерьез. Однако бывший заведующий кафедрой астрономии Гарвардского университета профессор Али Леб рискнул рассмотреть лабораторную вселенную всерьез.

Ави Леб предполагает, что в космосе нужно искать не пришельцев, а их технологии

«В статье для Scientific American он полагает, что Вселенная могла быть сформирована в лаборатории «развитой технологической цивилизацией». Если это правда, то история происхождения Вселенной объединит религиозную идею о творце с теорией квантовой гравитации и квантового туннелирования», пишет Леб.

Больше по теме: Симуляция или реальность? Физики полагают, что Вселенная способна к самообучению

Классы цивилизаций

В статье Леб делает упор на классификацию цивилизаций по уровню технологического развития, относя нашу цивилизацию к классу С то есть цивилизацию, жизнь которой зависит от Солнца, нашей родной звезды. Теперь представим, что если (и когда) наши технологии продвинутся до такой степени, что мы сможем стать независимыми от Солнца, то поднимемся на уровень выше класс B.

И если мы научимся создавать наши собственные карманные вселенные в лаборатории (как наши теоретические создатели), то приблизимся к финалу классу А. Конечно, на нашем пути стоит множество препятствий и самым большим является наша неспособность создать «достаточно большую плотность темной энергии в небольшом регионе».

Когда-нибудь наша планета станет необитаемой. Но если наш мир симуляция, возможно все

Интересно и еще кое-что предположение Леба фактически решает пару различных проблем как с научными, так и с религиозными объяснениями начала Вселенной и появления жизни.

В попытках представить себе, что существуют иерархии видов или цивилизаций, которые могли бы создать такого рода научный феномен мы понимаем, что впереди долгий путь. По мнению профессора мы относимся к категории «класса С» из-за привязанности к Солнцу. Более того, мы движемся к классу D, так как фактически убиваем место, где живем.

Следующий шаг класс B, группа, которая вообще не нуждается в звездной энергии, но разработала источники энергии, достаточные для для выживания. Класс А это группа, которая гипотетически создала нашу вселенную в лаборатории. Та самая, что могла бы объяснить квантовое туннелирование и использовать его для создания карманных вселенных.

Хотите знать все о последних научных открытиях? Подписывайтесь на наш канал в Telegram так вы точно не пропустите ничего интересного!

Реальность или иллюзия?

Стоит отметить, что лабораторное создание Вселенной отличается от теории моделирования ее существования. В таком случае мы просто живем в цифровой конструкции, созданной программой, находящейся далеко за пределами нашего понимания. Подумайте о Матрице (но не о четвертой части, а о первой). Что, если мы если просто живем в запрограммированной реальности, предназначенной для воспроизведения «реальности», то имеет ли это значение для нашей повседневной жизни?

Вероятно, нет, но подобные размышления полезны. Мы должны позволить себе смиренно смотреть в новые мощные телескопы и искать кого-то разумного в нашем космическом блоке. В противном случае это путешествие может плохо закончиться, подобно опыту динозавров, которые доминировали на Земле до тех пор, пока астероид Чиксулуб не уничтожил все живое.

И все же симуляция или реальность?

Но что делать с информацией о том, что наша Вселенная не более чем лабораторное творение? Это вполне неплохо для нашей нынешней ситуации. Ведь если кроме нас во Вселенной есть кто-то еще, то сможем ли мы их обнаружить? Вряд ли, ведь мы сильно отстаем от потенциально существующих разумных цивилизаций. И все же Леб полагает, что мы должны быть начеку пока ищем эти технологически продвинутые миры.

Вам будет интересно: Предполагает ли квантовая механика множественность миров или что такое интерпретация Эверетта?

В конечном итоге понимание их существования может помочь нам понять причину, по которой существуем мы. Но эта история удивительна и убедительна одновременно, а еще немного пугает если верить и предыдущем теориям Леба, то мы, скорее всего не единственные, претенденты на статус класса А. Как вы думаете, прав ли британский астроном? Может ли вся наша жизнь оказаться компьютерной игрой? Ответ будем ждать здесь, а также в комментариях к этой статье.

Подробнее..

Что такое многомировая интерпретация квантовой механики?

19.01.2022 00:07:08 | Автор: admin

Если существует множество миров, то чем мы заняты в них?

Стандартным способом понимания квантовой физики является Копенгагенская интерпретация предложенная Нильсом Бором, одним из создателей современной физики. Согласно интерпретации квантовый мир полностью отделен от нашего повсеместного опыта, к тому же, начинается с парадокса. Собеседником Бора был его аспирант физик-теоретик Вернер Гейзенберг. Вместе они обсуждали как реальные, так и мысленные эксперименты, рассматривая предложения и возражения Эйнштейна, Шредингера, Паули, Пола Дирака и других. Гейзенберг, например, считал, что из квантовой теории должна вытекать единственно верная интерпретация, доказать которую можно в процессе дальнейших исследований. Эйнштейн, однако, не мог смириться с тем, что вытекает из этого предположения существование «параллельных вселенных», в каждой из которых действуют одни и те же законы природы. И действительно, подобные предположения нелегко согласовать с нашим восприятием Вселенной.

В двух местах одновременно

Одной из самых странных идей, появившихся в физике 20-го века, является многомировая интерпретация квантовой механики, которая пытается объяснить загадочные и противоречащие эффекты этой теории. Согласно Копенгагенской интерпретации каждый физический эксперимент, вне зависимости от того, относится ли он к явлениям повседневной жизни или к явлениям атомной физики, должен быть описан в понятиях классической физики. Вместе они образуют язык, с помощью которого мы описываем наши опыты и результаты.

Вот только заменить эти понятия нечем, а их применимость ограничена соотношением неопределенностей. Выходит, мы должны иметь в виду ограниченную применимость классических понятий и не пытаться выходить за рамки этой ограниченности. И чтобы лучше понять этот парадокс, необходимо сравнить интерпретацию опыта в классической и квантовой физике.

Некоторые физики считают, что могут существовать разные частицы, разные силы, даже разное количество измерений пространства по сравнению с тем, что мы видим вокруг нас.

Явления, о которых идет речь, похожи на квантовую интерференцию, при которой квантовая частица, проходящая через двойную щель, создает интерференционную картину, что может произойти только в том случае, если частица проходит через обе щели одновременно.

Интерпретация многих миров объясняет такое положение вещей идеей о том, что на самом деле в эксперименте участвуют две вселенные Напомним, что явление интерференции происходит при взаимодействии двух и более волн одинаковой частоты, распространяющихся в различных направлениях.

В одной из этих вселенных частица проходит через одну щель, в то время как в другой проходит через вторую. В остальном эти вселенные идентичны. Интерференционная картина возникает потому, что эти вселенные находятся в квантовой суперпозиции.

Это интересно: Может ли квантовая механика объяснить существование пространства-времени?

Копенгагенская интерпретация

Итак, интерпретация многих миров гласит, что все, что может произойти, на самом деле происходит в параллельной вселенной. Таким образом, должно существовать бесконечное число параллельных вселенных, содержащих все, что когда-либо могло произойти. В одной из таких вселенной вы политик, в другой знаменитый музыкант.

Согласна, принять эту идею нелегко, особенно ввиду других проблем с интерпретацией многих миров. Так, она предсказывает, что все возможные исходы действительно случаются, но не объясняет, почему физики видят наиболее вероятный результат в сто раз чаще, чем другие. По этой причине многие ученые остаются при своем мнении и продолжают искать более правдоподобные интерпретации.

Квантовая запутанность явление, которое мы не можем объяснить

Одна из таких предложена физиками из университета Гриффита в Австралии. Они полагают, что нашли альтернативную интерпретацию, которая решает противоречащие проблемы квантовой механики и способна объяснить странные странные результаты научных исследований.

На первый взгляд, новая интерпретация имеет некоторое сходство с интерпретацией многих миров, предполагая реальное существование множества различных параллельных вселенных. Но есть важные отличия каждая из этих вселенных развивается в соответствии с классической ньютоновской физикой, отмечают исследователи.

Однако эти вселенные могут взаимодействовать посредством «отталкивания», которая не позволяет частицам в разных вселенных приближаться друг к другу близко. «Все квантоподобные эффекты возникают из-за существования этого взаимодействия», пишут авторы научной работы. «В отсутствие межмирового взаимодействия миры развиваются независимо в соответствии с чисто ньютоновской динамикой».

Больше по теме: Предполагает ли квантовая механика множественность миров или что такое интерпретация Эверетта?

Так сколько же существует вселенных?

Исследователи утверждают, что согласно квантовой теории может существовать «множество взаимодействующих миров». Это утверждение немедленно решает проблему вероятности, так как квантовые вероятности не играют никакой роли ни в одном из миров. Парадоксально, но физики говорят, что «вероятности возникают только потому, что наблюдатели не знают, в каком мире они на самом деле находятся».

Выходит, миры развиваются по-разному, в зависимости от того, что на самом деле происходит в каждом из них. Это позволяет сгруппировать их в классы в соответствии с макроскопическими результатами.

никто точно не знает, какие квантовые процессы в реальном мире ответственны за соткание ткани пространства-времени.

Физики продолжают изучать ряд примеров, в которых отталкивающее взаимодействие между различными мирами приводит к различным квантовым эффектам, которые они видят. В интерпретации множества взаимодействующих миров физики представляют себе два параллельных мира, в каждом из которых частица направляется к барьеру. В одном мире частица отскакивает от него, но в другом отталкивание между частицами дает второй импульс, необходимый для преодоления барьера.

По мнению авторов исследования, увеличение числа миров все больше походит на предсказаная квантовой механики.

И все же впереди еще много проблем. Возможно, наиболее серьезным и, следовательно, наиболее интересным является то, как интерпретация множества взаимодействующих миров справляется с квантовой запутанностью.

Подробнее о том, что это такое мы рассказывали здесь.

Оригинальная копенгагенская интерпретация квантовой механики все еще популярна, а новая теория может привести к проверяемым предсказаниям. Ключ находится в количестве миров, которые на самом деле составляют вселенную или мультивселенную. Но если это так, что двумя вселенными дело не кончится — их количество стремиться к бесконечности.

Если существуют другие вселенные, то сколько их?

Но если существует конечное число миров, значит ученые рано или поздно смогут это доказать. Безусловно, для этого потребуется время, но результаты однозначно стоят проверки и наших ожиданий. Идея мультивселенной становится популярной, а квантовая механика наш ключ к поиску других миров. А как вы думаете, если параллельная вселенная существует, как в ней сложилась ваша жизнь? Ответ будем ждать здесь, а также в комментариях к этой статье.

Подробнее..

Мир в суперпозиции три теории параллельных вселенных

20.01.2022 00:15:27 | Автор: admin

Как описать все, что мы видим и делаем, в одном уравнении?

ХХ век позволил нам заглянуть внутрь самого мироздания. Мы знаем, что состоим из атомов, которые вырвались в космическое пространство из недр сверхновых звезд. Эти мельчайшие частицы химических элементов, состоящие из ядра и электронов, навсегда изменили наше представление о Вселенной и нас самих, а также привели к появлению квантовой механики. Эта область физики чрезвычайно точно описывает взаимодействие элементарных частиц между собой. Но когда мы пытаемся описать нашу повседневную жизнь с помощью квантовой теории, начинаются проблемы. Ведь если одна частица может находиться в двух местах одновременно, то можем ли мы, подобно коту Шредингера, находиться в суперпозиции? И если прямо сейчас я сделаю прыжок вправо, сделает ли прыжок влево другая я в параллельном мире?

Копенгагенская интерпретация

На сегодняшний день существует три основных теории, способных объяснить устройство Мультиверса: копенгагенская интерпретация, интерпретация «множества миров» или «волновой функции» и «параллельные браны» теории струн. Последнюю мы отложим для следующей статьи и сосредоточимся на двух других объяснениях.

Совокупность всех возможных состояний, в которых может существовать объект, называется суперпозицией, которая состоит из «волновой функции».

Квантовая механика требует гладкой, полностью детерминированной волновой функции математического выражения, которое передает информацию о частице в виде многочисленных возможностей ее местоположения и характеристик. Но она также требует чего-то, что реализует одну из возможностей и устраняет все остальные.

Узнать жив или мертв кот можно лишь открыть коробку

Копенгагенская интерпретация была разработана в 1920-х годах физиками Нильсом Бором и Вернером Гейзенбергом, которые утверждали, что частица не имеет материального существования до тех пор, пока не будет подвергнута измерению (наблюдению). И ведет эта теория прямиком к мысленному эксперименту Шредингера.

Читайте также: Физики придумали как спасти кота Шредингера

Нужно поместить кошку в запечатанную коробку вместе с небольшим количеством радиоактивного материала и счетчиком Гейгера. Если счетчик Гейгера обнаруживает распад радиоактивного материала, то запускает выброс ядовитого газа, который убивает кошку. Но пока коробка запечатана, кот находится в суперпозиции он одновременно и жив и мертв. Только когда коробка открыта, кот перейдет в то или иное состояние.

Кот Шредингера находится в суперпозиции

Шредингер считал, что подобного не может быть и что квантовая суперпозиция не работает с большими объектами, такими как кошки, потому что организм не может быть одновременно живым и мертвым. Таким образом, он пришел к выводу, что Копенгагенская интерпретация должна быть ошибочной изначально.

Не пропустите: Что произошло в первые микросекунды после Большого взрыва?

Интерпретация множественности миров

Альтернатива Копенгагенской интерпретации была предложена в 1957 году аспирантом Принстонского университета Хью Эвереттом. Он изучал физику под руководством Джона Уилера, который представлял себе структуру Вселенной как бурлящее субатомное царство квантовых флуктуаций.

В своей диссертации, озаглавленной «Теория универсальной волновой функции», Эверетт утверждал, что универсальная волновая функция реальна и не коллапсирует, как в Копенгагенской интерпретации. В этом случае каждый возможный результат квантового измерения реализуется в каком-то «мире» или вселенной, и по этой логике должно существовать очень большое или бесконечное число вселенных.

Волновая функция коллапсирует, допуская существование других миров

Согласно многомировой интерпретации квантовой механики все возможные события на самом деле происходят, но в каждой Вселенной может произойти только один результат. Требуется бесконечное число параллельных Вселенных, чтобы учесть все варианты, но эта интерпретация столь же верна, как и любая другая. Нет никаких экспериментов или наблюдений, которые бы исключали существования других миров.

Интересно, что многомировая интерпретация квантовой физики Эвереттом получила незначительную поддержку со стороны физического сообщества, так что он провел всю свою трудовую жизнь вне академических кругов. Сегодня его имя встречается все чаще, а недавно мы подробно рассказывали о его теории.

Еще больше интересных статей о том, что представляет собой Вселенная, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте

Согласно многомировой интерпретации квантовой механики все возможные события на самом деле происходят, но в каждой Вселенной может произойти только один результат. Требуется бесконечное число параллельных Вселенных, чтобы учесть все варианты, но эта интерпретация столь же верна, как и любая другая. Нет никаких экспериментов или наблюдений, которые бы исключали существование других миров.

Стивен Хокинг и теория инфляции

Знаменитый британский физик Стивен Хокинг скончался 14 марта 2018 года, проведя десятилетия прикованным к инвалидному креслу из-за бокового амиотрофического склероза. Заключительная исследовательская работа Хокинга, опубликованная всего за 10 дней до его смерти, была написана совместно с Томасом Хертогом, бельгийским профессором теоретической физики и касалась мультивселенной.

В статье, озаглавленной «Плавный выход из вечной инфляции?» Хокинг и Хертог предположили, что быстрое расширение пространства-времени после Большого взрыва, возможно, происходило неоднократно, создавая множество вселенных.

Стивен Хокинг допускал, что Мультивселенная существует

Теория инфляции предполагает, что до Большого взрыва Вселенная была наполнена энергией, которая была частью самого пространства. Именно эта энергия заставляла пространство расширяться с возрастающей скоростью и привела к Большому взрыву.

Больше по теме: Гайд по теории Мультивселенной: существуют ли другие миры?

Но так как инфляция (как и все остальное) носит квантовый характер, она, должно быть, прекратилась в разное время в разных местах. Это означает, что должны существовать области пространства, в которых заканчивается инфляция и начинается Большой взрыв. Вот только эти области никогда не смогут столкнуться друг с другом, так как разделены раздувающимся пространством.

Выходит, сегодня никто не может ответить на вопрос о существовании Мультивселенной. Но у ученых появляется все больше идей и инструментов, с помощью которых мы можем попытаться понять как устроен мир. Физик Андрей Линде также является сторонником идеи Мультиверса и недавно мы подробно рассматривали его точку зрения, рекомендуем к прочтению.

Подробнее..

Что происходит с мозгом во время смерти?

09.03.2022 00:11:44 | Автор: admin

Что ждет нас после смерти?

Мы часть Вселенной. И возможно появились здесь случайно. Все живые организмы на Земле развивались на протяжении миллиардов лет. Венец эволюции человеческий мозг позволил немного понять устройство Вселенной и окружающего мира. С помощью новейших астрономических инструментов мы смогли заглянуть в прошлое и увидеть рождение Вселенной Большой взрыв. Так, с помощью научных достижений мы узнали, что даже на космических просторах нет ничего вечного. Смерть звезд позволяет родиться новым светилам. Даже у этих далеких космических объектов есть свое начало и конец. Жизнь и смерть. И как бы мы не стремились обнаружить источник вечной молодости, каждый человек, каждое живое существо, рожденное на нашей планете, когда-нибудь умрет. Но что мы знаем о смерти?

Смерть неизбежна

Пока одни ученые пытаются понять как появилась жизнь на Земле, другие намеренны узнать что такое смерть. Ритуалы, связанные со смертью, появились задолго до современной цивилизации, а наши далекие (и не очень) предки постоянно сталкивались с ней. Но мы, в отличие от предков, видим смерть не часто несколько поколений выросли в относительном благополучии и видели смерть лишь в больницах и на экранах телевизоров.

Уровень жизни современных Homo Sapiens значительно вырос, а научно-технический прогресс позволил жить до глубокой старости, впервые за всю нашу историю. Конец ХХ века (как о нем говорил агент Смит в первой «Матрице»), вероятно, и правда был лучшим периодом в истории человечества.

The Matrix has you

Но как бы мы не старались, как бы не искали «таблетку от старости», мы все равно умрем. И осознать этот факт нелегко. Горе, которое мы испытываем со смертью близких, заставляет нашу психику защищаться: справиться с утратой помогают определенные ритуалы, свойственные культуре, к которой мы принадлежим.

Болше по теме: Смерть домашнего животного может причинить больше страданий, чем потеря друга или близкого родственника

Наука, увы, не может ответить на вопрос о том, существует ли загробная жизнь. Вместо этого ученые ищут причину смерти и фиксируют как именно происходит процесс умирания. И если исходить из того, что мы это наш мозг, создающий сознание, то что происходит внутри него когда сердце перестает биться?

Как и когда умирает мозг?

Начнем с того, что смерть мозга концепция не новая. Первое клиническое определение смерти мозга было опубликовано в 1968 году, а его основные принципы по-прежнему широко применяются.

Смерть мозга диагностируют, когда зрачки пациента не реагируют на свет, а сам он не может самостоятельно дышать (не приходя в сознание) полагают специалисты.

Если кома и отсутствие рефлексов ствола головного мозга подтверждены, заключительным этапом является тест на апноэ (остановку дыхания) временное отключение пациента от аппарата искусственной вентиляции легких и наблюдение за спонтанными вздохами. Если через 10 минут дыхания не наблюдается, а уровень углекислого газа в крови повышен, пациенту диагностируют смерть.

Мозг самый сложный и малоизученный орган человеческого тела,

Однаков разных медицинских учреждениях критерии смерти мозга различаются. Дело в том, что неврологическое определение смерти мозга это сложная оценка, которая может быть неверно истолкована неспециалистами, а потому требует особой осторожности. Но как в таком случае объяснить околосмертный опыт, с которым многие сталкиваются?

Читайте также: Ученые обнаружили в мозге зомби-гены, которые активны после смерти

Мозг и околосмертный опыт

Некоторую ясность в вопросах смерти мозга внесла электроэнцефалография (ЭЭГ) тест, который выявляет отклонения в электрической активности мозга, показывая всплеск электрической активности после остановки сердца. Это, по мнению некоторых исследователей, указывает на то, что разум является последним признаком жизни перед тем, как впасть в вечное забытье.

Так называемые околосмертные переживания возникают в ситуациях угрожающих жизни, например, в результате сердечного приступа, шока или травмы (взрыв или падение с высоты). К тому же многие пережившие клиническую смерть пациенты имеют много общего: избавление от боли, видение яркого света в конце туннеля, отделение от своего тела и даже полеты в космос.

Смерть это неотъемлемая часть жизни

Недавно стало известно о результатах одного крайне интересного исследования оказалось, что электрическая активность мозга продолжается в течение 30 секунд после остановки сердца. В 2016 году, изучая мозговую активность 87-летнего пациента с эпилепсией с помощью ЭЭГ, команда совершила внезапное открытие, так как пациент скончался во время процедуры.

Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) устройство для мониторинга мозговых волн, прикрепленное к коже головы пациента.

Жизнь перед глазами

Сердечный приступ, что унес жизнь пациента, стал первым в своем роде случаем записи умирающего мозга. Это позволило ученым увидеть, как нервные колебания повторяющиеся паттерны нервной активности (мозговые волны) менялись, пока мужчина умирал. Полученные данные показали, что за 30 секунд до и после остановки сердца произошло необычное изменение активности мозговых волн.

Наше исследование впервые показало, что колебания мозговых волн присутствуют в умирающем человеческом мозге. Это может может объяснить то, что мы называем околосмертными переживаниями, рассказывают авторы научной работы.

Некоторые люди, пережившие околосмертный опыт, сообщали о феномене воспроизведения воспоминаний. Новое исследование первое научное доказательство того, что эта «вспышка» может быть реальной. Но так как это единственное в своем роде исследование, делать дальнейшие предположения о том, насколько распространенным может быть это явление, пока нельзя.

Если мы это наш мозг, то все заканчивается с последним ударом сердца

Более того, нет никакого способа узнать, действительно ли этот пациент видел воспоминания о прошлом, или же просто находился в состоянии, похожем на сон, вызванным его слабеющей нервной системой.

Не пропустите: Тайны мозга: действительно ли перед смертью нас ждет эйфория?

Эйфория какой будет наша смерть?

Проведенные ранее эксперименты на крысах показали, что у грызунов тоже наблюдаются аналогичные уровни электрических колебаний во время смерти. Это еще одна причина, по которой воспоминания о жизни могут быть универсальным опытом, разделяемым большинством умирающих млекопитающих.

В то же самое время авторы исследования получили множество откликов со всего мира работа, опубликованная в журнале Frontiers in Aging Science, привлекла международное внимание. И хотя ученые не могут с уверенностью сказать, что наблюдающиеся паттерны мозговых волн связаны с воспоминаниями, они надеятся, что открытие принесет некоторое утешение тем, кто теряет близких людей.

Хотя наши близкие закрывают глаза и оставляют нас, их мозг, возможно, воспроизводит некоторые из самых приятных моментов, которые они пережили в своей жизни, говорится в заявлении ученых.

Наша жизнь мгновение в сравнении с Вселенной

Интересно и то, что сам момент смерти может стать самым счастливым моментом за всю нашу жизнь. Безусловно, фактический момент смерти сложно расшифровать, но некоторые исследование предполагают, что по мере приближения смерти может происходить выброс эндорфина и других химических элементов.

Так, согласно исследованию 2011 года, уровень серотонина еще одного химического вещества, которое, как считается, способствует ощущению счастья утроился в мозге шести лабораторных крыс перед смертью. Мы не можем исключить возможность того, что нечто подобное может произойти и с людьми. И хотя требуется больше данных и исследований, в целом, кажется, что боль уходит когда мы умираем.

Вам будет интересно: Мозг строит странные структуры в 11 измерениях

Жизнь, смерть и тайны Вселенной

И все же, каждый из нас относится к смерти по-своему. Многие полагают, что смерть это не конец. Возможно они правы: ведь атомы из которых состоит все вокруг включая нас, появились в результате гибели сверхновых звезд. Все химические элементы необходимые для жизни выбрасываются в космическое пространство из раскаленных ядер этих небесных светил. В каком-то смысле мы с вами это звездная пыль.

Но что, если Мультивселенная действительно существует? Может ли быть так, что умирая в одной из них, мы просыпаемся в другой? Безусловно, это крайне спорное предположение. Но главное заключается в том, что устройство Вселенной на микроуровне теоретически позволяет предположить, что как таковой смерти не существует вообще. Подробнее об этой точке зрения ранее рассказывал мой коллега Рамис Ганиев, рекомендую к прочтению.

Билли Пилигрим совершающий путешествия во времени и пространстве

Что до меня, то справиться с утратой близких и размышлениями о собственной смерти, мне помогли идеи, изложенные писателем-фантастом Куртом Воннегутом. В своем самом известном произведении «Бойня номер пять или крестовых поход детей» Воннегут рассказывает историю человека, которого похители жители планеты Тральфамодор.

Бойня номер пять, или Крестовый поход детей автобиографический роман Курта Воннегута о бомбардировке Дрездена во время Второй мировой войны.

Эти странные существа поведали Билли, что смерти не существует. Все потому, что Тральфамадорцы видят настоящее, прошлое и будущее одновременно. Вот что рассказывает о них главный герой:

Самое важное, что я узнал на Тральфамадоре это то, что, когда человек умирает, нам это только кажется. Он все еще жив в прошлом, так что очень глупо плакать на его похоронах. Все моменты прошлого, настоящего и будущего всегда существовали и всегда будут существовать.

Тральфамадорцы умеют видеть разные моменты совершенно так же, как мы можем видеть всю цепь Скалистых гор. Они видят, насколько все эти моменты постоянны и могут рассматривать тот момент, который их сейчас интересует. Только у нас, на Земле, существует иллюзия, что моменты идут один за другим, как бусы на нитке, и что если мгновение прошло, оно прошло бесповоротно».

Когда тральфамадорец видит мертвое тело, он думает, что этот человек в данный момент просто в плохом виде, но он же вполне благополучен во многие другие моменты. Теперь, когда я слышу, что кто-то умер, я только пожимаю плечами и говорю, как сами тральфамадорцы говорят о покойниках: Такие дела

Словом, ничто не вечно на просторах Вселенной. А как вы думаете, что происходит с мозгом, когда мы умираем? Ответ будем ждать здесь, а также в комментариях к этой статье. Такие дела.

Подробнее..

Четыре вида Мультивселенной в какой из них находимся мы?

26.05.2022 16:03:06 | Автор: admin

Мультивселенная состоит из множества отдельных и отличных друг от друга вселенных

Что такое мультивселенная? Является ли она научной фантастикой или научным фактом? И если так, то сколько альтернативных вселенных может существовать? Ответы на эти вопросы мы вряд ли когда-нибудь узнаем: наша способность к познанию, увы, ограничена. Но если верить результатам опыта Юнга, то такие элементарные частицы как фотоны могут находиться в двух местах одновременно. Но лишь при условии, что за ними кто-то наблюдает. К тому же, физикам удалось доказать, что свет может быть и волной и частицей одновременной, что по-научному называется корпускулярно-волновым дуализмом. Подобные противоречия и аномалии квантовой механики лежат в основе как развития науки, так и научной фантастики, будь та в прозе или на экране. Так, герои кинокомиксов Марвел, как и герои мультсериала «Рик и Морти, то и дело путешествуют между мирами. Согласитесь, сама идея о существовании других версий себя захватывает дух, а такие именитые ученые как Андрей Линде, Митио Каку и Стивен Хокинг всерьез рассматривают существование Мультиверса.

Удивительно, но многие из лучших научных моделей рождения нашей Вселенной на самом деле зависят от существования множества миров. Эти другие вселенные могут быть как практически идентичными нашей, так и невообразимо отличаться друг от друга, например, из-за других законов физики. Но даже если доказать существование мультивселенных нельзя, сама идея открывает множество интересных и даже ошеломляющих возможностей.

В недрах каждой коллапсирующий черной дыры могут таиться семена новой расширяющейся Вселенной, сэр Мартин Рис, главный королевский астроном Великобритании.

Тайны мультивселенной

Перед тем как погружаться в теорию Мультиверса, напомним, что любые разговоры и научные исследования в этой области имеют гипотетический характер, а многие физики отказываются всерьез рассматривать существование параллельных миров. Так, еще во времена Эйнштейна тема мультивселенной считалась весьма эксцентричной, а заниматься ей могли некогда продуктивные физики, достигшие преклонного возраста и готовые отойти от серьезных дел. Что же до самого Эйнштейна, то после 1935 года он занимался преимущественно общей теорией относительности (ОТО), электромагнетизмом и поиском единой теории всего.

Черные дыры, по мнению Стивена Хокинга, могут являться вратами в параллельные Вселенные

Причина интереса знаменитого физика проста ОТО великолепна. Но в то же самое время подобна троянскому коню. Всего несколько простых допущений описывают основные характеристики космоса, включая Большой взрыв. Даже теорию инфляции можно подогнать к решению, вписав подобранную космологическую константу в уравнения ранней Вселенной. Эти уравнения, помимо прочего, дают нам убедительную теорию возникновения и смерти Вселенной. Но стоит заглянуть внутрь троянского коня, как мы обнаружим черные дыры, пространственно-временные туннели (червоточины) и даже машины времени. Все это находится за пределами здравого смысла и Эйнштейн отрицал саму возможность их существования и обнаружения.

Черные дыры могут стать проходами в какое угодно время. Если бы нам пришлось прыгнуть в черную дыру, то предполагается, что мы бы появились в другой части Вселенной и в другой временной эпохе… Черные дыры могут быть вратами в Страны чудес. Но есть ли там Алисы и белые кролики? Карл Саган.

Но, как мы знаем сегодня, черные дыры действительно существуют. Недавно мы рассказывали об ошеломительном открытии снимке тени черной дыры в самом сердце нашей Галактики. Ранее в 2019 году весь мир в восхищении рассматривал изображение черной дыры в центре Messier 87 сверхгигантской эллиптической галактике, крупнейшей в созвездии Девы.

Черные дыры это ворота в параллельную Вселенную

Но и это еще не все: в 2017 году международная команда ученых доказала существование гравитационных волн, источником которых было столкновение двух сверхмассивный черных дыр на расстоянии около 1,3 миллиарда световых лет от Земли. Все эти открытия, одно за другим вновь подтвердили постулаты ОТО. К тому же, отклонения и аномалии в расчетах являются неотъемлемой частью теории, которая действительно подразумевает возможность существования Мультиверса. Эти миры могут соединяться между собой пространственно-временными туннелями.

Подробнее о том что такое гравитационные волны, а также когда и как их открыли рассказывал мой коллега Артем Сутягин, к прочтению обязательно.

Доказательства существования Мультивселенной

Так как мы с вами жители XXI века, то знаем об устройстве Вселенной намного больше, чем физики прошлого столетия. Планеты, звезды и галактики, известные на сегодняшний день, охватывают 93 миллиарда световых лет. Современные телескопы, как наземные так и космические, позволили увидеть то, что Эйнштейн и его коллеги считали едва возможным. Более того, развитие квантовой механики, которая с невероятной точностью описывает взаимодействие элементарных частиц, показало, что мультивселенная не такая уж и выдумка, а альтернативные миры могут находиться рядом с нашим, но остаются незамеченными. Даже теория инфляции утверждает, что Вселенная претерпела невероятное сверхсветовое расширение в момент своего рождения, а ее постулаты предполагают наличие мультивселенной. Шарм в эту удивительную историю также вносит весьма спорная теория струн.

Наблюдаемая Вселенная в одном изображении

К тому же на протяжении многих лет исследователи предполагали, что альтернативные версии нас самих существуют внутри Мультивселенной. Вот только «другие» мы можем жить в совершенно иной физической реальности, поскольку законы природы не обязательно одинаковы для каждой вселенной. По этой причине шведско-американский космолога и астрофизик Макс Тегмарк из Массачусетского технологического института предложил рассмотреть четыре вида параллельных вселенных.

Интересный факт
Космология охватывает всю вселенную от рождения до смерти с тайнами и интригами на каждом шагу. Некоторые физики считают, что могут существовать разные частицы, разные силы, даже разное количество измерений пространства по сравнению с тем, что мы видим вокруг нас.

Итак, допустим наша Вселенная столкнулась с другой и мы намеренны это доказать. Одним из возможных способов являются следы, которые другие вселенные могли оставить в виде завитков в реликтовом излучении тепловым излучением, которое осталось после Большого взрыва. Еще одним способом могут выступать гравитационные волны так называемая рябь в пространстве-времени, которая появилась вскоре после рождения Вселенной.

Гравитационные волны также могут предоставить доказательства в поддержку теории космической инфляции, которая предсказывает, что гравитационные волны, оставшиеся после Большого взрыва, могут привести к появлению крошечных завитков в реликтовом излучении, полагают некоторые физики.

Кадр из весьма странного и безумного фильма «Все везде и сразу». Рекомендую к просмотру

По Тегмарку, который написал на эту тему статью в журнале Scientific American review много лет назад, существует четыре уровня мультивселенной. В работе автор рассматривает теории, включающие параллельные вселенные, которые образуют естественную четырехуровневую иерархию Мультиверса, допускающую все большее разнообразие. Прямо как в фильме «Все везде и сразу,» где в одном из миров у людей вместо пальцев были огромные сосиски.

Ну а чтобы понять, почему некоторые физики считают, что мы живем в Мультивселенной, читайте эту статью. В ней астрофизик Андрей Линде объясняет, какие физические законы свидетельствуют о реальности множества миров.

Четыре вида Мультивселенных

Предположив существование бесконечных вселенных, космолог разделил Мультиверс на четыре вида. Первый предполагает существование бесконечной вселенной, в которой происходят все возможные варианты событий, включающие копию нашей Земли. На втором уровне основные законы физики действуют так же, как в нашей вселенной, а вот фундаментальные константы отличны: например, может существовать четыре пространственных измерения, а не три. Третий уровень представляет собой множество самых разных миров и является самым популярным представлением мультивселенной.

Некоторые физики полагают, что обнаружение черных дыр может указать на существование мультивселенной

При этом каждый выбор человека способен привести к расколу во вселенной, который затем приведет нас к бесконечным параллельным реальностям. И, наконец, четвертый уровень демонстрирует мультивселенную, в которой действуют совсем другие законы физики. В статье Тегмарк описывает четыре вида мультивселенных так:

  • Уровень I: Общее предсказание космологической инфляции это бесконечная вселенная с постоянной Хаббла, реализующей все начальные условия, включая идентичную копию вас на расстоянии около 101029 метров.
  • Уровень II: Во многих моделях инфляция может привести к появлению нескольких мультивселенных уровня I, которые имеют разные физические константы, размеры и содержание частиц.
  • Уровень III: В унитарной квантовой механике другие ветви волновой функции не добавляют ничего качественно нового. Иронично, но именно эти квантовые параллельные вселенные исторически были самыми противоречивыми.
  • Уровень IV: В основе различных фундаментальных уравнений в физике лежат другие математические структуры.

Автор теории также отмечает, что общей чертой всех четырех видов мультивселенных является самая простая и элегантная теория, которая по умолчанию учитывает существование параллельных миров. И несмотря на многочисленные аномалии и собранные воедино теории и гипотезы, сам факт размышлений о мультивселенной дарит нам прекрасную возможность задуматься о природе науки и нашем существовании. И если ученые в какой-то момент смогут обнаружить характерные завитки в реликтовом излучении или же уловить рябь пространства-времени, возникшей после Большого взрыва, наше представление о мире, космосе и Вселенной придется серьезно пересмотреть.

Доктор Стрэндж в Мультивселенной безумия. Вы уже посмотрели?

К сожалению (или к счастью, кто его знает), сегодня не существует никаких доказательств существования Мультиверса. Так что мы с вами можем довольствоваться произведениями писателей-фантастов и фильмами, в которых герои открывают для себя бесконечную вереницу миров. Главное не забывать о научной составляющей мультивселенной, так как на самом базовом уровне наш мир является математической структурой, в которой может присутствовать мыслящий наблюдатель то есть вы. Полностью ознакомиться с текстом можно здесь.

Идея об объективном существовании математических форм, лежащая в основе концепции Мультиверса 4-го уровня, относится не столько к области философии, сколько к обычной науке, поскольку она фальсифицируема и приводит к проверяемым предсказаниям. Независимо от способа вычисления числа Пи результат будет один и тот же, потому что он существует до любых вычислений и независимо от них. Это проверяемое предсказание. А где начинаются такие предсказания там кончается философия и начинается нормальная наука, полагает Александр Панов, доктор физико-математических наук и ведущий научный сотрудник НИИ ядерной физики им. Скобельцына (НИИЯФ) МГУ

Хотите всегда быть в курсе новостей из мира популярной науки и технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram, так вы точно не пропустите ничего интересного!

Автор четырех видов Мультиверса Макс Тегмарк

Но есть кое-что новенькое. Как показали результаты недавнего исследования, опубликованного в журнале Physical Review Letters, невидимый «зеркальный мир» элементарных частиц может взаимодействовать с нашим только через гравитацию и может оказаться ключом к решению главной загадки современной космологии проблемы постоянной Хаббла, которая определяет скорость расширения Вселенной на сегодняшний день. Можно даже сказать, что ученые в полной мере не понимают, что именно сегодня происходит с нашей Вселенной.

В конечном итоге авторы научной работы пришли к интересному выводу: возможно существует зеркальная вселенная, очень похожая на нашу, но невидимая для нас, за исключением ее гравитационного воздействия на наш мир. Наука удивительна, согласитесь. Что же до постоянной Хаббла, то узнать больше о главной загадке современной космологии можно здесь.

Подробнее..

Как и почему галактики исчезают из виду?

03.06.2022 00:12:32 | Автор: admin

Исследователи полагают, что за расширение Вселенной ответственна таинственная темная энергия (обнаружить которую пока не удалось)

Несмотря на то, что человечество сумело описать физические законы, управляющие Вселенной, понять и в полной мере осознать их мы не в силах. Большой взрыв, произошедший около 13,8 миллиардов лет назад, положил начало всему что мы знаем. Но если у Вселенной было начало, будет ли у нее конец? Примерно через пять миллиардов лет Солнце погибнет, захватив с собой нашу планету. Примерно в это же время (плюс минус миллиард лет) Млечный Путь столкнется со своим ближайшим соседом галактикой Андромеды. Но что дальше? Прошло немало лет с тех пор, как ученые выдвинули предположение о расширении Вселенной: чем дальше от нас находятся другие галактики, тем быстрее они, по-видимому, удаляются от нас. Этот процесс длится около шести миллиардов лет и происходит не потому, что галактики физически удаляются от Земли, а скорее потому, что Вселенная полна гравитационно связанных объектов. Со временем эти галактики станут полностью недостижимыми для наблюдений, даже если мы будем двигаться к ним со скоростью света.

Если проследить за Вселенной с момента ее рождения, то продвигаясь вперед во времени, мы придем к единому, последовательному выводу наша Вселенная существует уже 13,8 млрд лет и на 68% состоит из темной энергии. 27% приходятся на темную материю и 4,9% на обычную материю.

Наблюдения за Вселенной

В конце 1920-х годов американский астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что Вселенная расширяется. К такому выводу он пришел, наблюдая за галактиками и измеряя расстояние до ближайших к нам. Спустя 70 лет ученые пришли к выводу, что Вселенная не просто расширяется отдаленные галактики удаляются от нас на большие расстояния со все возрастающей скоростью. Так, в пределах наблюдаемой Вселенной насчитывается около 2 триллионов галактик. 97% из них находятся за пределами нашей досягаемости. Но есть кое-что интересное с течением времени нашему взору будут открываться новые, ранее не виданные галактики.

Согласно Общей теории относительности (ОТО), наша Вселенная не может оставаться статичной. Причина проста: Вселенная заполнена равным количеством материи и энергии повсюду и во всех направлениях и зависит от трех факторов: начальной скорости расширения, количества всего вещества и энергии, а также соотношения различных типов энергии (материи, темной материи, нейтрино, излучения, темной энергии и проч). Все эти условия, учтенные в расчетах, показывают как прошлое, так и будущее Вселенной.


Благодаря темной энергии далекие галактики уже ускоряются в своей кажущейся скорости удаления от нас.

Млечный Путь представляет собой потрясающее, внушающее благоговейный трепет зрелище для любого человека и предлагает захватывающий вид на огромное количество звезд в нашей галактике. Однако за ее пределами находятся триллионы других галактик и почти все они удаляются от нас.

За последние несколько десятилетий астрономы смогли определить, как выглядит Вселенная во внегалактических масштабах. То, как галактики собираются в группы, скопления и нити, позволило исследователям понять крупномасштабную структуру Вселенной. А учитывая наблюдения за реликтовым излучением (космическое микроволновое фоновое излучение), мы наблюдаем убедительную картину того, как Вселенная стала такой, какой мы ее знаем.

Гравитация и расширение Вселенной

Продолжающееся ускорение гарантирует, что каждая галактика, не связанная гравитационно с нашей собственной, в конечном итоге будет удаляться и станет не только недосягаемой, но и недоступной для наблюдения после определенного момента времени. Но стоит свету покинуть отдаленный космический источник, расширяющаяся Вселенная растягивает длину волны этого света.

Красное смещение явление, связанное с удалением от нас наблюдаемых объектов из-за расширения Вселенной. Удаляясь, свет краснеет, а при приближении сдвигается в фиолетовую сторону.

Красное смещение в спектрах галактик объясняется эффектом Доплера, который научно обосновывает идею расширяющейся Вселенной.

Но что бы мы увидели, если бы посмотрели на галактику, свет которой еще не достиг наших глаз? Самый удаленный объект, доступный для наблюдений, находится на расстоянии 46 миллиардов световых лет от Земли. При этом любой объект, что расположился в пределах 61 млрд световых лет, когда-нибудь станет наблюдаемым свет от этих объектов уже направляется к нам. И несмотря на то, что Вселенная расширяется, этот свет когда-нибудь достигнет Земли.

Необходимо также учесть, что скорость света конечна: чем больше времени требуется фотонам, чтобы добраться от далекой галактики до Земли, тем большую роль играет расширение Вселенной. Подробнее о том, какие тайны скрывает темная энергия, мы рассказывали здесь, не пропустите.

Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram так вы точно не пропустите ничего интересного!

Будущее Вселенной

Согласно новой модели Вселенной, ее наблюдаемое расширение может остановиться через 100 миллионов лет. Когда это произойдет, конец Вселенной ознаменует так называемое Большое сжатие один из возможных сценариев будущего Вселенной, в котором расширение со временем меняется на сжатие. Это приведет к тому, что Вселенная коллапсирует в сингулярность точку, из которой она родилась почти 14 млрд лет назад.

Когда мы глядим на Вселенную, то чем дальше смотрим, тем в более глубокое прошлое заглядываем.

Измеряя источники света на множестве расстояний, обнаруживая их красное смещение, а затем измеряя их реальный размер по сравнению с видимым, астрономы восстанавливают всю историю расширения Вселенной. Но поскольку оно определяется различными типами материи и энергии, присутствующих в ней, ученым придется досконально изучить все ее содержимое. А это, как известно, непростая задача.

Как только это произойдет, астрофизики смогут применить полученные данные к законам гравитации согласно ОТО. Это означает, что все галактики, не связанные с нами гравитационно, в конечном итоге исчезнут из нашего поля зрения, удаляясь со все возрастающей скоростью из-за постоянного расширения пространства. В результате космос, наблюдаемый с помощью телескопов, будет выглядеть намного меньше, чем сегодня.

Не пропустите: Физики переосмысли строение Вселенной. Темная энергия больше не нужна?

Так как через несколько сотен миллиардов или, возможно, триллионов лет все галактики, кроме локальной группы, окажутся далеко и навсегда исчезнут из виду. По словам астрофизика и популяризатора науки Лоуренса Краусса, пространство будет расширяться быстрее скорости света.

Тайны темной энергии

Важнейшим звеном космологической загадки является темная энергия, без которой наблюдаемая Вселенная не имеет смысла. Грубо говоря, темная энергия это растущая тенденция пустого пространства, которая самопроизвольно создает еще больше пустого пространства, тем самым отдаляя все, что не связано гравитацией.

Когда-нибудь наша Вселенная исчезнет. К счастью, произойдет это не скоро, так что волноваться не стоит

Так, к 3 000 000 000 000 году астрономы смогут наблюдать только гравитационно связанную «локальную группу» галактик: Млечный Путь и Андромеду, Большое и Малое Магеллановы Облака и несколько других крошечных галактик, отмечает астрофизик и популяризатор науки Лоуренс Краусс.

По словам Краусса, наблюдаемая Вселенная будет казаться не расширяющейся и не сжимающейся, а относительно маленькой и статичной. Более того, в ранней вселенной могло произойти некое событие, которое невозможно обнаружить. К тому же сама темная энергия в будущем может измениться, а значит расширение Вселенной, вероятно, замедлится.

Подробнее..

Новое значение постоянной Хаббла почему Вселенная расширяется с ускорением?

17.06.2022 18:06:09 | Автор: admin

Расширение Вселенной дело странное. Ранние космологические модели предполагали, что оно замедляется. Но так ли это на самом деле?

Наша Вселенная расширяется с ускорением, что на самом деле довольно странно: согласно ранним космологическим моделям, со временем расширение Вселенной должно было замедлиться. К такому выводу астрономы пришли из предположения о том, что основную часть массы Вселенной составляет материя как видимая, так и невидимая (привет, темная материя). Эта теория, однако, не получила подтверждения и, как мы знаем сегодня, Вселенная расширяется со все возрастающей скоростью. Более того, она также подчиняется неизвестным законам физики. В академических кругах эта проблема называется постоянной Хаббла и олицетворяет собой серьезный кризис в космологии. Но почему?

Постоянная Хаббла число, которое астрономы используют для измерения расширения Вселенной. Свое название постоянная получила в честь астронома Эдвина Хаббла, который впервые измерил ее в 1929 году.

Расширение Вселенной

Событие произошедшее около 14 млрд лет назад сделало наше существование возможным. Большой взрыв положил начало всему, что мы знаем. Но разобраться в том, как устроена Вселенная и по каким законам она работает непросто. Так, существующие физические теории не могут объяснить почему Вселенная расширяется все быстрее и быстрее. Но как мы вообще об этом узнали?

Все началось около ста лет назад, когда американский астроном Эдвин Хаббл обнаружил другие галактики за пределами Млечного Пути и пришел к выводу, что они постоянно удаляются от нас. Это открытие стало настоящим прорывом в нашем понимании космоса.

По имеющимся оценкам, ускоряющееся расширение Вселенной началось приблизительно 5 миллиардов лет назад

Сам Хаббл, однако, полученным результатом был не рад. Дело в том, что ученые до сих пор не могут прийти к единому мнению на этот счет. И хотя в 1998 году, изучив далекие сверхновые, астрономы доказали расширение Вселенной, в точности определить ее скорость не удалось.

Больше по теме: Начало конца Вселенной: тайны темной энергии

Начнем с того, что измерения скорости расширения Вселенной обычно фокусируются на двух маркерах расстояния. Одним из них являются Цефеиды переменные звезды, которые светлеют и тускнеют с постоянной скоростью. Об их существовании мир узнал в 1912 году, когда астроном Генриетта Свон Ливитт отметила их важность, просматривая снимки, полученные с помощью космических телескопов.

Цефеиды хороши для определения расстояний внутри Млечного Пути и в близлежащих галактиках. Помимо них астрономы также полагаются на яркость сверхновых явления, в ходе которого звезда резко увеличивает свою яркость на 48 порядков.

Космический телескоп Хаббл

Сегодня множество обсерваторий наблюдают за разными участками ночного неба, но полученные данные сильно отличаются друг от друга. То же самое касается космического телескопа Хаббл, который служит человечеству верой и правдой более 30 лет. И хотя ожидаемый срок службы телескопа давно истек, Хаббл по-прежнему открывает нам Вселенную.

Недавно открытый ускоренный характер расширения Вселенной вызывает много споров и приводит к появлению большого числа гипотез.

В ходе исследования, опубликованного в научном журнале Physical Review Letters (в рамках проекта SHOES), ученые проанализировали 42 сверхновых, одна из которых взрывалась примерно раз в год. Затем астрономы рассчитали новое значение постоянной Хаббла, включая более точные оценки возраста Вселенной и ее будущего.

Исследователи отмечают, что новое измерение в восемь раз точнее предыдущих и составляет 731 км/с на 1 Мегапарсек. Новые показатели основаны на наборе данных, который включает в себя более 1 000 орбит космического телескопа Хаббл.

Полученные расчеты также свидетельствуют о том, что скорость расширения Вселенной неравномерна: дальние галактики отдаляются быстрее, чем те, что расположены ближе к нам. Разница между новыми и ранее имеющимся данными достигает 9%, но мнения ученых вновь разделились.

Космология это научное изучение крупномасштабных свойств Вселенной в целом. Она стремится использовать научный метод для понимания происхождения, эволюции и конечной судьбы всей Вселенной.

За последние 30 лет мир узнал о Вселенной много нового. И этими знаниями мы обязаны космическому телескопу Хаббл

Исследователи также обнаружили ранее незамеченное математическое свойство космологических моделей: за расширение Вселенной отвечает таинственная темная энергия. Считается, что она составляет большую часть энергии во Вселенной, но что именно она собой представляет пока неизвестно.

Судьба Вселенной

Если обратить внимание на ценные подсказки о конечной судьбе Вселенной, то она, скорее всего, продолжит расширяться. В результате этого процесса материя станет менее плотной и распадется из-за так называемой тепловой смерти.

Тепловая смерть Вселенной вероятность того, что рано или поздно любая часть системы вернется в свое первоначальное состояние.

Может ли наша Вселенная существовать вечно?

Но что, если разные показатели постоянной Хаббла свидетельствуют о существовании некой зеркальной Вселенной? В научной теории не раз описывались зеркальные миры, которые могут оказывать влияние на изменения гравитации. Удивительно, но это предположение не противоречит имеющимся представлениям о скорости фотонов. Выходит, невидимый для наблюдателей зеркальный мир может оказывать симметричное влияние на все, что происходит вокруг.

Так как космология охватывает всю вселенную от рождения до смерти, такие понятия как темная материя, темная энергия и Мультивселенная всерьез рассматривается уважаемыми учеными. Подробнее о том, как может быть устроен мир мы рассказывали ранее, не пропустите.

Наблюдаемые галактики удаляются от нас все быстрее и быстрее

Учитывая результаты нового исследования, скоро физики смогут ответить на целый ряд вопросов, а в ближайшие 20 лет космический телескоп Джеймса Уэбба проведет дополнительные измерения постоянной Хаббла. Напомним, что расположенный в космосе и оснащенный новейшими инструментами Уэбб продолжит работу Хаббла, внимательно и подробно рассматривая космические ориентиры.

Ну а пока тайны Вселенной не раскрыты, постоянная Хаббла по-прежнему остается предметом горячих споров в астрономическом сообществе. А как вы думаете какие законы управляют Вселенной и почему? Ответ, как и всегда, будем ждать здесь, а также в комментариях к этой статье.

Подробнее..

Настольный детектор гравитационных волн уловил странные, новые сигналы

25.09.2021 00:09:00 | Автор: admin

Таинственные сигналы, улавливаемые новым детектором гравитационных волн порождают множество вопросов

100 лет назад Альберт Эйнштейн впервые предположил, что на просторах Вселенной существует так называемая рябь рябь пространства-времени или гравитационные волны. Сам физик, правда, сомневался что их когда-нибудь удастся обнаружить. Однако в 1960-х годах ученые стали всерьез работать над поиском гравитационных волн, так как помимо медленного расширения Вселенной, в пространстве-времени должны происходить более быстрые динамические процессы. И они не ошиблись 14 апреля 2015 года с помощью детекторов гравитационных волн LIGO и VIRGO ученым уловить ту самую рябь пространства-времени. Источником волн, которые удалось зафиксировать, стало столкновение двух черных дыр, слившихся в одну 1,3 млрд лет тому назад. Волны уловили обе обсерватории, принимавшие участие в исследовании. Они оснащены суперчувствительными детекторами, самыми точными из когда-либо созданных. Теперь же новый детектор гравитационных волн зарегистрировал два таинственных сигнала за первые 153 дня своей работы. Вот только неясно, что именно представляют собой эти сигналы, так как могут быть вызваны целым рядом явлений. Одно из таких явлений именно то, для чего предназначен детектор высокочастотные гравитационные волны, которые никогда раньше не регистрировались.

Рябь пространства-времени

Новое открытие, результаты которого опубликованы в научном журнале Physical Review Letters, как пишут его авторы, показало, что «новый детектор чувствителен и дает точные результаты, но теперь мы должны точно определить, что они означают», сказал физик Майкл Тобар из Университета Западной Австралии.

Этой работой мы впервые продемонстрировали, что подобные новейшие устройства могут использоваться в качестве высокочувствительных детекторов гравитационных волн.

Напомним, что новаторское обнаружение гравитационных волн состоялось всего шесть лет назад. С тех пор детекторы LIGO и Virgo показали, что Вселенная наполнена ранее скрытыми гравитационными волнами, возникающими в результате столкновений между черными дырами и нейтронными звездами. Эти детекторы огромны, а высокочастотные гравитационные волны гораздо сложнее обнаружить, но их определенно стоит исследовать.

Обнаружить гравитационные волны удалось с помощью детекторов LIGO и VIRGO

Длина волны гравитационных волн пропорциональна размеру Вселенной; те, что возникают позже, больше, поэтому более короткие высокочастотные волны могли бы раскрыть информацию о Большом взрыве и Вселенной в начале времен.

Подробнее о том, как ученые обнаружили гравитационные волны читайте в материале моего коллеги Артема Сутягина

Источники высокочастотных гравитационных волн в более недавнем прошлом могли включать гипотетические объекты, такие как бозонные звезды и первичные черные дыры. Эти волны могут даже создаваться облаками темной материи. Поэтому астрономы были бы глубоко заинтересованы в обнаружении этих сигналов.

Настольный детектор гравитационных волн

Новаторский детектор, предназначенный для отслеживания высокочастотных гравитационных волн, был создан исследователями из Центра передового опыта ARC по физике частиц темной материи (CDM) и Университета Западной Австралии.

За первые 153 дня его работы были обнаружены два события, которые в принципе могли быть высокочастотными гравитационными волнами, которые ранее не регистрировались учеными. Такие высокочастотные гравитационные волны могли быть созданы первичной черной дырой или облаком частиц темной материи.

Настольный детектор гравитационных волн. Фото: Университет Западной Австралии

Как и первоначально предположил Альберт Эйнштейн, движение астрономических объектов может вызвать волны искривления пространства-времени, которые будут распространяться по Вселенной, почти как волны, которую образуются, когда кидаешь камешки в пруд. Исследователи полагают, что низкочастотные гравитационные волны вызываются двумя черными дырами, вращающимися и сливающимися друг с другом, или звездой, исчезающей в черной дыре.

С тех пор началась новая эра исследований гравитационных волн, но нынешнее поколение активных детекторов обладает высокой чувствительностью только к низкочастотным сигналам; обнаружение высокочастотных гравитационных волн остается неизученным и чрезвычайно сложным направлением в астрономии.

Несмотря на то, что наибольшее внимание уделяется низкочастотным гравитационным волнам, существует значительное количество теоретических предложений для высокочастотных источников гравитационных волн, а также, например, первичных черных дыр. Как пишет портал Scitechdaily, детектор, разработанный исследовательской группой для улавливания высокочастотных гравитационных волн, построен на основе кварцевого резонатора объемных акустических волн (BAW).

Как устроен новый детектор высокочастотных гравитационных волн

Больше по теме: Могут ли гравитационные волны разрешить кризис космологии?

В основе этого устройства лежит диск из кварцевого кристалла, который может вибрировать на высоких частотах из-за акустических волн, проходящих через его толщину. Эти волны затем индуцируют электрический заряд по всему устройству, который можно обнаружить, разместив проводящие пластины на внешних поверхностях кварцевого диска.

Затем устройство BAW было подключено к сверхпроводящему квантовому интерференционному устройству под названием SQUID, которое действует как чрезвычайно чувствительный усилитель для сигнала низкого напряжения от кварцевого BAW. Эта сборка была помещена в несколько радиационных экранов для защиты от рассеянных электромагнитных полей и охлаждена до низкой температуры, чтобы с помощью усилителя SQUID можно было регистрировать акустические колебания кварцевого кристалла с низкой энергией в виде больших напряжений.

Гравитационные волны позволяют по-иному взглянуть на нашу Вселенную

Весь детектор, помимо прочего, помещен в вакуумную камеру, защищенную от излучения, чтобы предотвратить как можно больше помех. С помощью этой установки команда провела два прогона наблюдений и сделала обнаружение во время каждого прогона первый 12 мая 2019 года, а второй 27 ноября 2019 года. Команда, в которую входили доктор Максим Горячев, профессор Майкл Тобар, Уильям Кэмпбелл, Ик Сионг Хенг, Серж Галлиу и профессор Евгений Иванов, теперь будет работать над определением природы сигнала, потенциально подтверждающего обнаружение высокочастотных гравитационных волн.

Чтобы всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш канал на платформе Пульс от Mail.ru! Так вы точно не пропустите ничего интересного!

Высокочастотные гравитационные волны и другие открытия

Авторы нового исследования отмечают, что высокочастотные гравитационные волны одни из возможных обнаруженных кандидатов, но другими объяснениями может быть как присутствие заряженных частиц или накопление механического напряжения, так и метеоритное событие или внутренний атомный процесс. Более того, авторам научной работы впервые удалось продемонстрировать, что подобные устройства могут быть использованы в качестве высокочувствительных детекторов гравитационных волн.

Столкновение черных дыр порождает гравитационные волны

В мире в настоящий момент проводится всего два эксперимента, которые занимаются поиском высокочастотных гравитационных волн на этих частотах, и у нас есть планы расширить охват до еще более высоких частот, где раньше не проводилось никаких других экспериментов и исследований, сообщают физики.

Интересно, что следующее поколение эксперимента будет включать в себя создание клона детектора и детектора мюонов, чувствительного к этим космическим частицам. Подробнее о том, что такое мюон и как их обнаруживали, я рассказывала в этой статье, рекомендую к прочтению. Ну а если два новых детектора обнаружат присутствие гравитационных волн, то это будет по-настоящему захватывающее событие. Согласны?

Подробнее..

Может ли темная материя формироваться из обычной материи?

18.11.2021 02:08:08 | Автор: admin

Множество тайн Вселенной недоступны прямому наблюдению. Включая таинственную темную материю

Мы многого не знаем о Вселенной, и вряд ли это удивительно. Будучи жителями крошечной планеты, что вращается вокруг не слишком примечательной звезды где-то на задворках самой обыкновенной Галактики, мы вполне обоснованно задаем вопросы. Развитый мозг, который достался нам в ходе миллионов лет эволюции, в конечном итоге позволил не только заглянуть в прошлое (то есть во Вселенную), но и дробить материю на атомы. Однако раз за разом результаты исследований, проведенных с помощью новейших инструментов, демонстрируют, что во Вселенной есть нечто, чего мы не знаем, не понимаем и не видим. Например, темная материя таинственная субстанция, которая составляет 85% процентов всего, что нас окружает и увидеть которую невозможно, так как она не вступает в электромагнитное взаимодействие с квантами света. При этом само поведение Вселенной наряду с электромагнитным и реликтовым излучением свидетельствует о том, что темная материя гдето существует и в очень больших количествах. Теперь же исследователи предположили, что темная материя способна к самовоспроизведению с помощью обычной материи.

Материя, которой нет

Невероятные идеи астронома Яна Оорта, высказанные ученым более восьмидесяти лет назад, помогли человечеству выяснить многое из того, что мы знаем о нашей Солнечной системы и о том, что лежит за ее пределами.

В 1932 году Оорт высказал необычайно смелое утверждение. Он заявил, что нашу Галактику заполняет неизвестный, ранее не необнаруженный вид материи, которая не взаимодействует со светом ни в какой форме, ни на Земле, ни где-либо еще на просторах Вселенной. Эту таинственную субстанцию Торт назвал темной материей.

Облако Оорта сферическая область Солнечной системы, являющаяся источником долгопериодических комет.

Историческая справка
Ян Хедрик Оорт нидерландский астроном, автор теории протяженного кометного облака, которое является источником наблюдаемых комет облака Оорта

Согласно работе астронома, видимые эффекты темной материи проявляются лишь косвенным путем, через гравитацию: увидеть теину материю нельзя, но она искривляет пространство-время, как и обычная материя, хотя такой, определенно точно не является. Она даже не может состоять из тех же частиц, что образуют все знакомое и привычное нам.

Предположение Оорта казалось революционным. Спустя год после заявления нидерландского астронома, его швейцарский коллега Фриц Цвикки признал, что все галактики во Вселенной вращаются слишком быстро вокруг друг друга, не скрывая огромного количества гравитационно притягательной темной материи.

Более того, все проведенные с 1930-х годов эксперименты показали аналогичные результаты. Темная материя есть. Она действительно существует. Везде есть материя, которая сверху обернута темной материей. Даже сегодня мы все еще не имеем никакого понятия о том, из чета эта темная материя состоит.

Таинственная темная материя преобладает во Вселенной, но увидеть ее нельзя

Мы знаем, что она существует. Мы знаем где гонах находится. У нас есть карты ее присутствия внутри и вокруг галактик по всей Вселенной. У нас даже есть жесткие условия для того, что ею являться не может, но мы не имеем ни малейшего понятия, что она из себя представляет, Кристоф Гальфар, «Простая, сложная Вселенная»

И все же, у ученых есть определенные предположения, которые исходят из уже имеющихся дюнных о темной материи. Итак, ее присутствие подавляюще: на каждый килограмм обычной материи, состоящей из нейтронов, электронов и протонов, приходится пять килограммов темной материи, которая состоит неизвестно из чего.

Темная материя существует повсюду, вокруг галактик, вокруг нашего собственного Млечного Пути и по всей Вселенной

Как формируется темная материя?

Вселенная на более чем 80% заполнена неизвестно чем и исследователи из Университета Осло в Норвегии предложили новую, необычную методику, способную объяснить как темная материя формируется и воспроизводится в космосе. Согласно работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters, частицы темной материи могут взаимодействовать с обычными частицами и превращать их в темную материю.

Как объясняют авторы научной работы, существует два типа моделей формирования темной материи в космосе и эти модели, как правило, используются для объяснения концентрации темной материи в галактиках.

Читайте также: Составлена первая подробная карта распределения темной материи во Вcеленной

В разных галактиках темная материя распределяется по-разному

Так, согласно наиболее используемым моделям, огромное количество темной материи в молодой Вселенной находилось в равновесии с другими частицами (в соответствие со Стандартной моделью физики элементарных частиц), но когда Вселенная начала расширяться, а затем остывать, частицы темной материи стали разрушаться намного быстрее, чем образовывались. Так продолжалось до тех пор, пока концентрация темной материи не упала до ее нынешнего уровня.

Это означает, что вскоре после рождения Вселенной количество частиц темной материи в ней было невероятно мало. Эти же модели показывают, что темная материя воспроизводится ровно до тех пор, пока ее плотность не приближается к ее нынешнему количеству.

Еще больше интересных статей о том, какие тайны скрывает темная материя и темная энергия, читайте на нашем канале Пульс Mail.ru Так вы узнаете еще больше новостей из мира науки и высоких технологий!

Темная материя создает… темную материю?

Согласно новой модели, предложенной в новом исследовании, небольшое количество темной материи могло взаимодействовать с элементарными частицами Стандартной модели в ранней Вселенной, в результате чего они «загрязнялись» и превращались в темную материю. Ни больше ни меньше.

Кроме того, полученные результаты показали, что недавно преобразованные частицы темной материи могли бы сделать то же самое с другими частицами Стандартной модели, взаимодействуя с ними и тем самым заставляя темную материю быстро распространяться.

Частицы темной материи могут взаимодействовать с обычными частицами и превращать их в темную материю, пишут авторы научной работы.

Исследователи делают выводы о темной материи в том числе благодаря компьютерным моделям

Больше по теме: Ученые считают, что темная материя может скрываться в дополнительном измерении

Если говорить совсем просто, то темная материя создает темную материю. Суть в том, что в какой-то момент на ранних стадиях развития Вселенной частицы темной материи смогли создать больше частиц темной материи из частиц обычной материи, что в какой-то степени объяснило бы, откуда в наблюдаемых галактиках так много темной материи.

Отметим, что эти данные противоречат процессам, описанным ранее (в том числе с помощью других моделей). Новая гипотеза гласит, что когда Вселенная начала расширяться, механизм взаимодействия частиц естественным образом замедлился и прекратился, что и привело к тому количеству темной материи, которое мы «наблюдаем» сегодня.

Вселенная очень странное место

С расширением и остыванием Вселенной концентрация частиц падает, а вместе с ней и скорость генерации частиц темной материи

И все же, несмотря на полученные и крайне захватывающие результаты, необходимо больше исследований и данных наблюдений, чтобы подтвердить или опровергнуть полученные в ходе работы результаты. Хотя в таких сложных и фундаментальных вопросах, как формирование и воспроизводство темной материи, новые идеи всегда прогресс.

Подробнее..

Ученые обнаружили пузырь пространства-времени. Что это такое?

15.12.2021 00:07:42 | Автор: admin

Обнаружен варп-пузырь, деформирующий пространство-время

Сегодня, говоря о космических путешествиях, мы довольствуемся научной фантастикой полет на ближайшую к Земле планету пока не реализован. Но с помощью воображения и математики мы можем предполагать, что во Вселенной кроме нас есть жизнь и, возможно, разумная. Кто знает, разгадали ли наши космические соседи загадку перемещения по космосу? Могут ли они, подобно команде «Звездного Пути», путешествовать на космическом корабле в разные уголки Вселенной? Ответ на этот вопрос мы вряд ли узнаем в ближайшее время, однако ученым уже есть о чем поведать. Исследователи из Института безграничного космоса (Limitade Space Institute) под финансированием Министерства обороны США (DARPA) обнаружили настоящий варп-пузырь в космосе. Это событие знаменует собой прорыв в разработке космических кораблей, способных двигаться быстрее света существование Пузыря Алькубьерре вытекает из некоторых решений уравнений Эйнштейна. Более того, физик-теоретик Мигель Алькубьерре, предполагает, что мы и правда можем создать аппарат, разгоняющийся до сверхсветовой скорости.

Пузырь Алькубьерре

Впервые о пузыре Алькубьерре заговорили в 1994 году. Именно тогда физик-теоретик работал над идеей варп-двигателя посредством математических вычислений. Он предположил, что некоторые космические аппараты могут передвигаться на сверхсветовых скоростях, не нарушая при этом законы физики. Идея мексиканского математика быстро приглянулась ученым, однако некоторые сочли ее неразрешимым вопросом.

Теперь же авторы исследования, опубликованного в журнале European Physical Journal C, во главе с ex-специалистом по варп-двигателям из NASA Гарольдом Уайтом, предположили, что для создания настоящего варп-двигателя понадобится меньше энергии и материалов, чем считал Алькубьерре.

Выходит, мы стоим на пороге создания варп-двигателя и в отличие от фантастических вариаций в духе Звездного пути, в действительности не будет необходимости в экзотическом веществе для его работы! Интересно, что Алькубьерре предложил математически обоснованное решение для создания варп-двигателя, использующего пространственно-временной пузырь.

Вару-пузырь деформирует пространство-время

Мексиканский ученый считал, что «варп-пузырь» должен окружать космический корабль, который в значительной степени будет двигаться не в пространстве, а в пространстве-времени, искаженном самим двигателем космического корабля. Именно такой пузырь и обнаружили недавно ученые.

Больше по теме: Время на квантовом уровне течет иначе. Но как? И что это означает для физики?

Варп-двигатели

Итак, торсионный двигатель Алькубьерре теоретически мог бы двигаться с головокружительной скоростью с помощью специальной космической двигательной установки, которая не нарушала бы законы физики, какими мы их знаем, и особенно законы скорости света. Ведь по сути нам нужен не космический корабль, который движется в пространстве, а пространство-время, окружающее космический корабль оно искажается и происходит смещение.

Однако материалы, необходимые для изготовления такого двигателя, а также требуемая мощность всегда делали этот подход лишь теоретическим и совершенно невообразимым для потенциального применения.

Может оказаться и так, что мы наконец сможем стать космическими странниками

Как это часто происходит в истории науки, обнаружение варп-пузыря оказалось случайностью. Никто и не думал о расчетах Алькубьерре ученые проводили эксперименты с отрицательной энергией на наноструктуре. В частности, они проанализировали эффект Казимира силу притяжения, которая распространяется между двумя незаряженными параллельными пластинами и двумя проводящими пластинами.

Во время эксперимента было сделано поразительное открытие: влияние эффекта Казимира на наноструктуру имеет поразительное сходство с концепцией варп-двигателя, о которой писал мексиканский физик и математик.

Обнаружение структуры на микро/наноуровне предсказывает отрицательное распределение плотности энергии, что близко соответствует метрическим требованиям, описанным Алькубьерре существование варп-пузыря соответствует точным требованиям, необходимым для удовлетворения его теории. По мнению авторов исследования, варп-пузырь настоящее и крошечное творение в своем роде, которое потенциально ведет к научному прорыву.

Как объясняет Tech Times, открытие может иметь основополагающее значение для разработки, которая в любом случае произойдет в недалеком будущем. Изобретение нового двигателя для космического корабля, который позволит совершать гораздо более длительные полеты за гораздо более короткое время, становится все ближе.

В это трудно поверить, но вара-двигатель ближе, чем кажется

С помощью новой концепции команды Уайта можно создать деформационный двигатель, который может исказить пространство-время и позволить гипотетическому космическому кораблю превысить даже скорость света.

Читайте также: Космического туриста SpaceX тошнило во время полета. Что стало причиной?

Сможем ли мы путешествовать по Вселенной?

Необходимо также отметить, что перед нами первое рецензируемое исследование в этой области. Его результаты показывают, что «жизнеспособная наноструктура в лаборатории может создавать деформацию пузырьков за счет аналогичного отрицательного распределения энергии в вакууме по мере необходимости». Интересно, что в аналогичном отчете The Debrief исследователи (финансируемые DARPA) переходят к более реалистичному подходу, не придерживаясь теоретических концепций.

В отчете упомянуто, что распределение отрицательной плотности энергии каким-то образом соответствует первоначальным требованиям: «Для создания отрицательной энергии может иметь место дисбаланс между частицами. Масса будет удерживать частицу, в то время как другая будет отрицательной энергией в пространственно-временном пузыре».

Пространство-время преподносит все больше сюрпризов

В будущем команда намерена разработать тестируемый «аппарат с варп-двигателем» для проведения испытаний. Иными словами, речь идет о наноразмерном аппарате, который позволит определить качественное соотношение метрик с заданными Алькубьерре. Однако у некоторых ученых есть опасения подобный корабль не сможет справиться со сверхсветовой скоростью, так как она приведет к его разрушению. К тому же не стоит забывать об эффекте замедления времени оно замедляется, когда мы двигаемся быстрее.

О том, почему время на вершине горы течет медленнее, чем на пляже, мы рассказывали в этой статье, рекомендуем к прочтению!

Ну а нам с вами остается ждать результатов будущих исследований и надеяться, что мы наконец сможем отправиться в путешествие по Галактике. Как думаете, смогут ли ученые изобрести корабль, способный деформировать пространство-время? Ответ будем ждать здесь, а также в комментариях к этой статье!

Подробнее..

Какой формы наша Вселенная? И может ли она быть похожа на пончик?

08.04.2022 16:16:53 | Автор: admin

Наша Вселенная может быть не плоской. Но при чем тут пончик?

Какая форма у нашей Вселенной? Привычные глазу изображения стандартной модели Вселенной рисуют ее по аналогии со стрелой времени, которая движется вперед и имеет начало сингулярность. Под гравитационной сингулярностью ученые понимают область, в которой известные нам законы физики не работают. Вместо этого пространство-время рассматривается как гладкое многообразие без края, отправной точкой которой является Большой взрыв. Но что именно говорят астрономы о «форме» Вселенной? И можно ли назвать ее чем-то вроде куба или сферы? Так как общая теория относительности (ОТО) допускает существование трех форм Вселенной, то может ли она напоминать… пончик?

Есть у Вселенной форма?

Итак, с точки зрения ОТО Вселенная может быть плоской, замкнутой или открытой. Эти формы легко сравнить с такими объектами как например сфера, седло и лист бумаги. По сути форма Вселенной определяет, будет ли она расширяться вечно или в конечном итоге разрушится. А то, какая у нее форма зависит от ее плотности и скорости расширения.

На протяжении десятилетий астрономы пытались измерить природу формы Вселенной: является ли она "плоской" (воображаемые параллельные линии останутся параллельными навсегда), "закрытой" (параллельные линии в конечном итоге пересекутся) или "открытой" (эти линии будут расходиться).

В 1929 году американский астроном Эдвин Хаббл установил, что галактики удаляются от нас и чем они дальше, тем быстрее несутся прочь. Вывод, который сделали исследователи из наблюдений Хаббла, заключается в том, что когда-то все галактики находились в одной точке. Той, что мы называем Большим взрывом. Но если Вселенная расширяется все быстрее и быстрее, то в каком направлении?

Стандартная модель Вселенной

Одним из наиболее удобных определений форм Вселенной является реликтовое излучение или по-научному космическое микроволновое фоновое излучение. Считается, что оно появилось вскоре после Большого взрыва и равномерно заполняет Вселенную.

Больше по теме: Узнаем ли мы когда-нибудь как появилась Вселенная?

За последние десятилетия ученые измерили колебания температуры в реликтовом излучении и обнаружили так называемые тепловые и холодные точки. Это означает, что Вселенная расширяется во всех направлениях сразу и является «плоской», будучи важнейшим компонентом стандартной космологической модели.

Вселенная странное место, и вряд ли у нас получится узнать, что находится за гранью наблюдаемой Вселенной

Этому соответствуют проведенные наблюдения. Они позволили установить, что мы живем в плоской вселенной: параллельные линии остаются параллельными, так что наша Вселенная будет без конца расширяться и расширяться.

Читайте также: Наша Вселенная это голограмма? И при чем тут черные дыры?

Геометрия Вселенной

Описанная выше точка зрения не является общепринятой. Некоторые исследователи полагают, что полученные ими данные лучше согласуются с замкнутой Вселенной, так как возможно она расширяется не во всех направлениях. И если это действительно так, то наша Вселенная это замкнутая система. И вне зависимости от формы она расширяется быстрее скорости света.

Но если плоские и открытые вселенные продолжали бы расширяться вечно, замкнутая вселенная в конечном итоге разрушилась бы сама по себе. В то время как измерения содержимого и формы Вселенной говорят о том, что она плоская, о ее топологии мы ничего не знаем.

Три формы Вселенной. В какой из них живем мы?

Теперь давайте предположим, что Вселенная оборачивается вокруг себя, словно гигантский пончик или бублик. Если эта гипотеза верна, то космос конечен. И он намного меньше, чем ожидалось. Это также означало бы, что наша вселенная обречена на погибель, а не на бесконечное расширение вовне.

Хотите 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!

Трехмерный пончик

Изучая свет ранней Вселенной команда астрофизиков пришла к выводу, что космос может быть многосвязным, то есть пространство замкнуто на себя во всех трех измерениях, как трехмерный бублик. Разработав множество компьютерных симуляций того, как выглядело бы реликтовое излучение, если бы Вселенная была трехмерной, то космос соединен сам с собой во всех трех измерениях.

Поэтому необходимо снова провести моделирование и сравнить полученные результаты с тем, что мы непосредственно наблюдаем, пишут ученые.

Представим Вселенную, в которой мы могли бы направить космический корабль в одном направлении, но в конце концов вернуться туда, откуда начали. Если бы наша вселенная была подобна пончику, то физики потенциально могли бы измерить ее размер.
Так как мы можем изменить размер помещения и повторить этот анализ, результатом является оптимальный размер Вселенной, который наилучшим образом соответствует наблюдениям реликтового излучения.

Тепловое излучение ранней Вселенной может рассказать о ней много интересного

Реликтовое излучение равномерно заполняющее Вселенную тепловое излучение, возникшее в эпоху первичной рекомбинации водорода.

Главный вывод научной работы, опубликованной в 2021 году в журнале Classical and Quantum Gravity, заключается в том, что конечная вселенная лучше соответствует наблюдениям, чем бесконечная модель.

Безусловно, полученные результаты являются предварительными. По этой причине Вселенная вряд ли является аналогом бублика или пончика, а обнаруженные учеными колебания температуры реликтового излучения можно оказаться неисправностью научных инструментов.

Не пропустите: Что произошло в первые микросекунды после Большого взрыва?

И все же представить, что мы живем на поверхности гигантского пончика как минимум забавно и интересно. А как вы думаете, наша Вселенная плоская или все же похожа на пончик?

Подробнее..

Было ли у Вселенной начало?

21.10.2021 00:06:43 | Автор: admin

Квантовая гравитация, пожалуй, самая неприятная проблема, с которой сталкивается современная физика. У нас есть две чрезвычайно эффективные теории Вселенной: квантовая физика и общая теория относительности.

Мы не так часто об этом задумываемся и все же, было ли у Вселенной начало? Согласно ведущей космологической теории, наша Вселенная родилась в результате Большого взрыва около 14 миллиардов лет назад и с тех пор расширяется с ускорением. Но не все исследователи полагают, что в действительности дело было именно так. Профессор Ливерпульского университета в Великобритании, физик Бруно Бенто считает, что никакого начала Вселенной не было. Возможно, то, что мы называем Вселенной, существовало всегда и новая теория квантовой гравитации, кажется, может объяснить почему. В ходе работы Бенто и его коллеги использовали новую теорию под названием теория причинных множеств, согласно которой пространство и время разбиты на дискретные фрагменты. На каком-то уровне, как отмечают исследователи, существует фундаментальная единица пространства-времени. Используя новый подход, основанный на причинно-следственных связях, физики обнаружили, что у Вселенной, вполне возможно, не было начала: она существовала всегда, в бесконечном прошлом и лишь недавно превратилась в то, что мы называем Большим взрывом.

Главная сила природы

Гравитация, как известно, является генеральным директором космоса, повелителем Вселенной, если хотите. Именно эта сила позволяет звездам и планетам вращаться по орбите, а черным дырам поглощать любые объекты, что оказались поблизости. Благодаря гравитации яблоко упало на голову Исаака Ньютона, а мы с вами не улетаем в небо, стоит нам оторваться от земли.

Будучи фундаментальной силой Вселенной гравитация в нашем, человеческом понимании объясняет как движутся небесные тела, а также является главенствующей силой на Земле. Однако, если Общая теория относительности Эйнштейна (ОТО) прекрасно справляется с описанием мира, видимого невооруженным глазом, она, увы, не в полной мере описывает законы, по которым существует таинственный и невидимый мир атомов и частиц. Этот удивительный мир описывает квантовая механика.

Квантовая механика описывает то, как взаимодействуют друг с другом элементарные частицы.

Больше по теме: Что квантовая физика может рассказать о природе реальности?

Но так как мы не видим взаимодействия элементарных частиц, нам кажется странным, что квантовый мир так сильно отличается от знакомых объектов (хотя объекты эти целиком и полностью состоят из этих самых частиц).

Так что когда мы смотрим за пределы Земли, на Вселенную, которая намного шире, и начинаем рассматривать большие явления, отложить квантовую физику в сторону не получится.

Хотя сила гравитации является наиболее значительной в космических масштабах, три другие фундаментальные силы природы также играют важную роль будь то солнечные вспышки или ядерные реакции в недрах звезд. Квантовые эффекты также возникают в ряде таких концепций как Большой взрыв или черные дыры. На самом деле найти что-то, в чем квантовые силы не принимают участия, невозможно.

Квантовая физика подарила миру успешное описание трех из четырех фундаментальных сил природы (электромагнетизма, слабого взаимодействия и сильного взаимодействия) вплоть до микроскопических масштабов. А Общая теория относительности является самым мощным и полным описанием гравитации, когда-либо разработанным.

Наш мир намного больше и сложнее, чем мы можем себе представить. Но шанс разгадать фундаментальные тайны Вселенной у нас есть.

Но вернемся к гравитации. Она, как мы уже говорили выше, не вписывается в квантовый мир. И даже в работе Эйнштейна уравнения поля для гравитации не проквантованы. Хотя большинство физиков убеждены, что должен быть какой-то способ объединения гравитации с тремя фундаментальными силами, квантовыми по своей сущности, он по-прежнему представляется трудным для понимания.

Альберт Эйнштейн потратил большую часть последних 30 лет своей жизни на поиск способа сближения гравитации с другими силами, но ему это не удалось.

Таким образом, квантовая гравитация это общий термин для теорий, которые пытаются объединить гравитацию с другими фундаментальными силами физики (которые уже объединены вместе). Обычно она предполагает существование теоретической виртуальной частицы гравитона, который опосредует гравитационную силу.

Это интересно: Предполагает ли квантовая механика множественность миров или что такое интерпретация Эверетта?

Интересно, что именно наличие гравитона отличает квантовую гравитацию от некоторых других объединенных теорий поля. И все же вынуждены отметить, что ряд существующих теорий наличия гравитона не требуют.

Теория квантовой гравитации

Итак, Стандартная модель физики частиц (разработанная в период с 1970 по 1973 год) постулирует, что остальные три фундаментальные силы природы опосредованы виртуальными бозонами. Фотоны опосредуют электромагнитную силу; бозоны опосредуют слабое ядерное взаимодействие, а глюоны (такие как кварки) опосредуют сильное ядерное взаимодействие. Следовательно, гравитон будет опосредовать гравитационную силу. Если, конечно, эта квантовая частица будет обнаружена.

Ожидается, что гравитон не будет обладать массой (так как действует мгновенно на больших расстояниях), однако, основная проблема экспериментальной проверки любой теории квантовой гравитации заключается в том, что уровни энергии, необходимые для наблюдения гипотез, недостижимы в современных лабораторных экспериментах.

Ткань пространства-времени искривляется массой Солнца

Чтобы всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш канал на платформе Пульс от Mail.ru! Так вы точно не пропустите ничего интересного!

Предположения квантовой гравитации, как правило, заключаются в том, что такая теория окажется одновременно простой и элегантной. По крайней мере в двух конкретных местах во Вселенной, где математика общей теории относительности просто ломается и невозможно получить надежных результатов: в центрах черных дыр и в начале Вселенной.

Эти области называются «сингулярностями» точками в пространстве-времени, где рушатся знакомые нам законы физики. По сути, сингулярность это математическое предупреждение о том, что ОТО Эйнштейна спотыкается о саму себя. В обеих этих сингулярностях гравитация становится невероятно сильной в очень малых масштабах.

Но как разгадать тайну сингулярности? Для начала, физикам нужна теория квантовой гравитации. На самом деле на ее роль существует множество претендентов, включая теорию струн и теорию петлевой квантовой гравитации, подробнее о которой мы рассказывали здесь. Но есть еще один подход, который полностью переписывает наше понимание пространства и времени.

Теория причинных множеств

Во всех современных теориях пространство и время непрерывны. Они образуют гладкую ткань, которая лежит в основе всей реальности. В таком непрерывном пространстве-времени две точки могут находиться как можно ближе друг к другу в пространстве, и два события могут произойти как можно ближе друг к другу во времени.

Но другой подход, называемый теорией причинных множеств, переосмысливает пространство-время как серию дискретных фрагментов, или «атомов» пространства-времени. Эта теория установила бы строгие ограничения на то, насколько близкими могут быть события в пространстве и времени, поскольку они не могут быть ближе, чем размер «атома».

Новая теория, возможно, сможет объединить ОТО и квантовую механику.

Вам будет интересно: Ученые из ЦЕРН стоят на пороге открытия новой физики

Например, когда вы смотрите на экран, читая эту статью, все кажется гладким и непрерывным. Но если бы вы посмотрели на этот экран через увеличительное стекло, то увидели бы пиксели, которые разделяют пространство и обнаружили бы, что невозможно приблизить два изображения на экране ближе, чем на один пиксель. Эта теория взволновала физика Бруно Бенто из Ливерпульского университета.

Я был взволнован, обнаружив эту теорию, которая не только пытается быть как можно более фундаментальной являясь подходом к квантовой гравитации и фактически переосмысливая само понятие пространства-времени, но также отводит центральную роль времени и его течению, рассказал физик в интервью Live Science.

«Огромная часть философии причинно-следственных связей заключается в том, что течение времени является чем-то физическим, что его не следует приписывать какой-то возникающей иллюзии или чему-то, что происходит внутри нашего мозга, что заставляет нас думать, что время течет; это прохождение само по себе является проявлением физической теории», пишут авторы научной работы.

Теория причинных множеств имеет важные последствия для природы времени.

Итак, в теории причинных множеств причинный набор будет расти по одному «атому» за раз и становиться все больше и больше». Подход с причинно-следственными связями аккуратно устраняет проблему сингулярности Большого взрыва, потому что в теории сингулярности не могут существовать. Материя не может сжаться до бесконечно малых точек они могут стать не меньше размера атома пространства-времени.

Человеческому глазу не подвластен микромир. Е счастью, у нас есть инструменты, позволяющие увидеть атомы и электроны.

Но как в таком случае выглядит начало нашей Вселенной? Как полагает Ленту и его коллега Став Залель, аспирант Лондонского Имперского колледжа, теория причинных множеств может об этом многое рассказать. Их работа пока что не прошла экспертную оценку и опубликована на сервере препринтов arXiv.

Не пропустите: Может ли квантовая механика объяснить существование пространства-времени?

В ней физики рассмотрели вопрос о том, «должно ли существовать начало Вселенной в подходе с причинно-следственными связями». В первоначальной формулировке причинный набор вырастает из ничего во Вселенную, которую мы видим сегодня. В новой работе Большого взрыва в качестве начала Вселенной не было, поскольку причинно-следственная связь была бы бесконечной в прошлом. Это означает, что в прошлом всегда было что-то еще.

Новая работа подразумевает, что Вселенная, возможно, не имела начала она просто существовала всегда. То, что мы воспринимаем как Большой взрыв, возможно, было просто особым моментом в эволюции этого всегда существующего причинного набора, а не истинным началом.

Большой взрыв или Ничего?

Согласитесь, весьма захватывающее исследование. В конце концов, больше ста лет физики не могут объединить квантовый мир и мир, который мы видим перед собой. Но даже если работа пройдет экспертную оценку и будет опубликована в научном журнале, у ученых впереди очень много работы.

Ведь мы по-прежнему не знаем, может ли этот беспричинный причинно-следственный подход позволить использовать физические теории для описания сложной эволюции Вселенной во время Большого взрыва.

Возможно когда-нибудь мы разгадаем величайшие тайны Вселенной

Таким образом, вопрос о том, можно ли новый подход интерпретировать «разумным» образом остается открытым. Однако исследователям удалось показать, что подобная структура действительно возможна. По крайней мере математически. Так что в ближайшее время мы и правда может узнать, было ли у Вселенной начало или же она существовала всегда. Будем ждать.

Подробнее..

Главные научные открытия 2021 года по версии Hi-News.ru

28.12.2021 16:04:23 | Автор: admin

Каким нам запомнится 2021 год?

2021 год принес важные исторические открытия в области человеческих знаний, от микроскопических до космических. Достижения уходящего года по-настоящему эпохальны: роботизированные исследовательские миссии изучают планеты Солнечной системы; зонд NASA Parker вошел в солнечную атмосферу; физики доказали существование ранее неизвестных науке элементарных частиц; осторожные предположения ученых о «новой физике» и новой силе природы. И это лишь малая часть открытий, ведь если подумать о медицинской науке, то на первый план выходит лечение и борьба с COVID-19, который, судя по всему, продолжает собственную эволюцию и обзаводится новыми мутациями. Нельзя не отметить и стремительное изменение климата, а также угрозы, которые оно несет в себе. Особое значение в этом вопросе, как это ни странно, имеет Нобелевская премия по физике. Ну что, поехали!

Миссия на Марс что нового мы узнали о Красной планете

За последние несколько лет к нашей планете-соседке был отправлен ряд исследовательских миссий. Но лишь один аппарат смог покорить марсианское небо в апреле 2021 года вертолету Ingenuity удалось взлететь над поверхностью Марса. Главная цель Ingenuity поиск жизни на Красной планете.

Вообще, 2021 год раскрыл множество тайн о Марсе. Например, мы узнали, что в прошлом на этой засушливой планете была вода об этом свидетельствуют крупные запасы льда в системе марсианских каньонов. Орбитальный аппарат Trace Gas Orbiter миссии «ЭкзоМарс», запущенный Европейским космическим агентством и Роскосмосом, обнаружил значительные объемы льда в большой системе каньонов Марса.

Точный состав и форму воды на планете предстоит определить, но сам факт скопления ценного ресурса в низких широтах открывает новые перспективы для исследований и экспедиций.

Вот так выглядит Марс в объективе вертолета Ingenuity, красота и безусловно историческое фото

Еще одна исследовательская миссия на Марс Perseverance также принесла много интересного. Как, вероятно, знают наши читатели, Perseverance находится на дне марсианского кратера Езеро, а полученные марсоходом данные уже помогли сделать несколько важных научных открытий теперь мы знаем, что кратер образовался из расплавленной вулканической магмы.

Интересный факт
Вода существует на Марсе в форме льда и залегает в полярных регионах планеты.

Когда вертолет Ingenuity доказал, что способен на большее, руководители проекта начали работать с ним осторожнее. На данный момент он помогает марсоходу Perseverance прокладывать легкие пути в труднодоступные места.

Под поверхностью Красной планеты скрываются ледники

Но что еще важнее, на дне Езеро были найдены органические молекулы так называются вещества, которые объединяют в себе химические соединения, в состав которых входит углерод. Словом, очень волнительно и интересно, так что замрем в ожидании новостей.

Больше по теме: Главные достижения марсианского вертолета Ingenuity в 2021 году

Зонд Parker вошел в атмосферу Солнца

Новость, в которую невозможно поверить аппарат NASA Parker достиг солнечной короны и умудрился зачерпнуть немного плазмы в специальный прибор, чашку Фарадея металлическая (проводящая) чаша, предназначенная для улавливания заряженных частиц в вакууме.

Напомним, что Солнечная корона верхний, самый разреженный и горячий слой атмосферы Солнца. Температура короны порядка миллиона кельвинов.

Впервые в истории мы «прикоснулись» к Солнцу

Это по-настоящему захватывающее событие буквально открывает перед человечеством новые возможности Parker поможет ученым раскрыть неизвестную и важную информацию о Солнце и о том, какое влияние на Землю оказывает поток солнечных частиц.

Следующий облет Солнечной системы Parker Solar Probe запланирован на конец февраля 2022 года. Все это время аппарат будет собирать данные до и после сближения с звездой. Подробнее о том, как именно будут развиваться дальнейшие события, можно прочитать здесь.

Не пропустите: Что такое Солнечный минимум и почему не надо его бояться?

Вакцинация против COVID-19 и идентификация вариантов

Два года назад мир узнал о существовании коронавируса SARS-CoV-2. Его распространение по планете не составило труда, как и способность приобретать новые мутации. В ответ на вирусную угрозу по всему миру, ученые в рекордные сроки изготовили эффективные и безопасные вакцины против COVID-19. Но вирус, кажется, нас опередил.

Вариант Omicron, о котором мы рассказывали ранее, имеет гораздо больше мутаций, вопреки ожиданиям экспертов. К тому же новый вариант «распространяется очень быстро, и мы ожидаем высокую нагрузку на систему здравоохранения в ближайшие несколько дней и недель» рассказал журналистам Тулио де Оливейра, директор Южноафриканского центра реагирования на эпидемии и инноваций».

Коронавирус, как и другие возбудители инфекционных заболеваний, быстро мутирует

Вирусы, в том числе новый коронавирус регулярно мутируют, но большинство новых мутаций не оказывают существенного влияния на поведение вируса и последующую болезнь.

Нил Фергюсон, директор Центра по глобальному анализу инфекционных заболеваний в Имперском колледже Лондона, рассказал, что количество мутаций в спайковом белке является «беспрецедентным» в целом их около 50 а омикрон распространяется с невероятной скоростью. Так каким будет наш ответ?

Одной из главных проблем для исследователей в 2021 году стала необходимость определить источник вируса. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) несколько раз отправляла группу ученых в Китай, чтобы попытаться обнаружить ближайших родственников вируса у летучих мышей и понять как он перескочил к людям и как предотвратить появление новых вирусов.

Новый вариант коронавируса микрон содержит около 50 мутаций

Южноафриканские ученые, как сообщает пресса, смогли использовать технологии отслеживания вирусов для выявления всплеска заболеваемости и быстро секвенировали геном для выявления вариаций вируса. Эти действия быстро привело к открытию омикрона.

Наука, что лежит в основе идентификации вирусов, вероятно, предотвратила бесчисленные инфекции, госпитализации и смертельные случаи, и это то, что останется приоритетом в 2022 году.

Что же до вакцин против нового варианта, то ждать осталось недолго ученые вовсю трудятся. К тому же, прямо сейчас проводятся исследования по разработке противовирусной таблетки для предотвращения COVID-19, а ряд других исследований посвящен антителам и различным формам передачи инфекции. Не стоит забывать, что борьба человечества с вирусами длится столетиями, и хочется верить, что скоро коронавирус будет окончательно побежден.

Не пропустите: Чем закончится пандемия? Подсказки есть в истории прошлых болезней

Нобелевская премия по физике и изменение климата

Мировое метеорологическое сообщество и международное научное сообщество приветствовали присуждение Нобелевской премии по физике 2021 года ученым-климатологам-первопроходцам, которые заложили основы для нашего понимания роли человеческой деятельности и парниковых газов в изменении климата.

Шведская королевская академия наук процитировала американо-японского профессора Сюкуро Манабе (Принстонский университет) и немецкого профессора Клауса Хассельманна (Институт метеорологии Макса Планка), «за физическое моделирование климата Земли, количественную оценку изменчивости и надежное прогнозирование глобального потепления».

Лауреаты Нобелевской премии по физике 2021 года

Манабе и Хассельман разделили награду с итальянским физиком-теоретиком, профессором Джорджио Паризи из Римского университета Сапиенца) «за открытие взаимодействия беспорядка и колебаний в физических системах от атомного до планетарного масштаба».

По мере роста осведомленности общественности об изменении климата отрадно видеть, что Нобелевская премия по физике признает работу ученых, которые внесли большой вклад в наше понимание изменения климата, в том числе двух авторов МГЭИК Сюкуро Манабе и Клауса Хассельмана, сказал Хосунг Ли, Председатель Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК).

Интересно, кто удостоится Нобелевской премии по физике в 2022 году?

«Конкретные действия до сих пор не были достаточно амбициозными…. Очевидно, что необходимо повысить уровень амбиций. Мы не можем ждать десятилетиями, чтобы начать действовать», отмечают лауреаты Нобелевской премии по физике.

Методы численного моделирования, разработанные Манабе, учитывают взаимодействие между атмосферой и океанами, являются основой моделирования и прогнозов земной системы, используемых для долгосрочного прогнозирования климата, и незаменимы не только для прогнозирования глобального потепления, но и для ежедневного и сезонного прогнозирования.

О том, что происходит с климатом планеты можно ознакомиться здесь: Новая нормальность: человечеству объявлен Красный код

Физика элементарных частиц выходит на новый уровень

Ну что, вот мы и добрались до самого интересного новейших открытий в области физики элементарных частиц. И они поражают воображение. В январе 2021 года физики доказали существование энионов третьего царства частиц. Интересно, что до недавнего времени существовало всего две категории или царства частиц бозоны и фермионы.

Критерий деления элементарных частиц на два лагеря это значение спина, квантового числа, которое характеризует собственный момент импульса частицы. Если спин отдельно взятой частицы определяется целым числом перед вами бозон, а если полуцелым фермион.

Тетракварк собственной персоной

В этом году исследователи обнаружили первые признаки существования третьего царства частиц энионов, поведение которых не похоже на поведение ни бозонов, ни фермионов.

Апрель тоже принес немало новостей ученые объявили о существовании неизвестных для науки элементарных частиц и взаимодействий между ними, которые жизненно необходимы для природы и эволюции космоса.

Больше по теме: Ученые впервые сфотографировали кристаллы Вигнера. Рассказываем что это такое и как физикам это удалось

В некоторых из предложенных на сегодняшний день теорий Вселенная содержит несколько типов бозонов Хиггса, а не только тот, что включен в Стандартную модель. И все же, несмотря на имеющиеся данные, доказать наличие неизвестной силы непросто и перед учеными стоит нелегкая задача.

Стандартная модель элементарных частиц, источник CERN

Но эти усилия, однозначно, стоят того, ведь мы столько узнали о Вселенной! И сколько еще тайн нам предстоит открыть! А какие научные изыскания за 2021 год запомнились вам? Ответ будем ждать здесь, а также в комментариях к этой статье.

Подробнее..

Телескоп Джеймс Уэбб прибыл в пункт назначения. Что он увидит?

28.01.2022 18:18:50 | Автор: admin

Главной целью телескопа Джеймс Уэбб станет наблюдение эпохи образования самых первых звезд и галактик.

Вселенная, как известно, расширяется с ускорением. Чтобы понять как и почему это происходит, ученые разработали несколько теорий, но ответ каждый раз ускользает, а вопросов становится все больше. Теперь же на космическую арену выходит самый большой и сложный астрономический инструмент в истории, который позволит нам увидеть Вселенную когда ей было всего 200 миллионов лет. Это настоящий научный прорыв, ведь так далеко в прошлое мы еще не заглядывали. Более того, телескоп «Джеймс Уэбб» был отправлен на орбиту в собранном состоянии и раскрылся словно зонтик, прибыв в точку Лагранжа область, сбалансированную между гравитацией Солнца и Земли на расстоянии полутора миллиона километров от нашей планеты. Еще одним достоинством нового телескопа является способность наблюдать Вселенную в красных и инфракрасных лучах, а также исследовать атмосферы далеких планет чтобы понять, пригодны ли они для жизни. Только представьте сколько всего мы узнаем! Осталось лишь подождать до июня и наши знания о Вселенной, вероятно, изменятся навсегда.

Выход за пределы наблюдений

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (иногда его называют JWST или Webb) является орбитальной инфракрасной обсерваторией. Это означает, что его мощности достаточно для того, чтобы заглянуть в пылевые облака и посмотреть, как рождаются звезды и планетарные системы. Этот мощнейший инструмент обошелся создателям в 10 миллиардов долларов.

Но вернемся ненадолго в прошлое. В 1990 году NASA доставило на орбиту космический телескоп Хаббл, который открыл для нас Вселенную в прямом смысле этого слова. Его достижения были ошеломительны и вдохновили ученых на создание астрономического инструмента, способного заглянуть практически в самое сердце Большого взрыва. Хаббл также дал ученым подсказку если использовать волны большей длины, то можно «выйти за пределы» наблюдений.

Обсерватория «Джеймс Уэбб» одно из важнейших достижений человечества

Когда объекты удаляются все дальше, астрономы регистрируют высокое смещение в красный спектр. И чтобы увидеть самые первые галактики во Вселенной, нужен инфракрасный телескоп, способный использовать излучение для обнаружения небесных тел.

Больше по теме: Расплетая радугу как тайны света привели человечество к открытию темной материи?

Большая длина волны позволяет проходить сквозь космические объекты, блокирующие видимый свет. Напомним, что инфракрасный свет является одним из нескольких типов излучения, присутствующего в электромагнитном спектре.

Зеркало Уэбба разделено на шесть сегментных фрагментов

Улавливая красный и инфракрасный свет, проходящий через пространство, Уэбб отражает его на меньшее зеркало, которое затем направляет свет на научные приборы, записывающие данные. Поскольку телескоп будет наблюдать очень слабые инфракрасные сигналы, он должен быть защищен от любых ярких, горячих источников, таких как Солнце. Исследователи отмечают, что существует огромная разница температур между горячей и холодной сторонами телескопа, разделенных солнцезащитным экраном.

Читайте также: Наша Вселенная родилась в лаборатории?

Путешествие в пункт назначения

Запуск обсерватории «Джеймс Уэбб», названной в честь главы NASA в 1960-х, состоялся 25 декабря прошлого года на ракете-носителе Ariane 5. Телескоп находился внутри отсека ракеты в виде плотно обернутого пакета из проводов, пластика и пластин позолоченного бериллия. Направляясь к месту назначения, Уэбб должен был развернуться (как робот из фильмов «Трансформеры») превратившись в телескоп с золотым зеркалом, скользящим поверх серебряного солнцезащитного козырька.

Отделившись от ракеты Уэбб отправился к точке Лагранжа и успешно развернул зеркало, разделенное на 18 шестиугольных сегментов, которые теперь ожидает сложная настройка, чтобы в июне приступить к наблюдениям.

У нас есть развернутый телескоп на орбите, великолепный телескоп, подобного которому мир никогда не видел. Итак, каково это творить историю всем вместе? спросил заместитель руководителя NASA Томас Зурбухен

Этапы развертывания телескопа

Обычно запуск самая сложная часть миссии, однако развертывание телескопа таких колоссальных масштабов стало одной из самых сложных задач, когда-либо предпринимавшихся в космосе.

Удивительно и расположение обсерватории гравитационная нестабильность в точке Лагранжа L2 колеблется от 250 000 до 832 000 километров и чтобы оставаться на этой орбите, необходимо вносить небольшие корректировки примерно раз в три недели, позволив телескопу вращаться вокруг L2 (на самом деле Уэбб вращается вокруг Солнца, нам лишь кажется, что вокруг L2). В противном случае миссия улетела бы в межпланетное пространство.

Не пропустите: Знакомьтесь новые телескопы, которые навсегда изменят астрономию

Что мы узнаем о Вселенной?

Учитывая мощности нового телескопа и его чувствительность, открытия, что последуют за собранными данными, будут ошеломительны. Так, исследователи из проекта SETI надеятся, что обсерватория позволит обнаружить жизнь за пределами Земли. Безусловно, нет никакой надежды увидеть животных или растения на расстоянии нескольких световых лет. Но Уэбб сможет сфотографировать экзопланеты миры, вращающиеся вокруг других солнц.

Открытия, сделанные с помощью обсерватории, будут революционными. Помимо множества далеких планет, Уэбб позволит наблюдать самые первые звезды, что родились вскоре после Большого взрыва (так называемые Первые звезды или звезды Населения III). Вот только телескоп зафиксирует не сами звезды, а события их невероятно мощных, но очень далеких взрывов.

Джеймс Уэбб будет наблюдать уже открытые ранее экзопланеты, чтобы получить данные о химическом составе их атмосфер.

О Солнечной системе Webb тоже не забудет, позволив нам узнать много нового об объектах, расположенных в ее самых отдаленных регионах. Считается, что эти небесные тела в значительной степени не изменились с момента образования, а значит могут содержать подсказки о происхождении Земли и возникновения на ней воды ключевого фактора, способствующего появлению жизни.

Это интересно: От облаков до компьютерной симуляции: как рождаются звезды?

Владимир Сурдин из Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга МГУ, надеется, что Уэбб сможет вести наблюдения за блуждающими планетами, одиноко странствующими в космической пустоте: «Их не видно в обычные телескопы, потому что они не освещаются светом материнской звезды, они темные. Но при этом они светятся своим теплом в инфракрасном диапазоне», отметил астроном.

Самый мощный телескоп начнет работу в июне 2022 года

Их наблюдение позволит понять как сформировалась Солнечная система, наша планета и ее спутник. В академическом сообществе о происхождении Луны до сих пор нет единого мнения. «Есть версия, что по Земле ударило какое-то небесное тело, и так у нее появился спутник. Если мы увидим, что в галактике много планет-бродяг, эта версия получит подтверждение», говорит Сурдин.

Хотите знать все о последних научных открытиях? Подписывайтесь на наш канал в Telegram так вы точно не пропустите ничего интересного!

Не только звезды

Вот мы и подошли к самому интересному сможет ли Уэбб ответить на фундаментальные вопросы астрофизиков, например о черных дырах, темной энергии и темной материи? Ученые считают что да. И учитывая способность телескопа уточнить скорость расширения Вселенной, открытий нас ждет немало. Так, таинственная темная материя рискует наконец быть «пойманной» хотя бы частично Уэбб измерит ее влияние на окружающую среду.

Над созданием телескопа ученые работали больше 30 лет

Пожалуй, главное будущее достижение обсерватории это серьезный пересмотр наших знаний не только о Вселенной, но и о жизни, как таковой. Этот телескоп позволит всем жителям планеты узнать как появились первые звезды и как так вышло, что их смерть подарила нам жизнь спустя миллиарды лет.

В конце-концов, как говорил знаменитый астроном Карл Саган, мы лишь временные обитатели этой бледной голубой точки, нашего единственного дома.

Вглядываясь в далекое прошлое, мы должны обратить внимание на настоящее и задуматься о будущем. Ведь все войны, страдания и кровопролития, что пережила наша небольшая планета, меркнут в сравнении с устройством и красотой Вселенной. Быть может пришла пора и нам посмотреть наверх?

Подробнее..

Что странного в столкновении нескольких черных дыр? И причем тут гравитационные волны?

15.03.2022 18:06:16 | Автор: admin

Сверхмассивные черные дыры при столкновении друг с другом ведут себя странно

Осенью 2017 года наши знания о Вселенной изменились навсегда. И хотя существование гравитационных волн предсказывал Альберт Эйнштейн еще в 1916 году (при этом сомневаясь, что их вообще можно обнаружить), ученые все же смогли это сделать. Физики международных коллабораций LIGO и VIRGO впервые зафиксировали гравитационные волны в 2015 году, а два года спустя стали лауреатами Нобелевской премии по физике. Источником небольших искажений пространства и времени (то есть гравитационных волн) стало столкновение двух сверхмассивных черных дыр. Поиски так называемой ряби во Вселенной продолжаются и недавно ученые опубликовали свежие данные оказывается, сверхмассивный черные дыры могут захватывать несколько черных дыр, значительно уступающих ей в размерах.

Физика черных дыр

Массивные объекты, способные поглотить все, что волею случая оказалось поблизости, физики называют черными дырами. Считается, что вся информация, поглощенная этими космическими монстрами, остается в них навсегда. Ничто, даже кванты самого света, не могут вырваться наружу.

В 2019 году ученым удалось невероятное и мир наконец увидел черную дыру, но если точнее, то ее горизонт событий. Фотографии сверхмассивного объекта, расположившегося в 55 миллионах световых лет от Земли, вновь подтвердили правоту Эйнштейна.

И несмотря на то, что общей теории относительности (ОТО) уже больше ста лет, что в целом немало, мы только-только начали узнавать Вселенную. Вот только это знакомство принесло немало вопросов. В том числе и о черных дырах.

Черная дыра область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что даже фотоны не света не могут ее покинуть.

Например, британский физик-теоретик Стивен Хокинг еще в 1970-х годах предположил, что черные дыры испускают слабое излучение. Которое, в конечном итоге уносит энергию прочь от черной дыры. Исследователи по всему миру пытаются разрешить этот парадокс и, кажется, уже близки к разгадке.

Читайте также: О чем говорит странная физика черных дыр? Обсуждаем самые невероятные гипотезы

И пока одни исследователи пытаются понять сложную эволюцию этих космических объектов, их коллеги совершают умопомрачительные открытия. Так, согласно результатам нового исследования, опубликованного в журнале Nature, черные дыры не только сталкиваются друг другом. Оказалось, чем больше размер черной дыры, тем больше себе подобных она может поглотить.

Слияние и поглощение

Начнем с того, что астрономам известно о существовании двух типов черных дыр. Первые образуются из умирающих звезд, а их масса, вероятно, в десятки раз больше массы нашего Солнца. Вторые сверхмассивные черные дыры, напротив, скрываются в центре галактик (включая Млечный Путь) и могут содержать массу, в миллионы раз превышающую массу их крошечных собратьев.

Несколько лет назад ученые зафиксировали необычный сигнал под названием GW190521 (астрономы называют сигналы гравитационных волн датой их наблюдения, поэтому GW190521 отмечает гравитационную волну, обнаруженную 21 мая 2019 года). Сигнал, по мнению авторов научной работы, является самым удивительным открытием на сегодняшний день. Дело в том, что у некоторых черных дыр вообще нет круговой орбиты, ведущей к слиянию.

Не пропустите: Что такое гравитационные волны. Когда и как их открыли

Сверхмассивные черные дыры состоят из достаточного количества материи, перевешивая своих собратьев размером со звезду в миллионы раз.

Еще одна странность заключается в том, что одна из сталкивающихся черных дыр сама по себе результат столкновения. Более того, слияние нескольких черных дыр произошло в космическом пространстве, заполненным этими обитателями Вселенной. Как правило, сверхмассивные объекты встречаются в центрах галактик. Но что будет, если три черные дыры попадут в диск, окружающий сверхмассивную черную дыру?

Дальнейшие события, вероятно, будут происходить быстро. И странно. Результатом слияния, произошедшего в мае 2019 года, по-видимому, стала черная дыра, размер которой колеблется, вероятно, от 100 до 1000 масс нашего Солнца, пишут авторы научной работы.

И хотя слияние, вероятно, привело к образованию черной дыры среднего размера (примерно в 100-1000 раз превышающей массу Солнца), поблизости скрывалось кое-что необычное. Согласно новой гипотезе, одна из черных дыр, участвовавших в наблюдаемом столкновении, ранее уже сталкивалась с себе подобными. Если бы это было так, то масса новообразованной черной дыры в 142 раза превышала бы массу нашего Солнца.

Хотите всегда быть в курсе новостей из мира науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram чтобы не пропустить ничего интересного!

Хаос во Вселенной

Итак, что происходит, когда сверхмассивная черная дыра захватывает три другие в чудовищный диск, вращающийся вокруг нее? Ответ прост: время и пространство начинают скручиваться и изгибаться. Чтобы понять, как такое возможно, физики создали компьютерную модель столкновения этих объектов.

«Если в сверхмассивную черную дыру попадают другие черные дыры, она образует массивный диск материи, вращающийся вокруг нее, подобно планетам Солнечной системы, только очень большого размера», объясняет Имре Бартоса, физик из Университета Флориды и соавтор научной работы.

Доказать существование черных дыр ученым удалось совсем недавно.

В этом космическом танце место планет занимает активное ядро галактики (то есть сверхмассивная черная дыра). Будучи окруженной черными дырами меньшего размера со всех сторон, она притягивает их словно шарики, брошенные в воронку. Эту модель астрономы определили как почти двумерную систему, а виновником происходящего вновь оказалась сила гравитации сверхмассивный черной дыры.

Больше по теме: Как умирают черные дыры?

Как выяснили астрономы, близкое расположение черных дыр друг с другом превращает место проишествия в хаос гравитационные волны сталкиваются друг с другом, тем самым растягивая и разрушая ткань самой Вселенной.

Но две черные дыры на самом деле не вращались друг вокруг друга при столкновении это означает, что их орбиты были эллиптическими, скорее овальными, а не круговыми. Это странно, ведь сила гравитации, возникающая при столкновении двух черных дыр, заставила бы объекты двигаться по круговым траекториям. Но этого не произошло.

Космос странное место

Словом, ничего подобного никто раньше не видел. К тому же, в научных кругах считалось, что помешать силе гравитации двух черных дыр, приближающихся к столкновению, не может ничто.

В конечном итоге исследователи пришли к выводу, что вероятность подобных необычных слияний в компьютерной модели зависит от характеристик диска, окружающего сверхмассивную черную дыру. Следующим шагом, по их словам, будет обнаружение все большего числа столкновений с черными дырами. Так что будем ждать дальнейших исследований, ведь Вселенная место удивительное.

Подробнее..

Ученые сфотографировали тень космического монстра в сердце Млечного Пути

14.05.2022 02:09:37 | Автор: admin

Центр Млечного Пути одно из самых труднодоступных мест для астрономических наблюдений.

На протяжении многих лет ученые мечтали заглянуть в сердце Млечного Пути. Удивительно, но их мечта наконец сбылась: с помощью сети обсерваторий проекта Телескоп горизонта событий (EHT) астрономы опубликовали первое в истории изображение Стрельца А* сверхмассивной черной дыры в центре Галактики. Ее масса превышает солнечную в 4 миллиона раз и находится на расстоянии 27 тысяч световых лет от Земли. Но так как черные дыры притягивают к себе все объекты поблизости, увидеть их невозможно (слишком уж они темные). В отличие от светящейся уничтоженной материи, которая кружится над пропастью со скоростью близкой к скорости света. Получить это изображение было «фантастически сложно». К счастью, разработанные алгоритмы будут использоваться в других наблюдениях.

Изображение Стрельца А* результат работы проекта "Телескоп горизонта событий (EHT), который зафиксировал свет, искривленный гравитацией черной дыры в самом сердце нашей Галактики

Сердце Галактики

Черные дыры представляют собой объекты в пространстве-времени, гравитационное притяжение которых поглощает все, что находится поблизости. Эти таинственные небесные тела притягивают свет и материю, что вращаются вокруг, искривляя пространство и время.

Технически увидеть черную дыру невозможно ни свет, ни материя не могут вырваться за пределы ее горизонта событий. Это революционное открытие, помимо прочего, доказывает, что в центре нашей Галактики находится один из самых непостижимых объектов во Вселенной.

Черная дыра в центре Млечного Пути располагается в 26 000 световых лет от нашей планеты

Интересный факт
Команда потратила пять лет на анализ данных, полученных в апреле 2017 года. Сеть радиотелескопов Event Horizon telescope (EHT) охватывает территории от Антарктиды до Испании и Чили.

В 2019 году исследователи опубликовали первое изображение черной дыры в галактике Messier 87. Безусловно, для неподготовленного зрителя изображение Стрельца А* похоже на снимок черной дыры M87, но, как утверждает команда EHT, эти объекты сильно отличаются друг от друга.

Лично я доволен тем фактом, что мы наконец доказали существование черной дыры в центре нашей галактики, рассказал журналистам The Guardian член коллаборации EHT профессор Зири Юнси из Университетского колледжа Лондона.

Вселенная переполнена галактиками и черными дырами. Это научный факт

Астрофизики полагают, что в центре практически всех галактик во Вселенной, включая Млечный Путь, располагаются черные дыры. Когда свет засасывает в бездну вместе с перегретым газом и пылью, он изгибается и скручивается под действием гравитации.

Кстати, в будущем ученые намерены явить миру первое в истории видео черной дыры и того, как она поглощает все вокруг себя. Подробнее о революционных планах астрономов мы рассказывали в этой статье, не пропустите.

Чем питаются черные дыры

В ходе пресс-конференции 12 мая 2022 года астрономы представили изображение, полученное с помощью EHT. Однако создать хорошее и достоверное изображение Стрельца А* невероятно сложно. В том числе потому, что черная дыра в Млечном Пути ведет себя неспокойно.

В 2017 году ученые доказали существование гравитационных волн

Несмотря на отсутствие стабильности, изображение Стрельца А* вновь подтвердило предсказания Эйнштейна и его общей теории относительности (ОТО): черная дыра в центре Галактики соответствует размерам, предсказанным уравнениями знаменитого физика. Представить размер Sagittarius A* можно, сравнив ее с орбитой Меркурия вокруг Солнца.

Читайте также: Могут ли гравитационные волны разрешить кризис космологии?

Как правило черные дыры в сердцах галактик поглощают все близлежащие объекты в огромном количестве. Тем более удивительно, что Стрелец А*, питается довольно скромно. По словам исследователей наша черная дыра «сидит на голодной диете» в ее центр попадает очень мало материала, но именно эта особенность позволила астрономам совершить новаторское открытие.

Большая разница

Первым в истории изображением тени черной дыры в центре галактики Messier 87 мир наслаждается последние три года. М87 находится на расстоянии 53 миллионов световых лет от нашей планеты, являясь домом для, по меньшей мере, 1 триллиона звезд.

Черная дыра М87. Снимок представлен в 2019 году

Более того, черная дыра M87 одна из крупнейших во Вселенной. Ее масса превышает солнечную в 6,5 миллиардов раз и поглощает огромное количество материи, выбрасывая энергию в космическое пространство. Подробнее о черной дыре в галактике Messier 87, мы рассказывали ранее.

Возвращаясь к Стрельцу А*, необходимо отметить, что полученные данные дарят нам представление о более стандартном состоянии черных дыр: тихом и неподвижном. По мнению астрономов, поведение черной дыры в Млечном Пути для многих галактик является нормой.

Сравнить полученные наблюдения можно с попыткой сфотографировать щенка, который гоняется за собственным хвостом, с помощью камеры с медленной выдержкой, объясняют исследователи.

Так как Стрелец А* относительно небольшая черная дыра, пыль и газ в ее аккреционном диске вращаются по орбите, создавая движущуюся цель от одного наблюдения к другому. Напомним, что аккреационный диск черной дыры представляет собой большую массу вещества, которое разогревается до огромных температур и вращается вокруг галактического центра.

Это интересно: Что скрывают звезды, вращающиеся вокруг сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики?

Телескоп горизонта событий

Телескоп горизонта событий EHT улавливает излучение, испускаемое частицами внутри аккреционного диска черной дыры: пятнистое гало на полученных изображениях показывает свет, искривляемый мощной гравитацией черной дыры.

Event Horizon Telescope работает как единое целое

Event Horizon Telescope это глобальный радиоинтерферометр со сверхдлинной базой. Свое название EHT получил в честь «горизонта событий» точки в пространстве, покинуть которую не может даже свет. И если говорить простым языком, то EHT, по сути, образует единый виртуальный телескоп «размером с Землю».

Целью будущих исследований может стать Единорог ближайшая к Земле черная дыра

Все восемь радиотелескопов на разных континентах синхронизируются друг с другом при помощи атомных часов и суперкомпьютеров для обработки данных. Стоимость этого уникального проекта составляет около 60 миллионов долларов, 28 из которых поступили от Национального научного фонда США.

Фотография тени Стрельца А* это результат технически сложных наблюдений и инновационных вычислительных алгоритмов, заявила на пресс-конференции Кэтрин Боуман из Калифорнийского технологического института.

Новейшие астрономические инструменты позволяют нам узнать Вселенную

Наблюдения за объектом велись целых пять лет, а полученное изображение Стрельца А* результат работы более 300 ученых из 80 стран мира. Снимок, представленный на официальной пресс-конференции 12 мая, составлен из нескольких тысяч изображений черной дыры.

Еще больше интересных статей о звездах, галактиках и тайнах Вселенной читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте

В конечном итоге ученые надеются, что наблюдение за целым рядом черных дыр, как довольно спокойных, так и турбулентных, может помочь ответить на многочисленные вопросы об эволюции галактик сегодня ответа на вопрос о том, что появилось раньше галактика или черная дыра не существует.

Еще один немаловажный аспект нового открытия это эмоциональная связь с сердцем родной Галактики. Согласитесь, есть что-то захватывающее в том, что мир наслаждается снимком центра Млечного Пути. Впервые в истории. Результаты команды EHT опубликованы в специальном выпуске научного журнала Astrophysical Journal Letters.

Краткая история черной дыры Стрелец А* в одной картинке

Теперь команда EHT работает над расширением сети телескопов и проводит модернизацию, которая в будущем позволит получить еще более потрясающие изображения и даже фильмы о черных дырах. По мнению исследователей, работа над проектом объединяет: язык, континенты и даже галактики не могут стоять на пути великих возможностей человечества. Ведь чтобы добиться революционных открытий, мы должны работать сообща и трудиться для всеобщего блага. Согласны?

Подробнее..

Хаббл сфотографировал звезду возрастом почти 13 миллиардов лет

01.04.2022 16:02:19 | Автор: admin

Астрономы полагают, что Эарендель вскоре после рождения Вселенной, задолго до того, как Вселенная была заполнена тяжелыми элементами, образовавшимися в результате гибели массивных звезд.

Космический телескоп Хаббл в прямом смысле этого слова открыл для нас Вселенную. Благодаря его работе мы смогли рассмотреть и изучить не только Солнечную систему, но и то, что находится за ее пределами. Сам телескоп в ближайшем будущем завершит свою работу, уступив место новому чуду научных технологий телескопу Джеймса Уэбба. К слову, Уэбб уже обосновался на месте и проходит настройку, а то, что он увидит мы узнаем уже этим летом. Но недавно Хабблу удалось невероятное он увидел самую далекую от нас звезду, расположенную на расстоянии 12,9 световых лет. Это расстояние означает, что свет от далекого светила прошел огромный путь, чтобы в итоге попасть в объектив телескопа. Одна из главных завораживающих тем астрономии заключается в том, что каждый раз, когда мы смотрим в ночное небо, мы смотрим в прошлое. А большинство обнаруженных нами звезд, возможно, больше не существуют. По сути телескоп это машина времени, однако Хаббл не может заглянуть еще дальше телескопы ограничены количеством света, которое они могут собирать. Поэтому удаленные объекты очень трудно разглядеть от них поступает меньше света. Эта проблема актуальна для Хаббла, которому все же удалось увидеть свет от звезды, что родилась вскоре после Большого взрыв.

Знаменитый телескоп назван в честь американского астронома Эдвина Хаббла, чьи наблюдения переменных звезд в далеких галактиках подтвердили, что Вселенная расширяется после Большого взрыва.

Фотографии из космоса

Космический телескоп Хаббл делает фотографии только в черно-белом цвете. И чтобы сделать те красивые космические снимки, которые вы, вероятно, видели, ученые добавляют цвет позже с помощью техники, разработанной на рубеже ХХ-го века, которая имитирует то, как наши глаза естественным образом воспринимают цвет.

Проблема заключается в том, что человеку видна лишь часть светового диапазона. Так называемый электромагнитный спектр, подробнее о котором мы уже рассказывали, позволяет наслаждаться красотами Вселенной. Наши глаза воспринимают длины волн света, которые кажутся красными, зелеными и синими. Все остальные цвета являются комбинациями этих трех.

Иными словами, когда Хаббл фотографируют космос, он использует фильтры для записи определенных длин волн света. Затем астрономы добавляют красный, зеленый или синий цвет, чтобы сделать снимки цветными. В результате получаются полноцветные изображения важная информацию для научного анализа.

Так как мы не видим большую часть спектра света, астрономы раскрашивают полученные изображения

Исследователи, что делают космос цветным, часто выходят за рамки истинного цвета, показывая нам части изображения, которые мы никогда не сможем увидеть невооруженным глазом. Например, превращение определенных газов в видимый цвет на фотографии. Именно так астрономы получают большинство изображений туманностей, скрывающихся в космической темноте.

Вам будет интересно: Какие космические телескопы работают в космосе?

Вселенная в объективе

Запуск Хаббла состоялся в 1990 году, совершив революцию в нашем понимании устройства Вселенной. Телескоп, который вращается вокруг Земли над атмосферой планеты видит космос иначе, чем наземные астрономические инструменты. Более того, Хаббл единственный космический телескоп, способный получить изображения с высоким разрешением в ультрафиолетовом, оптическом и инфракрасном диапазоне длин волн.

С момента своего запуска Хаббл позволил ученым написать тысячи статей, основанных на его открытиях. Такие темы как возраст Вселенной, гигантские черные дыры и гибель звезд стали самой настоящей научной пищей (если так вообще можно выразиться), утверждают специалисты.

Метод под названием гравитационное линзирование лежит в основе использования телескопа. Он не является чемто новым для науки, но метод, используемый инженерами NASA, позволяет оценить какими были самые первые дни нашей Вселенной. Далекая звезда, которую удалось заметить ученым, родилась всего через 900 миллионов лет после Большого взрыва.

Вселенная родилась вскоре после Большого взрыва, породив немало загадок

Гравитационное линзирование также позволяет астрономам фиксировать объекты, расположенные на заднем плане. Массивные объекты в пространстве деформируют пространство-время вокруг себя, позволяя им действовать как увеличительное стекло, усиливая свет от фонового объекта. Этот эффект был впервые предсказан общей теорией относительности Альберта Эйнштейна ОТО) 100 лет назад. Опираясь на методику, предсказанную ОТО, работа астрономов могла бы открыть новую область этой науки.

Еще больше интересных статей о рождении звезд и Вселенной, подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен так вы точно не пропустите ничего интересного!

Самая старая звезда

Согласно результатам работы, опубликованной в научном журнале Nature, речь идет об открытии нового направления исследований. Недавно запущенный космический телескоп Джеймса Уэбба уже планирует рассмотреть эту древнюю звезду в еще более высоком разрешении. Звезда, о которой идет речь, видима Хабблом, а последующие данные от Уэбба в инфракрасном свете позволят тщательно изучить спектр звезды (или сигнатуру света). Спектральные данные позволяют астрономам искать отдельные элементы внутри звезды. Изучение состава звезды расскажет астрономам об истории жизни звезды, ее возрасте и потенциально о том, как она вписывается в раннюю эволюцию Вселенной.

Когда Уэбб посмотрит на только что открытую звезду, мы получим спектр и увидим, какая у нее температура. Гравитационное линзирование также позволяет астрономам следить за объектами, родившимися в ранней Вселенной. По данным NASA, часть задач Уэбба заключается в том, чтобы заглянуть практически в Большой взрыв ( 13,5 миллиарда лет назад) и узнать много нового о самых первых звездах и галактиках.

Звезда расположена по стрелке

Читайте также: От облаков до компьютерной симуляции: как рождаются звезды?

«Инфракрасное зрение Уэбба делает его идеальной обсерваторией для изучения самых первых звезд, которые удаляются от нас из-за продолжающегося расширения Вселенной. Свет таких объектов смещен к красному краю спектра из-за того, что растягивается по мере их удаления», объясняют астрономы.

Эарендель существовала так давно, что, возможно, имела отличный от известных нам звезд состав. Изучение Эарендела станет окном в ту эпоху Вселенной, с которой мы незнакомы. Это похоже на чтение интересной книги, которую мы начали читать со второй главы, так что у нас будет возможность увидеть, как все это началось, пишут исследователи.

Хаббл увидел звезду возрастом почти 13 миллиардов лет

Что еще интересней, так это способность Уэбба измерить химический состав звезды, получившей название Эарендель. Потенциально эта древнейшая звезда может оказаться первым известным примером раннего поколения звезд во Вселенной. В будущем астрономы намерены выяснить больше информации о составе звезды. Так что будем ждать дальнейших открытий и их значения для науки. И самое главное: с помощью Уэбба астрономы смогут увидеть совсем древние звезды, расположенные дальше, чем Эарендель.

Подробнее..

Категории

Последние комментарии

© 2006-2022, umnikizdes.ru