Вселенная

В какой-то мере, телескоп Джеймса Уэбба слабее смартфона средней цены

Долгожданный космический телескоп Джеймс Уэбб наконец-то начал свою работу и недавно поделился своими первыми снимками. На полученных фотографиях можно увидеть скопление галактик SMACS 0723, туманность Карина, туманность Южное кольцо и так далее обо всем этом подробно рассказала моя коллега Любовь Соковикова в этом материале. Изображения всех упомянутых областей космоса были сделаны всего лишь за несколько дней, о чем исследователи ранее не могли даже мечтать. На данный момент ученые крайне заинтригованы тем, какие открытия они смогут совершить, имея при себе настолько мощную космическую обсерваторию. Впрочем, по земным меркам огромную конструкцию вряд ли можно назвать мощной для хранения данных в телескоп установлен SSD-накопитель объемом 68 гигабайт. Получается, по количеству доступной памяти телескоп стоимостью 10 миллиардов долларов уступает смартфону средней цены.

Сколько информации хранит телескоп Джеймса Уэбба

Новый телескоп Джеймса Уэбба работает в инфракрасном диапазоне, который для человеческого глаза невидим. При помощи мощной оптики он способен смотреть и снимать на фото объекты, которые располагаются в тысячах световых лет от Земли. Ученые надеются, что уже в ближайшее время космическая обсерватория сможет показать нам момент, когда во Вселенной зажглись первые звезды. Такие снимки могут полностью изменить представление людей о космосе и даже помочь открыть жизнь за пределами Земли.

На телескоп Джеймса Уэбба возлагаются большие надежды

Телескоп Джеймс Уэбб работает без выходных в зависимости от поставленных перед ними задач, ежедневно он собирает до 57 гигабайт информации. Для хранения этих данных у него есть SSD-накопитель объемом 68 гигабайт, однако аппарат не может использовать все это хранилище. Дело в том, что некоторая часть диска нужна для хранения инженерных данных и телеметрии под эти нужны зарезервировано около 3% накопителя. Считается, что этот фрагмент диска заполнится уже через десяток лет.

Для сравнения, телескоп Хаббл обладает 2 Гигабайтами памяти

Интересный факт: изначально планировалось, что телескоп Джеймса Уэбба сможет работать максимум 10 лет. Однако, его запуск прошел настолько идеально, что ему удалось сэкономить большое количество топлива обсерватория сможет работать дольше.

Исходя из этого можно сделать вывод, что по объему памяти огромный телескоп, на разработку которого ушло около 10 миллиардов долларов, уступает обыкновенному смартфону. Но стоит понимать, что накопитель явно сильно отличается по конструкции от тех, что используются в наших смартфонах и компьютерах он как минимум имеет защиту от космических условий. Использование обычного SSD привело бы к провалу миссии, потому что такой накопитель быстро перестал бы работать.

Слабые компьютеры в космосе это норма. Компьютер, посадивший американцев на Луну, был в 25 миллионов раз слабее iPhone.

Как телескоп Джеймс Уэбб отправляет данные на Землю

Информация на SSD-накопителе космической обсерватории постоянно обновляется. Дело в том, что телескоп постоянно отправляет данные на Землю для изучения и публикации в Интернете. Аппарат располагается в точке Лагранжа L2 области гравитационного равновесия, которая расположена в 1,5 миллионах километров от Земли на прямой линии между нами и Солнцем. Это место было выбрано потому, что оттуда легче всего изучать Вселенную, не делая больших корректировок положения огромной конструкции. Однако, у точки Лагранжа L2 есть один большой минус она очень далеко от Земли, что усложняет передачу данных. Ученые прекрасно знали об этой сложности, но все же нашли решение.

Телескоп Джеймса Уэбба находится на самой ближней точке Лагранжа

Для передачи данных на Землю, обсерватория Джеймса Уэбба использует частоты Ka-диапазона от 26,5 до 40 ГГц, которые обычно применяются в спутниковой связи и радиолокации. По данным IEEE Spectrum, для телескопа был выделен канал 25,9 ГГЦ по ней он передает данные со скоростью до 28 Мбит в секунду. В ходе разработки команда NASA рассматривала и использование других частот, например X-диапазона (от 7 до 11,2 ГГц) и S-диапазона (от 2 до 4 ГГц) они как раз популярны среди аппаратов, которые находятся далеко от Земли. Но выбор в итоге пал именно на Ка-диапазон, потому из-за высокой скорости передачи данных и стабильности.

Представители NASA говорят, что в ближайшее время будут делиться еще большим количеством фотографий от Джеймса Уэбба. Чтобы не пропустить ничего важного, подпишитесь на наш Telegram-канал.

В завершении статьи отмечу, что телескоп Джеймса Уэбба уже успел попасть в неприятность он столкнулся с космическим объектом. Чем все это закончилось, читайте в этом материале.

Даже наша галактика остается мало изученной

Наша Вселенная это невероятно загадочное и интересное место, которое скрывает множество тайн и загадок. Несмотря на значительный прогресс в науке и технологиях, мы все еще знаем очень мало о ней. Например, мы не можем объяснить механизм расширения Вселенной и что находится за ее границами. Мы также не знаем, как она возникла и почему в ней существуют фундаментальные силы, определяющие поведение всего, что в ней находится. Тем не менее с постоянным развитием технологий и улучшением средств наблюдения, мы приближаемся к пониманию ее устройства.

Недавнее исследование с использованием оборудования ALMA помогло обнаружить крайне далекое небесное тело в молодой Вселенной, которое представляет собой компактную галактику с большим количеством межзвездной пыли. Несмотря на то, что объект является очень темным и почти невидимым даже для самых совершенных приборов, удалось определить его основные свойства. Эта молодая галактика формирует звезды примерно в 1000 раз быстрее, чем Млечный Путь, и ее описание может помочь в изучении других «темных» небесных тел и создании улучшенных моделей формирования и эволюции галактик.

Самые далекие галактики и их значимость

Один из авторов исследования, Марика Джульетти, отмечает, что очень далекие галактики представляют собой настоящий кладезь информации о прошлой и будущей эволюции Вселенной. Тем не менее наблюдение за такими объектами вызывает ряд проблем. Они очень компактны и, следовательно, трудны для наблюдения. Более того, расстояние между нами и этими галактиками делает свет, который доходит до нас, очень слабым. Причина этого в том, что межзвездная пыль перехватывает видимый свет от молодых звезд, что затрудняет его обнаружение оптическими приборами, а затем переизлучает его на более длинных волнах, что можно наблюдать только с помощью мощного оборудования.

Из-за того, что свет доходит до нашей Земли крайне долго мы видим лишь прошлое тех объектов, за которыми наблюдаем

Тем не менее ученые замечают, что эти темные тела не так редки. В последние годы было обнаружено несколько далеких галактик, которые отличаются особой туманностью и кажутся невидимыми для самых мощных оптических приборов, включая космический телескоп Хаббл.

Как гравитация помогает найти далекие объекты

Гравитационное линзирование это метод, который имеет большой научный потенциал и используется для исследования космических объектов, находящихся на большом расстоянии от Земли. Суть метода заключается в том, что крупные космические объекты с большой массой, расположенные ближе к нам, искажают свет, исходящий от более удаленных источников, которые находятся на идеальном расстоянии от них. Это приводит к тому, что фоновые галактики кажутся больше и ярче, что позволяет их идентифицировать и изучать. За последние десятилетия было проведено множество программ наблюдений, использующих этот метод. На данный момент обнаружено около сотни таких объектов, но их число может быть гораздо больше.

Из-за гравитации массивных объектов, расположенных относительно недалеко можно лучше разглядеть более далекие небесные тела

Открытие новой галактики с помощью ALMA

В процессе одного из исследований был обнаружен главный объект, который сейчас изучается. Это небесное тело является особенным: оно очень яркое и может подвергаться линзированию только на определенных точных длинах волн, возможно, из-за наличия межзвездной пыли. Поэтому его изучение является сложным. Однако, благодаря наблюдениям, проведенным с помощью ALMA мощного современного оборудования, расположенного в пустыне Атакама, удалось определить особенности этого объекта. Используя специальные коды, ученые восстановили первоначальную форму фонового источника, а также узнали некоторые свойства самой линзы. Кроме того, наблюдения позволили получить ценную информацию о содержании газа в этом источнике и его распределении. Из анализа стало известно, что объект очень плотный и предположительно молодой, а звезды в нем формируются с очень высокой скоростью. В будущем, космический телескоп «Джеймс Уэбб» раскроет еще больше информации об этой галактике, которую пока может получить только он.

Изображение галактики, сделанное ALMA

Важность исследования далеких галактик

Далекие галактики, которые молоды и компактны, отличаются активным процессом образования звезд. Они в значительной степени скрыты за пылью и содержат большое количество молекулярного газа. Эти галактики предшествуют массивным и спокойным галактикам, которые мы наблюдаем в нашей близкой Вселенной. Именно поэтому они дают нам очень ценную информацию о процессах, которые привели к формированию и эволюции этих структур в течение истории Вселенной. Что помогает уточнить наши модели и представления о ранних этапах эволюции Вселенной и установить, каким образом происходило ее формирование и расширение после зарождения.

Изучение космоса ведется постоянно, но многие тайны до сих пор не удалось раскрыть.

Космос однозначно притягивает к себе интерес. Только одна мысль о том, что где-то там может существовать жизнь будоражит наше сознание. Он помогает нам взглянуть в бесконечность и понять, насколько удивителен и не изучен наш мир. Но притягивать космос может не только взгляды, но и галактики. В том смысле, что в мире существует сила, которая заставляет галактики двигаться в определенном направлении. Примечательно, что ученые считали группы галактик должны двигаться хаотично независимо ни от чего. Однако, используя данные за 3 года исследователи выявили странную закономерность. Может ли быть это ошибкой аппаратуры или это действительно что-то таинственное?

Что такое темный поток?

Темный поток это космологическое явление, которое стало предметом многочисленных дебатов и исследований в области астрофизики. Он относится к загадочному, постоянному движению скоплений галактик в определенном направлении, которое не объясняется стандартной космологической моделью.

Стандартная космологическая модель предполагает, что Вселенная однородна и изотропна, то есть физические свойства должны быть одинаковы независимо от их направления в больших масштабах. Однако наблюдения показали, что скопления галактик движутся в предпочтительном направлении, известном как темный поток.

Космос очень темное место, поэтому многие названия также темные.

Темный поток был впервые обнаружен в 2008 году группой исследователей под руководством Александра Кашлинского из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. Они использовали данные микроволнового анизотропного зонда Уилкинсона (WMAP) для изучения движения скоплений галактик в больших масштабах.

Читайте также: В космос запустили аппарат JUICE для поиска жизни на спутниках Юпитера.

Куда движутся галактики?

Но в меньших масштабах может наблюдаться очень интересная динамика. Например, наша собственная галактика, Млечный Путь, находится на пути столкновения с нашей ближайшей соседкой, галактикой Андромеды. Примерно через пять миллиардов лет наши галактики столкнутся в титаническом противостоянии, и если наши потомки будут поблизости, чтобы увидеть это зрелище, оно будет весьма впечатляющим.

Помимо этого движения, и Млечный Путь, и Андромеда движутся к скоплению Девы, плотному космическому городу, в котором сосредоточено около тысячи галактик.

И это еще не все. Млечный Путь, Андромеда, само скопление Девы и все другие галактики в близлежащем участке космоса вместе движутся в направлении еще большего скопления, скопления Норма, расположенного в области пространства, известной как Великий Аттрактор.

Ученым было давно известно о движении галактик, нашей планеты и в целом движения Вселенной.

Здесь все становится сложнее. Чем дальше мы заходим в наших наблюдениях, тем труднее становится точно определить движения галактик. Кроме того, астрономы действительно хороши в измерении движения галактик к нам или от нас (на основе смещения света от галактик), но вычислить движения в других направлениях намного сложнее. Поэтому приходится полагаться на компьютерное моделирование, чтобы сделать обоснованное предположение.

Хотя большинство наблюдений за большей вселенной поддерживают точку зрения равномерно расширяющейся во всех направлениях, возникли некоторые несоответствия. В некоторых наблюдениях было замечено крошечное, едва уловимое движение, которое можно пропустить. Похоже, что многие галактики могут двигаться в предпочтительном направлении, а не просто равномерно наружу.

Таким образом команда исследователей и обнаружила, что скопления галактик движутся к области неба вблизи созвездия Центавра со скоростью около 600 км/сек. Это движение не объясняется гравитационным притяжением близлежащих структур или расширением Вселенной, что приводит к предположениям о том, что здесь может действовать какая-то другая неизвестная сила.

Для объяснения темного потока были предложены различные теории. Одна из них заключается в том, что он вызван гравитационным притяжением массивных структур за пределами наблюдаемой Вселенной, которые тянут скопления галактик в определенном направлении. Однако это объяснение остается спорным, поскольку трудно доказать или опровергнуть существование таких структур.

Другая возможность заключается в том, что темный поток является остатком ранней Вселенной, когда она не была однородной и изотропной. Эта теория предполагает, что темный поток может быть сигналом первобытных гравитационных волн, которые могли вызвать асимметрию в начальных условиях Вселенной.

Исследования космоса порой приводят к неожиданным открытиям: ученые обнаружили раннее невиданное событие убегающую черную дыру.

Различие темного потока, темной материи и темной энергии

Ученое сообщество очень любит темное, особенно космология. Этим и объясняются такие названия, но важно различать их для полного понимания. Темный поток, темная энергия и темная материя это три разных, но связанных между собой явления, которые в настоящее время находятся на переднем крае современных астрофизических исследований. Хотя эти три понятия часто путают друг с другом, они представляют собой различные аспекты структуры и эволюции Вселенной.

Ученые постоянно разрабатывают новые методы, которые помогут в обнаружении этих явлений.

Много людей слышали про загадочную темную материю, так вот, и ученые пока только слышали, ведь найти ее не так уж и просто она не взаимодействует с электромагнитными волнами и не видна через телескопы. Но есть то, что вполне ее выдает гравитационное воздействие на видимую материю, такую как галактики и их скопления, этим и подтверждается ее наличие. Темная материя составляет около 27% от всей материи во Вселенной, тогда как обычная занимает всего 5%, а темная энергия 68%. Но ее природа до сих пор неизвестна, и физики и астрономы продолжают ее изучать.

Темная энергия, с другой стороны, отвечает за ускоренное расширение Вселенной. Она действует отталкивающей силой, которая противодействует гравитации и заставляет Вселенную расширяться все быстрее. Но и ее природа также остается загадкой.

Ну, а про темный поток мы говорили выше.

Природа темного потока

Существует множество гипотез, связанных с этим явлением, но большинство исследователей утверждают, что темный поток возник в самых ранних моментах после возникновения Вселенной. Астрономы считают, что это произошло всего лишь через долю секунды после Большого Взрыва, еще до периода инфляции короткого времени, когда Вселенная начала расширяться с невероятной скоростью. Однако, природа и происхождение этого явления до сих пор остаются загадкой и скрыты за пределами нашей наблюдаемой Вселенной.

Теория о мультивселенных остается вполне вероятной, но в то же время противоречивой.

Одна из моделей, основанная на теории струн, предлагает интересную вариацию, которая соответствует всем известным фактам. Согласно этой модели, наша Вселенная может иметь Вселенную-близнеца, которая возникла после Большого Взрыва, и существует параллельно с нашей.

Чтобы оставаться в курсе последних новостей из мира науки подписывайтесь на наш Дзен и Telegram-канал.

Несмотря на множество исследований, природа и происхождение темного потока все еще неясны. Для полного понимания этого интригующего явления требуются дальнейшие наблюдения и исследования крупномасштабной структуры Вселенной.

Во вселенной все находится в движении, от атомов до галактик. Источник фото: gazeta-proregion.ru

В космосе, как известно, каждый объект находится в движении планеты вращаются вокруг звезд, а звездные системы в свою очередь вращаются вокруг галактики. Галактики тоже все время движутся. Причины этому существуют разные. Например, ученые пришли к выводу, что 13,8-17 миллиардов лет назад произошел Большой взрыв, который привел к сверхбыстрому расширению Вселенной из бесконечно плотной единой точки. Это привело к возникновению всего, что мы наблюдаем сегодня, причем расширение все еще продолжается. Однако Большим Взрывом невозможно объяснить все виды движений, которые нам известны.

Почему вселенная движется не только из-за Большого взрыва

Когда-то люди считали, что Земля неподвижна и является центром вселенной. Однако с развитием науки ученым удалось выяснить, что наша планета является одним из бесчисленного множества тел во Вселенной, которые вращаются вокруг звезд и галактик.

Теперь мы знаем, что в движении находится абсолютно вся наша Вселенная, от отдельных атомов, до гигантских галактических скоплений. По словам Эдварда Гомеса, астрофизика и сотрудника обсерватории Лас-Кумбрес, причина заключается в том, что движение заложено во Вселенную при ее создании. Как уже было сказано выше, Вселенная начала расширяться с самого начала в результаты силы Большого взрыва. Поэтому движение является своего рода отпечатком начала всего.

Однако Большой взрыв стал причиной только расширения Вселенной, это значит, что из-за него происходит движение в очень больших масштабах. Как поясняет Эдвард Гомес, последствия большого взрыва заметны только на объектах, которые находятся очень далеко друг от друга. С течением времени пространства между ними становится все больше.

Звезды вращаются как и планеты, но вокруг своей галактики. Источник фото: spacegid.com

Однако объекты находятся в движении и в гораздо меньших масштабах. Например, движение Земли вокруг Солнца, а Солнца вокруг галактики нельзя объяснить теорией большого взрыва и расширением вселенной. Тем не менее вращение является тоже неотъемлемой частью Вселенной, так как не существует ничего, что бы не вращалось.

Почему все объекты во вселенной вращаются

Вращение объектов по орбитам вокруг других объектов возникает из-за углового момента. То есть, если два объекта приближаются друг к другу, но не врезаются, их взаимная гравитация начинает притягивать, что приводит к вращению. То есть причиной вращения фактически является гравитация.

Это явление касается абсолютно всех объектов в космосе, начиная от пыли и заканчивая гигантскими галактиками. Например, наша галактика Млечный Путь фактически вращается вокруг галактики Андромеда, а точнее обе галактики вращаются друг вокруг друга. Правда, вместе с тем они приближаются друг к другу. Спустя примерно 4,5 миллиарда лет две галактики столкнутся, но это уже тема другого разговора.

Солнечная система имеет форму диска. Источник изображения: theidealist.ru

Из-за углового момента не только различные объекты не только вращаются друг вокруг друга, но и растягиваются в диск. Например, Солнечная система растянута в диск подобно тесту для пиццы, которое раскручивают профессиональные мастера, чтобы получить блин равномерной толщины. Точно так же растягиваются и любые другие системы во Вселенной.

К слову, Солнечная система изначально представляла собой массу газа и пыли, которая объединилась в звезду и планеты. При этом угловой момент обеспечил ей вечное вращение до тех пор, пока она будет существовать. Однако это не имеет отношения к вращению планет вокруг своей оси, так как его причиной является инерция.

Загадка вращения галактики

Ученые заметили, что вращение галактики происходит не так, как можно было бы ожидать от объекта, состоящего из отдельных компонентов. Она ведет себя как твердая и цельная, подобно вышеупомянутому тесту для пиццы. Учитывая, что галактика является скоплением разных объектов, звезды, которые находятся на окраинах, должны вращаться медленнее, чем те, которые находятся в центре. Но по какой-то причине этого не происходит.

Галактика вращается как цельный твердый объект. Источник фото: naked-science.ru

По мнению ученых, это является доказательством того, что во Вселенной существует нечто, чего не видно, но оно оказывает влияние на объекты. Ученые стали называть это нечто темной материей.

Темную материю невозможно увидеть, так как она не взаимодействует со светом. Соответственно, ее невозможно обнаружить в телескопы. Тем не менее она обладает массой и способна взаимодействовать с другими объектами, обладающими массой в результате гравитации. В том числе, темная материя тоже обладает угловым моментом. И это, по мнению ученых, является еще одной причиной того, что в космосе все движется.

Обязательно посетите наши каналы Дзен и Telegram, здесь вас ждут самые интересные новости из мира науки и последние открытия!

Если подытожить все вышесказанное, движение является фундаментальной особенностью вселенной, благодаря чему она имеет тот вид, который мы знаем. В ней постоянно что-то происходит всевозможные химические реакции, физические процессы и т.д. Самой же базовой формой энергии является движение, причины которого, как мы выяснили, существуют разные.

Червоточину, или как ее еще принято называть, кротовую нору ученые представляют в виде туннеля, располагающегося между двумя водоворотами света.

Среди множества космических загадок «червоточины» пользуются особой популярностью. С их помощью герои блокбастеров путешествуют по разным вселенным, однако в реальности так называемый мост Эйнштейна-Розена является математическим дополнением общей теории относительности (ОТО). В 1916 году математик Натан Розен и физик Альберт Эйнштейн обратили внимание на решение простейших уравнений ОТО, описывающих изолированные источники гравитационного поля. Ученые предположили, что эта пространственная структура похожа на «мост», соединяющий две одинаковые вселенные (или две разные точки пространства-времени). Впоследствии эти структуры получили название «кротовые норы» (от английского wormhole червоточина), однако их существование не доказано. Но несмотря на гипотетический статус, червоточины постоянно присутствуют в уравнениях и помогают астрофизикам описывать устройство Вселенной, движение звезд, планет и других небесных объектов. Но если они действительно существуют, то можно ли их найти? Давайте разбираться!

Гравитационные волны изменения гравитационного поля, распространяющиеся подобно волнам.

Черные дыры и научные факты

Черные дыры долгое время существовали лишь в уравнениях, а Эйнштейн был уверен в том, что обнаружить их невозможно. Только представьте какой была бы его реакция на ошеломительные успехи современной науки в 2016 году ученые из лабораторий LIGO и VIRGO зафиксировали гравитационные волны, исходящие от столкновения двух черных дыр (размер которых в 29 и 36 раз больше нашего Солнца).

За проделанную работу физиков наградили Нобелевской премией в 2017 году, а два года спустя изумленная публика рассматривала первый в истории снимок «тени» черной дыры. Подробнее об этом историческом событии и о том, как ученым удалось сфотографировать черную дыру мы рассказывали здесь, не пропустите!

Так выглядит первое фото тени черной дыры под названием Стрелец А. Красота!

Черная дыра представляет собой область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть ее не могут даже кванты самого света.

Сегодня никто не сомневается в существовании черных дыр. Эти объекты реальны и, предположительно, находятся в центре большинства галактик во Вселенной. Правда, чтобы признать реальность и рассмотреть эту научную теорию всерьез нашей цивилизации понадобилось… 50 лет. На смену космическим монстрам пришли червоточины, существование которых сегодня находится под вопросом, так как сами физики не понимают следует ли относиться к червоточинам всерьез.

Больше по теме: Космическая музыка: как звучат черные дыры

Туннель в пространстве-времени

Итак, согласно физической теории, кротовая нора напоминают туннель, который можно использовать для быстрых космических перелетов из одного края Вселенной в другой. Теоретически с их помощью можно не только сократить расстояние между галактиками (с миллионов лет до часов или минут при надлежищих условиях), но даже использовать их в качестве машины времени.

Как, вероятно, знают наши читатели, ОТО Эйнштейна практически каждый год получает подтверждение, а некоторые ученые убеждены в существование червоточин. Но в этой истории есть небольшая проблема: кротовые норы чрезвычайно нестабильны. Это означает, что пространственно-временные туннели не могут долго оставаться открытыми (чтобы что-то или кто-то мог сквозь них пройти).

Кротовые норы соединяют разные участки Вселенной и, возможно, разные вселенные

Ученые называют точки, в которых вы входите и выходите из червоточины, устьями, а сам туннель горлом.

В 1988 году физик Кип Торн из Калифорнийского технологического института предположил, что червоточины можно держать открытыми, используя экзотическую форму энергии материи с отрицательной массой, которая отталкивает от себя другую (известную нам) материю. По этой причине многие исследователи полагают, что крошечные червоточины с экзотической энергией появились вскоре после Большого взрыва и по мере расширения Вселенной становились все тоньше и длиннее.

В данном случае речь идет об эффекте Казимира, который объясняет взаимное притяжение проводящих незаряженных тел под действием квантовых флуктуаций в вакууме. Именно эта отрицательная энергия действует против гравитации, поддерживая червоточину «на плаву».

Если кротовые норы действительно существуют, то устроены именно таким образом

Вам будет интересно: Может ли рябь пространства-времени указывать на червоточины?

Экзотическая энергия

Учитывая растущий интерес к червоточинам, физик Люк Батчер из Кембриджского университета пришел к выводу, что форма червоточины сама по себе способна генерировать энергию Казимира.

Если горловина червоточины на несколько порядков длиннее, чем ширина ее устья, в ее центре создается экзотическая энергия, благодаря которой червоточина может оставаться открытой достаточно долго для того, чтобы через нее мог проскочить импульс света, объясняет Батчер.

Упоминания о червоточинах можно встретить в научной фантастике. Такие дыры позволяют быстро путешествовать в пространстве и времени.

И если устья червоточины могут существовать в разные моменты времени, то теоретически подходят для путешествий сквозь пространство и время. Но как бы нам не хотелось обнаружить эти объекты и путешествовать в другие миры (или по просторам Вселенной), наука далека от перевода теоретических уравнений в физические объекты.

Подробнее о том, смогут ли люди когда-нибудь путешествовать сквозь червоточины мы рассказывали здесь

Это, однако, не мешает кротовым норам поражать наше воображение. Более того, в некотором смысле эти объекты представляют собой восхитительную форму эскапизма. В отличие от пугающих черных дыр (которые заманивают в ловушку все, что попадает внутрь), червоточины могут позволить нам путешествовать по космическому океану со скоростью, превышающей скорость света.

Кротовые норы и квантовая теория

Связь червоточин с квантовой теорией также интересное явление. Поскольку на микроуровне все вокруг (и мы сами) состоит из атомов и частиц, они могут появиться в пустом пространстве только для того, чтобы исчезнуть через мгновение. При этом целый ряд недавно проведенных экспериментов показал, что квантовую информацию можно передавать из одного места в другое.

С этой точки зрения червоточины похожи на черные дыры, соединенные между собой, отмечают специалисты.

Черные дыры и червоточины могут быть неразрывно связаны

К счастью, тот факт, что квантовая физика играет важную роль в существовании червоточин вряд ли останется незамеченным. Безусловно, пока никто не видел эти объекты, однако это не означает, что космических туннелей в природе не существует.

В конечном итоге кротовые норы могут помочь ученым понять сокровенные тайны Вселенной. И, что не менее интерсно, доказать существование Мультивселенной. А как вы думаете, узнаем ли мы ответы на эти вопросы в ближайшие 10 лет? Поделиться своими мыслями, как и всегда, можно здесь и в комментариях к этой статье!

Всего несколько десятилетий назад звезда Мафусаил считалась старше самой Вселенной

Астрономов давно интересует ранняя Вселенная и их любопытство оправданно самые первые звезды и галактики сильно отличаются от тех, что мы наблюдаем вокруг. Так, звезды, сформировавшиеся примерно через 800 миллионов лет после Большого взрыва, имеют иной состав и чаще всего собираются в группы, которые ученые называют шаровыми скоплениями. Как правило они окружают далекие галактики, однако определить их точный возраст непросто. К счастью, запуск космической обсерватории Джеймс Уэбб на околоземную орбиту поможет астрономам изучить одну из самых древних звезд на просторах Вселенной Мафусаил. Возраст этого небесного тела оценивается более чем в 12 миллиардов лет, а некоторые исследователи ранее утверждали, что Мафусаил старше самой Вселенной (возраст последней, напомним, составляет 13,8 млрд лет). Но как такое возможно и откуда взялись эти парадоксальные цифры? Давайте разбираться!

Звезда Мафусаил самая древняя из всех известных звезд, расположенная в созвездии Весов, на расстоянии 190 световых лет от Солнечной системы. Всего несколько десятилетий назад эту звезду считали старше самой Вселенной.

Первые звезды и галактики

Астрономия подобна машине времени, поскольку мы можем смотреть на события, произошедшие миллиарды лет назад. Глядя на объекты, возникшие вскоре после того, как Большой взрыв сформировал нашу Вселенную, мы можем узнать много нового о происхождении галактик, звезд и экзопланет. Считается, что их возраст не может превышать отметку в 13,8 миллиардов лет, о чем свидетельствует реликтовое излучение свет от первичной плазмы ранней Вселенной, оставшийся после Большого взрыва.

Напомним, что реликтовое излучение свидетельствует об экстремально горячей температуре ранней Вселенной и равномерно заполняет пространство, согласуясь с теорией Большого взрыва.

Определить возраст Вселенной также можно наблюдая за самыми далекими небесными объектами. Это особенно касается первых звезд и галактик, поисками которых занимаются астрономы со всего мира. Их главным помощником сегодня является космическая обсерватория Джеймс Уэбб, запущенная на околоземную орбиту ранее в этом году. Это чудо техники серьезно расширяет горизонт космических наблюдений, о чем мы недавно рассказывали здесь (и здесь).

Состав самых удаленных от Земли звезд сильно отличается от тех, что мы наблюдаем поблизости

Напомним, что Уэбб приступил к полноценной работе летом этого года, однако полученные с его помощью данные уже помогли астрономам детально рассмотреть огромное количество удаленных объектов, включая звезду Мафусаил, о возрасте которой слагали легенды. Так, в 2000 году считалось, что эта древняя звезда старше самой Вселенной, а ее примерный возраст оценивали в 16 миллиардов лет.

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

Дальнейшие исследования опровергли первые предположения, указав, что звезда родилась примерно 14,46 миллиардов лет назад. Эти противоречивые данные в конечном итоге превратили звезду Мафусаил в самый настоящий космический парадокс, так как ничто не может быть старше Вселенной.

Самая древняя звезда во Вселенной

Чтобы разобраться с происхождением Мафусаила, который находится на расстоянии 190 световых лет от Солнечной системы, астрономы обратили внимание на данные фотометрии, интенсивности свечения и спектроскопии. Все потому, что большинство химических компонентов, составляющих наблюдаемую Вселенную, образовались в ядрах массивных звезд или под огромным давлением их окончательного коллапса (гибели).

В одной только наблюдаемой вселенной обитает 200 миллиардов триллионов звезд.

Каждое новое поколение звезд содержит несколько иное сочетание элементов, чем предыдущее, а их химический отпечаток должен сильно отличаться от отпечатка звезд, подобных нашему Солнцу, объясняют специалисты.

Астрономы изучили соотношение водорода и гелия в самых далеких небесных светилах, обратив внимание на шаровые скопления. С их помощью, как вероятно знает уважаемый читатель, можно определить, относится ли та или иная звезда к первому поколению всех существующих на просторах Вселенной объектов. И, как ранее установили ученые, звезда Мафусаил состоит преимущественно из гелия и водорода.

Исследования, проведенные после 2000 года показали, что приблизительный возраст этой древней звезды составляет не менее 14,46 миллиардов лет с погрешностью в 700-800 миллионов. И эта цифра (в отличие от 16 млрд) более-менее укладывается в ранее обозначенный возраст нашего космического дома.

Не пропустите: От облаков до компьютерной симуляции: как рождаются звезды?

Карта реликтового излучения

К счастью, научные изыскания последних двух лет прояснили ситуацию: согласно недавно полученным оценкам, возраст Мафусаила не превышает 13,6 миллиардов лет, что совместимо с временем образования некоторых старейших звезд. И, как показали расчеты 2021 года, эта удивительная звезда на 1,8 миллиарда лет моложе Вселенной.

Шаровые скопления и возраст Вселенной

К похожим оценкам возраста Вселенной пришли авторы нового исследования, опубликованного в журнале Astrophysical Journal Letters. Изучая удаленные шаровые скопления астрономы пришли к выводу, что самые древние светила могли образоваться примерно 13 миллиардов лет назад. В ходе работы ученые опирались на данные космического телескопа Джеймс Уэбб, с помощью которого им удалось проанализировать длину световых волн, исходящих от очень далеких звездных скоплений.

древние шаровые скопления на снимке Джеймса Уэбба

Интересный факт
Галактика Млечный Путь насчитывает около 150 шаровых скоплений. Их история еще недостаточно изучена астрономами, и измерить их возраст может быть чрезвычайно сложно.

По словам астронома Аделаиды Клэйссенс из Стокгольмского университета, до Уэбба было практически невозможно выявить шаровые скопления из-за огромного расстояния между ними и Землей. Но с помощью новейшей космической обсерватории, ранее недоступные для наблюдений объекты удалось обнаружить и как следует рассмотреть.

Снимок высокого разрешения, полученный с помощью Уэбба, содержит тысячи галактик и плотные группы из миллионов звезд. Эти древние коллекции могут содержать подсказки о самых ранних этапах формирования Вселенной. Напомним, что обсерватория Джеймс Уэбб отслеживает инфракрасное излучение, которое представляет собой тепло, способное проникать сквозь пылевые облака область, увидеть которую всего несколько месяцев назад считалось невозможным.

После Большого взрыва наша Вселенная расширяется со все возрастающей скоростью. Однако объяснить почему это происходить исследователи пока не могут

Вам будет интересно: Новое значение постоянной Хаббла: почему Вселенная расширяется с ускорением?

В ходе исследования было получено три изображения 12 шаровых скоплений в инфракрасном диапазоне, пять из которых являются самыми древними из когда-либо обнаруженных. Только представьте, сколько удивительных открытий ожидает нас впереди, ведь обсерватория Джеймс Уэбб приступила к работе совсем недавно. Не исключено, что уже совсем скоро мы узнаем много нового о рождении, эволюции и возрасте Вселенной, а также о самых первых сформированных в ней объектах.

Столпы Творения, запечатленные космическим телескопом Джеймс Уэбб

Космический телескоп Джеймс Уэбб, преемник Хаббла, обратил свой инфракрасный взор на Столпы Творения могущественные космические колонны, окутанные звездной пылью. Впервые мир увидел эти скопления межзвездного газа и пыли весной 1995 года на изображениях, полученных Хабблом. В 2011 году их увидел космический телескоп Гершель, а в 2014 Хаббл сделал новую фотографию в более высоком разрешении. И так как человечество вступило в новую астрономическую эпоху после запуска обсерватории Джеймс Уэбб, новый снимок Столпов Творения стал настоящей сенсацией. Дело в том, что Уэбб наблюдает космос в инфракрасном диапазоне, улавливая все, что раньше было скрыто от наших глаз, включая далекие галактики и пылевые облака, так что новый снимок Столпов творения был лишь вопросом времени. На изображении видны высокие горы газа и пыли в туманности Орла, расположенной в 6500-7000 световых лет от Земли.

Космические обсерватории

За последние несколько месяцев космический телескоп Джеймс Уэбб подарил миру новый взгляд на космос и Вселенную его официальная галерея с каждым днем становится все больше и больше. Каждое новое изображение Уэбба дарит астрономам улучшенное понимание таких далеких явлений, как белые карлики и туманности.

Этот астрономический инструмент полностью оправдывает труд и вложенные в него ресурсы, включая 10 миллиардов долларов рекордную сумму для современной науки. И хотя с момента запуска прошло совсем немного времени, мы уже наблюдаем объекты, скрытые от таких предшественников Уэбба как Хаббл.

Это интересно: Сколько памяти у телескопа Джеймс Уэбб? Спойлер: меньше, чем в вашем смартфоне

Новый телескоп Джеймса Уэбба работает в инфракрасном диапазоне, который для человеческого глаза невидим.

Напомним, что космический телескоп Хаббл был запущен на околоземную орбиту в 1990 году и работает до сих пор. Чувствительность Хаббла и сделанные им изображения позволили нам увидеть объекты, расположенные на огромных расстояниях от нашей планеты и галактики.

Этот революционный инструмент также является единственным космическим телескопом, улавливающим видимый свет.Исследователи отмечают, что четкость Хаббла и Уэбба по сравнению с наземным телескопическим изображением в десять раз выше и это поистине впечатляющий результат.

Хаббл находится на очень близкой орбите вокруг Земли, а Уэбб будет на расстоянии 1,5 миллиона километров (км) во второй точке Лагранжа (L2)

Более того, в то время как Уэбб изучает Вселенную в инфракрасном диапазоне, Хаббл работает в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах. Еще больше радует тот факт, что Хаббл продолжит работу вплоть до 2030-х гг., а значит впереди немало революционных открытий. Еще одним важным отличием является большое зеркало Уэбба, а также расстояние от Земли, на котором вращаются оба космических телескопа.

Больше по теме: Телескоп Джеймс Уэбб сфотографировал взрыв сверхновой. Почему это важно?

Там, где рождаются звезды

Разница между обсерваториями Хаббл и Уэбб огромна. И чтобы увидеть ее астрономы сравнили два изображения знаменитых Столпов Творения на фоне туманно-голубого неба. Эти могущественные колонны находятся в созвездии Орла местом рождения новых звезд и одной из наиболее продуктивных звездных фабрик Млечного Пути.

Звездная фабрика (звездный питомник) одни из самых удивительных мест во Вселенной. Они образуются при разрушении плотных газопылевых облаков, запуская потоки звездного вещества в окружающее пространство. Как правило звездообразующие облака окружены магнитными полями.

Во Вселенной огромное количество звездных питомников. Одно из них Столпы Творения

Еще больше интересных статей о космосе и последних научных открытиях читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен там постоянно выходят статьи, которых нет на сайте!

Так как изображение Столпов творения сделано с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона Уэбба (NIRCam), астрономы заявили, что в будущем смогут составить список звезд туманности и их типов. Дальнейшие наблюдения также приведут к лучшему пониманию того, как именно рождаются, формируются и погибают звезды. Новое изображение не только потрясающе красиво оно раскрывает никогда не наблюдаемые космические процессы.

Самое интересное в новом изображении то, что оно на самом деле показывает нам процесс звездообразования, рассказал Space.com Антон Кукемур, астроном-исследователь из STScI.

Чтобы увидеть разницу между снимками Хаббла и Уэбба, исследователи из NASA опубликовали сравнение двух изображений Столпов Творения непроницаемых, угрожающе темных образований, поднимающихся из туманности Орла.

Вам будет интересно: Хаббл сфотографировал звезду возрастом почти 13 миллиардов лет

Столпы Творения сравнение

Величественные космические колонны скрывают в себе много нового, а астрономы собирали это изображение из необработанных данных, полученных с помощью новейшей камеры телескопа Джеймс Уэбб NIRCam. По мнению исследователей, текстура, уровень детализации и количество научной информации в фотографиях Уэбба поражают самых искушенных из них.

Мы поражены тем, как Уэбб увидел пыль и газ, которые на снимках Хаббла были абсолютно темными, говорится на сайте американского космического агенства NASA.

Столпы Творения в объективе Хаббла

На изображениях сделанных космическим телескопом Хаббл не видно никаких деталей. Однако теперь, впервые в истории, астрономы заглянули в самое сердце этой области, увидев звезды, формирующиеся внутри пыльных колонн. К слову, мы не так много знаем о них и мощных магнитных полях, удерживающих это космическое формирование.

Не пропустите: Знакомьтесь новые телескопы, которые навсегда изменят астрономию

Как сообщают эксперты NASA, на изображении выше Столпы Творения напоминают скалы, но это внешнее сходство. На самом деле эти величественные колонны сформированы из холодного межзвездного газа и пыли, которые выглядят полупрозрачными в инфракрасном диапазоне. На новом изображении также видны новорожденные звезды, некоторым из которых всего несколько сотен тысяч лет.

Столпы Творения в видимом свете космического телескопа Хаббл в 2014 году. Справа новое инфракрасное изображение, полученное обсерваторией Джеймс Уэбб.

Интересно, что по мнению астрономов наслаждаться этим зрелищем обитатели Вселенной, включая нас с вами, смогут всего несколько миллионов лет, когда туманность исчезнет. По мнению некоторых астрономов, это уже могло произойти из-за взрыва сверхновой, уничтожившей космическое формирование. Правда, узнать наверняка мы сможем только через тысячу лет, когда свет доберется до нашей Солнечной системы.

Некоторые из недавно обнаруженных галактических нитей находятся на расстоянии 246 миллионов световых лет

Млечный Путь едва ли можно назвать особенной галактикой внутри нее находятся по меньшей мере триста миллиардов звезд, вокруг которых вращается хотя бы одна планета. Наша Галактика содержит тысячи планетных систем, подобных Солнечной. Диаметр Млечного Пути составляет около 100 000 световых лет, а наш космический дом располагается вблизи небольшого рукава этой спиральной галактики. Согласитесь, этой информации уже достаточно для того, чтобы почувствовать себя песчинкой в этом бесконечном, темном и расширяющемся пространстве. И тем не менее охотники-собиратели, которыми мы были на протяжении столетий, многого достигли вышли в открытый космос, отправили роботов изучать другие планеты и создали инструменты, что открыли нашему взору небольшой участок Вселенной. Но знаем ли мы, что находится за пределами нашей Галактики? Как далеко мы заглянули в космический океан и какие выводы из этого сделали? Удивительно, но лишь недавно нам стало известно о том, что в непосредственной близости Млечного Пути находятся загадочные галактические нити.

Наш космический дом

Возраст Млечного Пути составляет примерно 13,6 миллиардов лет, а размер галактики в поперечнике 100 000 световых лет. Точно так же, как Земля вращается вокруг Солнца, наша галактика вращается вокруг центра сверхмассивной черной дыры под названием Стрелец А*. И несмотря на то, что Млечный Путь несется сквозь космическое пространство со скоростью около 828 000 км/ч, нашей Солнечной системе требуется примерно 250 миллионов лет, чтобы совершить один оборот.

В ясную ночь, вдали от городских огней, можно мельком увидеть другие звезды, что проносятся по ночному небу. Нашим окном во Вселенную является молочно-белая полоса звезд, пыли и газа, благодаря которой наша Галактика обрела название. Ее форму и тип астрономы определили совсем недавно, наблюдая за популяцией звезд, движущихся по небу.

Млечный Путь вместе с Галактикой Андромеда, Галактикой Треугольника и более чем 40 карликовыми галактиками-спутниками образуют Местную Группу галактик

Больше по теме: Млечный Путь находится в космическом пузыре. Что это такое?

На самом деле изучение Млечного Пути было невероятно трудной задачей, ведь нам как минимум не хватает обзора. Все изменилось в начале 1990-х годов, после того, как на околоземную орбиту были выведены новаторские космические телескопы. Эти астрономические инструменты подарили нам изображения планет Солнечной системы, а также позволили различить основную форму и структуру некоторых из ближайших галактик. И все же восстановление формы и структуры нашего собственного галактического дома было медленным и утомительным процессом.

Как стало известно, по диску нашей спиральной галактики разбросаны шаровые скопления звезд и примерно 40 карликовых галактик, которые либо вращаются по орбитам, либо сталкиваются с Млечным Путем. Эта красота, в добавок ко всему, окружена сферическим ореолом из пыли и газа, и, возможно, заключена в еще больший ореол таинственной темной материи.

Млечный Путь появился около 14 млрд лет назад в результате слияния огромных облаков газа и пыли под воздействием гравитации.

Напомним, что темная материя не вступает в электромагнитное взаимодействие, а о ее существовании можно судить лишь косвенно по ее гравитационному воздействию на космические объекты. Согласно расчетам, до 90% массы галактики составляет темная материя, подробнее о которой можно прочитать здесь.

Чтобы всегда быть в курсе последних открытий в области физики, астрономии и высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram так вы 100% не пропустите ничего интересного!

За пределами Млечного Пути

Нашу Галактику пронизывают длинные намагниченные нити, выходящие из других галактик и светящиеся в радиоволнах. В начале 1980-х годов их обнаружили астрофизик Фархад Юсуф-Заде из Северо-Западного университета (США). Так называемые галактические нити представляют собой крупномасштабные структуры, возникающие из далеких галактик.

Млечный Путь и галактики Местной группы пронизывают магнитные галактические нити

Считается, что они возникли в результате взаимодействия между космической пылью, газовыми облаками и галактическим ветром мощным потоком заряженных частиц, исходящим в результате активного звездообразования либо столкновения черных дыр.

Галактические нити и пустоты (войды) образуют своего рода сеть так называемую космическую паутину и являются крупнейшими наблюдаемыми структурами во Вселенной. Примечательно, что галактические нити и войды способны формировать великие стены из скоплений и сверхскоплений галактик.

Недавно астрономы сообщили о новом открытии оказалось, что таинственные нити простираются за пределы Млечного Пути. Более того, эти структуры существуют даже в самых отдаленных галактиках и, как полагают авторы научной работы, принимают активное участие в их формировании. Результаты исследования, опубликованного в журнале Astrophysical Journal Letters, показало, что нити за пределами Млечного Пути намного старше, чем считалось раньше и являются частью одного и того же «семейства».

Галактические нити пронизывают целые скопления галактик

Вам будет интересно: Похожа ли Вселенная на мозг?

Отметим, что самые первые галактические нити, обнаруженные в 80-х годах ХХ века, простирались на расстояние до 150 световых лет, поднимаясь вблизи сердца нашей Галактики сверхмассивный черной дыры Стрелец А*. (галактические нити вращаются вокруг сверхмассивных черных дыр у центров разных галактик). Новое исследование добавляет к ранее обнаруженным структурам почти 1000 нитей из электронов и космических лучей, что вращаются вдоль магнитного поля со скоростью, близкой к скорости света.

Родственные связи

Обнаруженные галактические нити находятся в скоплении галактик на расстоянии одного миллиарда световых лет от Земли. Среди причин их формирования, как полагают исследователи, либо взаимодействие между галактическими ветрами и газопылевыми облаками, либо турбулентностью в магнитных полях из-за движения галактик. Так, нити за пределами нашей Галактики в 100-10 000 раз длиннее чем внутри, к тому же, намного старше, а их магнитные поля слабее. Однако длина и ширина этих таинственных нитей соответствуют тем, что обнаружены в Млечном Пути.

Результаты компьютерного моделирования показали, что галактические нити напоминают космическую паутину «нити» из таинственной темной материи в межгалактическом пространстве, образующие связанную структуру. В одной из предыдущих статей мы подробно рассказывали об этой составляющей космоса, а также войдах и Ланиакее.

Тысячи галактик вместе образуют сверх- и гиперскопления, крупнейшие объекты Вселенной.

Лежащие в основе физические механизмы для обеих популяций нитей схожи, несмотря на совершенно разные условия окружающей среды. Эти объекты принадлежат к одному семейству, но нити за пределами Млечного Пути старше, говорится в исследовании.

Так или иначе, обнаружение большего количества нитей в четырех различных скоплениях галактик, расположенных на расстоянии от 163 миллионов до 652 миллионов световых лет огромный прорыв. Обнаруженные структуры из другой эпохи Вселенной сигнализируют обитателям Млечного Пути о том, что все космические объекты связаны и, судя по всему, имеют общее происхождение.

Млечный Путь является частью огромного сверхскопление галактик Ланиакеи

Новое открытие оказалось возможным благодаря новому поколению космических телескопов, чувствительность которых позволяет заглянуть сквозь толщу пыли и газа, скрывающие от нас немалую часть обитателей Вселенной.

Большой вклад в изучение как ближайших, так и наиболее отдаленных от нас космических структур и объектов, стало возможным благодаря радиоастрономии, а также новейшего чуда техники космического телескопа Джеймс Уэбб, который приступил к работе летом 2022 года и уже привел к череде увлекательных астрономических открытий, а также подарил новый взгляд на «Столпы Творения», о чем мы недавно рассказывали.

Между планетами и звездами, которые мы видим по ночам, космос может выглядеть как огромное пространство тьмы, слабо освещенной фоновым свечением звезд и галактик.

В космосе царит темнота. Однако каждый раз глядя в ночное небо мы видим огни далеких звезд, со всех сторон окруженные тьмой. Прямо как Солнце освещает собой планеты нашей звездной системы, миллиарды звезд и галактик сияют на просторах бескрайней Вселенной. Когда зонд New Horizons достиг внешних границ Солнечной системы, миновав Плутон, его оптические приборы зафиксировали слабое свечение, исходящее из-за пределов Солнечной системы и Млечного Пути. Это открытие стало неожиданностью для ученых. В отличие от реликтового излучения (космического микроволнового фонового излучения), свет, захваченный New Horizon, позволил исследователям заглянуть в самые темные и недоступные области космоса, включая галактики, сформировавшиеся спустя всего 450 000 лет после Большого взрыва. Эти далекие миры не позволяют Вселенной погрузиться во тьму и дают ученым подсказки о том, насколько черным является космос (и причем тут темная материя).

Путешествие New Horizon

Запущенная в 2006 году миссия NASA «Новые горизонты» (New Horizon) стала первым в истории космическим аппаратом, исследовавшим Плутон и астероид Пояса Койпера Аррокот. Эта межпланетная космическая станция (АМС) покидает Солнечную систему на третьей космической скорости благодаря запуску на ракете-носителе Атлас-5. В 2021 году АМС удалилась на расстояние более 50 астрономических единиц от Солнца, покидая нашу звездную систему.

Полученные в ходе миссии данные интригуют ученых. Так, проанализировав сотни изображений, сделанных с помощью тепловизора LORRI с высоким разрешением, установленном на борту миссии NASA, астрофизики из Рочестерского технологического института пришли к выводу, что АМС наблюдает гораздо больше света, чем должна. Все дело в так называемом космическом оптическом фоне суммы излучения в оптических длинах волн, исходящих от объектов за пределами нашей Галактики.

Телескопы и космические обсерватории на околоземной орбите (в частности Хаббл), не могут точно оценить СОВ из-за межпланетной пыли, рассеивающей солнечное излучение.

Космический оптический фон (COB) это средний поток фотонов видимого света, усредненный по объему наблюдаемой Вселенной. Он отражает, по крайней мере частично, целостную космологическую историю звездообразования в известных галактиках, протогалактиках и звездных скоплениях.

Исходя из известных ученым популяций галактик, станция «Новые горизонты» зафиксировала больше света, чем они могут испускать. К такому выводу ранее пришли астрофизики из разных исследовательских институтов и обсерваторий. Если они правы, то во Вселенной существуют неизвестные нам источники излучения, а значит фундаментальные представления о ее формировании могут измениться.

Свет из других миров

В отличие от таких астрономических инструментов как Хаббл, станция «Новые горизонты» находится достаточно далеко от Солнца и может оценить темноту космоса, исключив множество факторов включая излучение от звезд Млечного Пути (что сделать весьма затруднительно). И хотя оставшееся излучение чрезвычайно слабое, его реально измерить. Так, астрофизики из университета Джонса Хопкинса предположили, что это избыточное излучение (СОВ) может, помимо прочего, объяснить природу темной материи.

Новые горизонты (New Horizons) это автоматическая межпланетная станция NASA, предназначенная для изучения Плутона и его спутника Харона.

В то же самое время результаты работы, опубликованной на сервере препринтов arXiv показали, что этих источников света не так уж и много, а значит космос место еще более темное, чем мы думали. Но что за объекты являются источником СОВ? Ими могут быть как карликовые галактики за пределами наблюдаемой Вселенной или рассеянные ореолы звезд, окружающие галактики или популяции блуждающих межгалактических звезд, разбросанных по всему космосу. А может, ни то, ни другое.

Читайте также: New Horizons получил новые данные о формировании планет

И если обнаружение СВО кажется удивительным, не будем забывать о черных дырах даже они испускают излучение (точнее их аккреционные диски, которые состоят в основном из светящегося звездного вещества). Кванты самого света кружатся вокруг аккреционных дисков этих космических монстров прежде чем пересечь горизонт событий точку невозврата за пределы которой вырваться не может ничто, включая фотоны.

Частицы темной материи

Так как источник излучения, обнаруженного миссией «Новые горизонты», остается неизвестным, некоторые ученые предлагают обратить внимание на темную материю в качестве источника избыточного света. Напомним, что темной материю называют гипотетическую субстанцию, не вступающую в электромагнитное взаимодействие (из-за чего увидеть ее невозможно).

Считается, что эта загадочная материя составляет не менее 80% вещества во Вселенной, а о ее существование можно судить из-за ее гравитационного воздействия на наблюдаемые нами космические объекты. Как и в случае СВО, исследователи высказывают несколько гипотез о природе этой загадочной материи. Одна из них гласит, что эта невидимая субстанция состоит из аксионов гипотетических частиц, существование которых было предложено в 1970-х годах прошлого века.

Темная материя может состоять из гипотетического класса частиц, распад которых приводит к формированию фотонов

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

Дело в том, что аксионы в определенном диапазоне масс должны вести себя как темная материя. Считается, что эти частицы распадаются на пары фотонов в присутствии сильного магнитного поля. Целый ряд научных экспериментов направлен на поиск этих гипотетических частиц, однако отделить их от прочих источников света невероятно трудно. Именно на этом этапе, как это не удивительно, в дело вступает космический оптический фон.

Тайны Вселенной

И хотя СОВ излучение слабое, LORRI, прибор на борту АМС «Новые горизонты» смог его обнаружить. Результаты исследования, опубликованного в журнале Physical Review Letters, предполагают, что аксионоподобная темная материя может быть ответственна за обнаруженное излучение. И все же сегодня невозможно сказать, какое объяснение является правильным, основываясь исключительно на имеющихся данных. Однако, уменьшив массу аксионов, которые могли бы быть ответственны за избыток слабого излучения, исследователи заложили основы для будущих поисков этих загадочных частиц.

Чем чувствительнее становятся приборы наблюдения за космосом, тем сильнее астрономы убеждаются в неполноте своих знаний

Если избыток излучения СОВ возникает в результате распада темной материи на фотоны, будущие измерения (не без помощи новой космической обсерватории Джеймса Уэбба) помогут это определить, отмечают астрофизики.

В то время как реликтовое излучение свидетельствует о первых 450 000 годах после Большого взрыва, космический оптический фон говорит кое-что об общей сумме всех звезд, которые когда-либо сформировались в нашей Вселенной. Напомним, что в одной только наблюдаемой Вселенной насчитывается около двух триллионов галактик. Эта оценка основывается на данных, полученных с помощью Хаббла.

Чтобы всегда быть в курсе последних научных открытий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram так вы точно не пропустите ничего интересного!

Во Вселенной, возможно, больше света, чем считалось раньше

К счастью, успешный запуск космического телескопа Джеймс Уэбб летом 2022 года уже ознаменовал собой начало новой астрономической эпохи. Благодаря встроенной инфракрасной камеры, этот мощнейший инструмент по-новому взглянул на Столпы Творения, атмосферу спутника Сатурна Титана и взрыв сверхновой. Подробнее об этих удивительных событиях можно прочитать здесь, не пропустите!

Ученые создают самую подробную в истории карту вещества во Вселенной. С ее помощью можно обнаружить материю, скрытую от наших глаз и инструментов

Через 400 000 лет после Большого взрыва первичная плазма зарождающейся Вселенной начала остывать, что привело к образованию первых атомов. Затем появилось реликтовое излучение тепловое излучение, равномерно заполняющее Вселенную и распространяющееся во всех направлениях. Этот космический микроволновый фон (CMB), впервые зарегистрированный в 1965 году, удалось зафиксировать с помощью современных телескопов и увидеть какой была Вселенная вскоре после своего рождения. Сегодня мощные астрономические инструменты позволяют создавать каталоги и карты, отображающие не только галактики и небесные тела, но и крупномасштабные структуры Вселенной. Считается, что они формировались миллиарды лет по мере расширения и «старения» нашего мира. Но вот что особенно интересно недавно исследователи пришли к выводу, что все вещество во Вселенной, будь то темная материя или плазма, расположено неравномерно. Если создатели новой, самой подробной карты Вселенной правы, то наши представления о космосе придется пересмотреть.

Вселенная это театр теней, а галактики его главные действующие лица.

Реликтовое излучение

После того, как ученые обнаружили реликтовое излучение, они нанесли на карту крошечные колебания температуры, оставшиеся после Большого взрыва. Пристальное внимание к СМВ объяснимо это излучение пережило большую часть истории Вселенной, сохранив отпечатки всех изменений, происходивших на протяжении 14 миллиардов лет.

За это время реликтовое излучение встречалось с галактиками и другими космическими структурами, растягивалось, сжималось и деформировалось. Отпечатки этих встреч, оставленные СМВ, многое говорят о распределении всей материи во Вселенной, что является ключом к разгадке фундаментальных космологических загадок.

Реликтовое излучение позволяет многое узнать не только об условиях, царивших в ранней Вселенной, но и о самих галактиках на ее просторах.

В отличие от стандартных оптических исследований, которые фиксируют свет, испускаемый звездами, СМВ учитывает основную массу галактик, скрытую от глаз либо в виде сгустков темной материи, либо в виде рассеянного ионизированного газа, соединяющего галактики.

Больше по теме: Почему в межзвездном пространстве не так темно, как считалось раньше?

Вселенная теней

По мере развития астрономических инструментов стало понятно, что реликтовое излучение хранит в себе намного больше информации, чем считалось раньше. Так, за последние 10 лет ученым удалось подтвердить эффект СюняеваЗельдовича, теоретезированный в 1960-е годы он позволяет понять как менялась интенсивность радиоизлучения реликтового фона на горячих электронах межзвездного и межгалактического газа.

Еще один эффект, известный как слабое гравитационное линзирование, искажает траекторию реликтового излучения, когда оно проходит вблизи массивных объектов и искажается подобно тому, как если бы на него смотрели через основание винного бокала. Если говорить совсем просто, то слабое гравитационное линзирование позволяет увидеть невидимое и отличить темную материю от обычной.

Большая часть вещества во Вселенной скрыта от наших глаз и инструментов

Еще больше интересных статей о реликтовом излучении и новейших космических телескопах читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!

В совокупности эти эффекты позволили космологам составить точную карту местоположения и температуры абсолютно всей видимой материи во Вселенной (которая сохраняет характерную сигнатуру, извлекаемую из полученных изображений СМВ). И если наложить эту карту на имеющиеся изображения звезд и галактик, можно не только измерить космические расстояния, но и отследить процессы звездообразования.

В 2021 году команда ученых из Страсбургской астрономической обсерватории (Франция), применила этот подход. Изучив данные CMB, полученные с помощью Европейского космического агентства (ЕКА) и космологического телескопа Атакамы, исследователи объединили их с данными оптических телескопов, включающих почти 500 000 галактик. Поразительно, но полученный результат позволил измерить соотношение обычной и темной материи.

Вещество неравномерно распределено по Вселенной, однако раньше считалось иначе

Анализ также показал, что взрывы сверхновых звезд и аккрецирующие сверхмассивные черные дыры вытесняют газ из узлов темной материи и распределяют его (обычные телескопы не в состоянии этого обнаружить). Более того, новые данные не совпадают с предсказаниями большинства космологических моделей, а значит ответить на целый ряд фундаментальных вопросов космологии с их помощью невозможно.

Кстати, после Большого взрыва во Вселенной происходила масса необычных и странных процессов. О том, каких именно, можно прочитать здесь, рекомендуем!

Самая подробная карта Вселенной

Учитывая данные, полученные за последние 10 лет с помощью новейших астрономических инструментов ученые пришли к выводу, что вещество во Вселенной распределено не равномерно что не соответствует общепринятой космологической теории. Подробная карта скоро будет представлена широкой общественности и, как полагают астрономы, поможет понять целый ряд существующих противоречий. Все это означает, что наше понимание устройства Вселенной ошибочно (по крайней мере частично).

В исследовании принимают участие более 150 ученых, в том числе из Чикагского университета и Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми. Цель проекта определить и понять силы, ответственные за эволюцию Вселенной. Исследователи полагают, что если материя не распределена по Вселенной «комками», то в существующей сегодня модели не хватает чего-то действительно важного.

Перед вами карта того, как темная материя распределена по Вселенной

Проведенный в ходе работы анализ (включая анализ последних данных о реликтовом излучении) позволил определить более точное местоположение материи, которая не только не распределяется равномерно и не «комкуется» но и группируется в определенных областях, объясняют астрономы.

Согласитесь, звучит революционно. Эти выводы, однако, являются предварительными и у ученых впереди много работы. Однако результаты анализа уже позволили получить крайне полезную информацию благодаря наблюдениям и современным астрономическим инструментам. Посмотреть как выглядит общепринятая модель Вселенной можно здесь.

Ранее ученые опубликовали первую карту наблюдаемой Вселенной в рентгеновском излучении, подробнее мы рассказывали в этой статье.

Новая эра космологии

Исследователи, принимающие участие в создании самой масштабной карты Вселенной за всю историю наблюдений только начинают осознавать истинные возможности проделанной работы: «Это сенсационное улучшение космологической модели по сравнению со всеми созданными ранее. В это трудно поверить, но мы, возможно, находимся на перепутье… новой модели Вселенной», сообщают авторы научной работы.

Подробная карта всей видимой материи во Вселенной

Так как в основе стандартной модели космологии лежит реликтовое излучение, новые данные могут оказаться революционными. Отметим также, что в работе ученые объединили данные двух крупнейших исследований Вселенной, проведенных с помощью Dark Energy Survey и South Pole Telescope.

Пять-10 лет назад люди думали, что с космологией покончено. Но это меняется и мы, судя по всему, вступаем в новую эру космологических исследований, утверждают космологи.

Вселенная и ее мощь поражают воображение

Кстати, ранее астрономы составили подробную карту одной из границ Солнечной системы. Заинтригованы? Вам сюда!

Если результаты будущих исследований подтвердят озвученые выводы, то наша Вселенная на самом деле не является одинаковой для наблюдателя во всех направлениях. И хотя звучит заманчиво, говорить об окончательных выводах преждевременно. И тем не менее только представьте возможно в самом ближайшем будущем мы наконец докажем существование темной материи. А это настоящий прорыв.

Решить задачу трех тел невероятно сложно из-за гравитационного взаимодействия между объектами, которое делает их движение хаотичным и непредсказуемым.

Недавно компания Tencent выпустила научно-фантастический сериал по мотивам романа китайского фантаста Лю Цысиня Задача трех тел, действие разворачивается в 2006 году, когда нанотехнолог Ван Мяо становится свидетелем странных событий в мировой науке, а его коллеги заканчивают жизнь самоубийством. Отметим, что и роман и телеадаптация относятся к жанру твердой научной фантастики, а Лю Цысиня многие сравнивают с Айзеком Азимовым. Так, само название произведения отсылает к классической проблеме в области небесной механики, в которой рассматривается движение трех тел, взаимодействующих друг с другом посредством гравитации. Задача, по сути, не имеет решения предсказать движение трех небесных объектов в долгосрочной перспективе невозможно. И хотя на первый взгляд задача не кажется сложной, она демонстрирует как устройство Вселенной, так и нашу ограниченность ее познания.

"Память о прошлом Земли" научно-фантастическая трилогия писателя Лю Цысиня, включающая романы Задача трёх тел (2006), Тёмный лес (2008), Вечная жизнь Смерти (2010)

Задача трех тел в астрономии

«Задача трех тел» долгое время была проклятием астрофизиков. Ее решение считается невозможным, поскольку движение тел быстро становится хаотичным. Чтобы понять в чем дело, представим Землю и Луну, которые обращаются вокруг Солнца. Так как Луна продолжает вращаться вокруг нашей планеты и каждый месяц завершает полную орбиту, все прекрасно. Но что произойдет, если к Земле приблизиться блуждающая планета, как, например, в фильме «Меланхолия» (2011)?

Рассчитать будущую траекторию движения Земли и Луны несложно (что в свое время отметил Исаак Ньютон), однако третий объект блуждающая планета делает любой прогноз невозможным. Даже крошечное изменение начальных положений любого из трех тел вскоре приведет к совершенно разным прогнозам относительно их будущего расположения. Более того, решения не существует, даже если отслеживать движения каждого «тела» от наносекунды к наносекунде.

Достоверно предсказать, какое влияние три тела окажут друг на друга в долгосрочной перспективе нельзя. Кадр из фильма «Меланхолия»

Помимо задачи трех тел в современной астрономии и космологии существует целый ряд нерешенных проблем, включая таинственную темную энергию

К слову, в учебниках физики и экзаменационных вопросах встречается идеально изолированная система, состоящая из звезды и вращающейся по орбите планете. Однако в реальной Вселенной все сложнее астрономы не могут отследить траекторию столкновения трех звезд, несущихся навстречу друг другу в космическом пространстве. Учитывая, что начальное положение тел в задаче также является неизвестным, вычислить их точную траекторию движения в долгосрочной перспективе невозможно.

Возможные решения задачи трех тел

И все же, существует ряд возможных решений этой задачи, например, с помощью введения в переменную «особого случая». Так, если массу одного объекта (например, космического корабля) счесть бесконечно малой, то задача получит решение. В другой ситуации можно представить три тела, образующие равносторонний треугольник, либо оставить два тела неподвижными и вуа-ля, ответ перед нами. Вот только наш «особый случай», решением основной задачи не является.

Существует также упрощенный вариант задачи, для которого можно найти аналитическое решение например, убрав из системы третье тело (в этом случае масса одного объекта будет меньше массы другого и не окажет существенного влияния на движение других небесных тел). Этот случай называется ограниченной задачей трех тел и используется для анализа движения искусственных спутников и малых тел Солнечной системы.

Если из уравнения убрать третье тело, задача быстро обретает решение

Читайте также: 5 явлений, которые ученые до сих пор не могут объяснить

Звездообразование и гравитационные волны

И хотя задача трех тел не подлежит аналитическому решению (когда набор уравнений приводит к единственному окончательному ответу), в 2020 году добиться некоторого прогресса все-таки удалось с помощью статистического подхода. Авторы исследования, опубликованного в журнале The Astrophysical Journal Letters, изучали двойные системы, к которым приближается третий объект, что, как считается, должно постоянно происходить в молодых звездных скоплениях.

Эта работа традиционно проходит с использованием компьютерных моделей, которые показывают, что тройная система в большинстве случаев будет вести себя как двойная: третья звезда находится удаленно и слабо взаимодействует с двумя центральными объектами, отмечают исследователи.

По мере развития событий, однако, третья звезда вступает в активное взаимодействие с двумя другими, в результате чего одна из них отбрасывается назад туда, где вновь становится далеким объектом. Этот процесс повторяется до тех пор, пока звезду окончательно не выбросит из системы. Выглядит логично, однако эти расчеты не более чем результат моделирования и не являются аналитическими предсказаниями того, что может произойти на самом деле.

Гравитационно-волновая обсерватория лазерного интерферометра LIGO

Исследователи, однако, предположили, что если провести множество подобных симуляций, то рано или поздно можно получить наиболее вероятный прогноз развития событий, тем самым оказав помощь астрономам из различных областей. Но и здесь есть одно исключение гравитационные волны.

Хотите всегда быть в курсе последних открытий в области науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram чтобы не пропустить ничего интересного!

Напомним, что за движением и столкновением черных дыр наблюдают исследователи из лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории LIGO. Их цель заключается в том, чтобы понять как и почему образуются и сталкиваются эти объекты. Как правило речь идет о взаимодействии двух черных дыр, однако наличие третьей может также способствовать процессу слияния. И если это действительно так, то решение одной из старейших задач астрономии может скрываться в этих статистических данных.

Абстрактное решение задачи трех тел

Статистические прогнозы для многих гипотетических сценариев, подобных описанным выше, кажется, и правда могут справиться с задачей трех тел. Так, авторы исследования 2021 года решили отказаться от тройной системы и посмотреть на космос как на дырявый воздушный шар из швейцарского сыра. Столь специфичный подход, в итоге, предлагает потенциально революционное решение задачи.

В работе, опубликованной в журнале Celestial Mechanics and dynamic astronomy, используется довольно абстрактная концепция, включающая хаос между телами, вращающимися по одной орбите. Необходимо отметить, что когда физики говорят о «хаосе», то имеют в виду гораздо более сложную концепцию, чем мы можем представить, поскольку зияющая пустота космоса заполнена бесчисленными взаимодействующими силами от солнечного ветра до мощной гравитации далеких звезд. Вместе эти силы порождают настоящий математический хаос (или непредсказуемый результат).

Математический хаос в популярной культуре чаще всего представлен как эффект бабочки.

Предположив, что абстрактный подход к задаче трех тел, может помочь в решении проблемы, космологи обратились к так называемому «фазовому пространству» понятию в математике и физике, каждая точка которого соответствует одному (и только одному) состоянию из множества всех возможных состояний системы. Эта точка называется изображающей или представляющей.

Читайте также: Погружение в теорию хаоса непредсказуемость и эффект бабочки

Таким образом, каждая точка в фазовом пространстве представляет собой одну из возможных конфигураций трех звезд: трехмерное положение, трехмерная скорость и масса каждого объекта. Когда три тела встречаются в некоторой точке фазового пространства, ученые могут проследить их путь по мере перехода от одной конфигурации к другой. И если добавить физические ограничения, например, закон сохранения энергии, в фазовом пространстве останется только восемь конфигураций, представленных со всеми возможными исходами. После чего статистическим методом можно обнаружить нужные числовые значения.

Зачем менять правила игры?

Физик Барак Кол из Еврейского университета, возможно, изменил правила игры для восьмимерного фазового пространства. Вместо того, чтобы сосредоточиться на границе между хаотической областью и областью регулярного движения, Кол предположил существование на космических просторов особых мест, хаос в которых как бы «включается и выключается».

Реликтовое излучение позволило космологам по-новому взглянуть на Вселенную и ее жволюцию

Со временем, по мере взаимодействия трех тел в области хаоса, становится все более и более вероятным, что одно из тел вылетит из системы. Таким образом, группа из двух небесных тел погрузится в хаос, когда в поле зрения появится третье тело, объясняет Кол.

Следующим шагом, вероятно, станет выполнение множества симуляций столкновения одиночных звезд с парными звездами, что позволит ученым нащупать математические границы области хаоса. Будем надеяться, что подобный подход приведет к созданию математической модели, способной решить задачу трех тел.

Это интересно: Как люди изобрели математику?

Роман Лю Цысиня «Задача трех тел»

Как видите, задача трех тел крайне сложна и требует не только знаний, но и способности взглянуть на Вселенную под совершенно другим углом. В некоторых случаях, как и предполагает фантаст Лю Цысинь в романе, решение проблемы может потребовать от ученых отказа от имеющихся теорий. Так, некоторые герои произведения заявляют, что «физики не существует» (и никогда не существовало), а правду о Вселенной способны вынести далеко не все.

Эксперименты на ускорителях частиц дают противоречивые результаты, из-за чего ученые, считая, что предел познания Вселенной достигнут, совершают самоубийства. Тем временем военные и спецслужбы приходят к выводу, что кто-то или что-то пытается затормозить научный прогресс на Земле, краткое описание сюжета.

В 2006 году нанотехнолог становится свидетелем череды странных событий в мировой науке и соглашается участвовать в расследовании. Из-за этого ему начинают мерещиться цифры с обратным отсчетом.

Особое внимание Цысинь обращает на гипотезу стрелка и фермера (СФ), согласно которой мы, подобно индюшкам на ферме, не можем выйти за ее пределы и представить себе мир фермера. Это означает, что у нашей науки есть рубежи, преодолеть которые невозможно. Более того, то, что мы называем законами Вселенной, не обязательно ими являются.

Не пропустите: Все везде и сразу с точки зрения науки: какой может быть мультивселенная?

«Задача трех тел», помимо прочего, знакомит читателя с актуальными научными данными о Вселенной и реликтовом излучении, нанотехнологиях и прикладной физике, несоответствии общей теорией относительности (ОТО) и квантовой механики, историей науки и китайской культурой. Роман (впрочем, как и его экранизация) является глубоким философским произведением и в 2015 году стал обладателем премии Хьюго как лучший фантастический роман года. Прим.автора: Хьюго англоязычная читательская литературная премия, присуждаемая ежегодно лучшим научно-фантастическим, реже фэнтезийным произведениям.

Научный прогресс может привести к гибели нашей цивилизации. Не стоит об этом забывать

Твердая научная фантастика категория или поджанр научной фантастики, к которой принято относить произведения, уделяющие внимание прежде всего вопросам науки и техники и обычно противопоставляемые мягкой гуманитарной научной фантастике.

Внимание к сериалу и роману также обусловлено тем, что произведения в поджанре твердой научной фантастики выходят не часто, а массовая поп-культура все больше стремится к упрощению сложности. Так, объяснение путешествий сквозь пространство и время с помощью червоточин как правило сводится к сложенному пополам листку бумаги и карандашу. Словом, рекомендую к прочтению и просмотру всем любителям жанра. Ну а для тех, кто не привык к особому стилю китайского кинематографа, Netflix приготовил отличный сюрприз в виде собственной экранизации.

Земля и вся наша вселенная, возможно, находятся внутри черной дыры

Когда мы смотрим на небо, видим миллиарды звезд, Млечный путь и другие галактики. Но что находится за пределами нашего зрения или той области, которую можно увидеть в телескопы? Точно ответить на этот вопрос невозможно, но мы можем делать различные предположения на основе тех данных которые уже известны. Некоторые версии на первый взгляд кажутся совсем фантастическими, однако при детальном их рассмотрении оказывается, что они вполне имеют право на существование. К примеру, есть теория, согласно которой Земля и все, что мы видим вокруг, находится внутри черной дыры. Как известно, эти объекты обладают настолько мощным гравитационным полем, что не только поглощают другие объекты, находящиеся поблизости, но и искажают время и пространство. Оказавшись внутри черной дыры, ни один объект не может ее покинуть, в том числе и свет. Но это не значит, что в ней не может существовать целая вселенная.

Как Земля могла попасть в черную дыру

Могла ли гигантская черная дыра, теоретически, поглотить Землю вместе со всеми галактиками, которые нас окружают? Теоретически, конечно же, это могло произойти. Однако, если бы это случилось, наша планета была бы разрушена еще на подлете к черной дыре, то есть оказавшись в горизонте событий. Как мы рассказывали ранее, гравитационное притяжение вытянуло бы ее и превратило в спагетти, при этом время на Земле начало бы сильно замедляться.

Даже если бы планета пережила это растяжение, что крайне мало вероятно, она была бы направлена в крошечную и очень плотную сингулярность, где ее точно не оставило шансов невероятное давление и температура. Поэтому допускать версию, что Земля была поглощена черной дырой и там продолжила свое существование, конечно не стоит. Но есть другая версия, согласно которой наша планета могла образоваться внутри черной дыры.

Земля была бы уничтожена, оказавшись в горизонте событий черной дыры

Как объясняют некоторые ученые, черная дыра очень похожа на Большой взрыв, однако все процессы в ней происходят в обратном порядке. То есть, если Большой взрыв подразумевает расширение пространства и материи из одной точки, то черная дыра, наоборот, сжимает материю и пространство в одну точку. Существует версия, согласно которой Большой взрыв произошел из сингулярности черной дыры, существовавшей в более крупной родительской вселенной.

Центр гигантской черной дыры сжимался и сжимался до тех пор, пока не взорвался, в результате чего образовалась вселенная. То есть наша вселенная, по этой версии, расширяется внутри черной дыры. Но какие этому есть подтверждения?

Какие есть доказательства того, что Земля находится внутри черной дыры

Данную теорию назвали космологией Шварцшильда, или космологией черной дыры. Впервые она была предложена еще в 1972 году. Тогда о ней заговорил одновременно двое ученых индийский физик-теоретик Радж Патриа и британский математик Ирвин Гуд.

Вселенная расширяется с ускорением

Теория дает ответы на некоторые вопросы, на которые не могут ответить другие версии появления вселенной. В частности, она объясняет почему возник Большой взрыв, а точнее, почему наша вселенная была сжата в одну точку. Кроме того, эта версия объясняет почему наша вселенная не просто расширяется, а делает это с ускорением. Теоретически, расширение должно тормозиться гравитацией, но на самом деле происходит обратное.

Как известно, ускорение происходит только при падении тела в гравитационном поле. Это поле для нашей вселенной могла создать как раз черная дыра, внутри которой происходит расширение.

Какие размеры вселенной?

Космология Шварцшильда предполагает, что внутри черных дыр могут существовать вселенные. То есть внутри крупных вселенных могут существовать мелкие, подобно матрешкам. Однако покинуть черную дыру и оказаться во внешней вселенной невозможно. Как мы сказали в самом начале, преодолеть гравитацию черной дыры не может даже свет. Это значит, что и проверить данную теорию на практике невозможно.

Переходите по ссылке на наш ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ. Мы подготовили для вас множество интересных, захватывающих материалов посвященных науке.

Если наша вселенная действительно находится в черной дыре, она имеет чрезвычайно большие размеры. В противном случае ученые бы заметили ее наличие по ряду признаков, таких как замедление времени и растяжение материи при перемещении внутри нее. Отсутствие этих признаков можно объяснить только размерами этого объекта. Но, вполне возможно, что ученым удастся обнаружить другие доказательства или опровержения этой теории.

Напоследок напомним, что существует и другая теория, согласно которой черные дыры являются телами, внутрь которых невозможно проникнуть. Однако все, что поглощается ими не погибает, а продолжает существовать в виде копии-голограммы на поверхности дыры.

Что, если темной материи не существует, а Вселенной не менее 27 миллиардов лет?

Ведущая космологическая модель гласит, что наша Вселенная родилась около 13,7 миллиардов лет назад после Большого взрыва, а сам космос состоит из трех типов материи: «обычной материи», «темной энергии» и «темной материи». Правда, на сегодняшний день нет никаких прямых доказательств существования как таинственной темной энергии, так и темной материи ученые предполагают, что эти две гипотетические материи ответственны за расширение Вселенной и удерживание галактик посредством гравитации. Еще одной проблемой является несоответствие ведущих физических теорий общей теории относительности (ОТО), объясняющей устройство Вселенной на макроуровне и квантовой механики, объяснеющей ее устройство на уровне элементарных частиц. Но что, если темной материи, поисками которой занимаются исследователи со всего мира, не существует? И может ли быть так, что возраст нашей Вселенной намного больше 13,7 млрд лет? Поразительно, но автор нового исследования отвечает «да» на эти вопросы.

Возраст Вселенной

Летом 2023 года в научном журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society вышло исследование, результаты которого показали, что возраст Вселенной составляет почти 27 миллиардов лет, что в два раза превышает текущие оценки. Напомним, что последний раз данные о возрасте мироздания были получены в 2021 году с помощью модели Лямбда-МЧР, которая предполагает, что ОТО является правильной теорией гравитации на космологических масштабах (модель ожидаемо показала, что Вселенной 13,7 млрд лет).

Астрофизики пытаются вычислить возраст Вселенной в течение многих лет, измеряя время, прошедшее с момента Большого взрыва и изучая свет, исходящий от самых далеких и древних звезд и галактик. И именно здесь начинаются проблемы. Все дело в открытии древних звезд (таких как Мафусаил) и ранних галактик (стадии эволюции которых весьма продвинутая) которые, предположительно старше предполагаемого возраста Вселенной. Эти данные исследователи получили с помощью космической обсерватории Джеймса Уэбба.

Звезда Мафусаил может быть старше Вселенной

Больше по теме: Когда во Вселенной появились первые звезды?

Обнаруженные Уэббом ранние галактики, предположительно появились спустя 300 миллионов лет после Большого взрыва и обладают, как говорится в исследовании, «уровнем зрелости и массы, обычно ассоциируемыми с миллиардами лет космической эволюции. Кроме того, они удивительно малы по размеру, что еще загадочнее».

Красное смещение

Красным смещением галактики называют расстояние, на который сместился или растянулся ее свет в красно диапазоне спектра чем дальше космический объект находится от нас, тем более красным будет исходящий от него свет.

Теория «усталого света» Фрица Цвикки гласит, что красное смещение света от далеких галактик происходит из-за постепенной потери энергии фотонами на огромных космических расстояниях. Однако было замечено, что это противоречит наблюдениям.

Красное смещение галактик позволяет определить скорость расширения Вселенной

Еще больше интересных статей о возрасте Вселенной, эволюции звезд и галактик читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!

Тем не менее профессор Гупта из Оттавского университета обнаружил, что теория Цвикки способна сосуществовать с расширяющейся Вселенной, а значит красное смещение галактик можно переосмыслить как… гибридное явление. По этой причине ученый добавил к теории Цвикки идею эволюции констант связи, выдвинутую Полем Дираком.

Константы связи фундаментальные физические константы, которые управляют взаимодействиями между частицами. Дирак полагал, что эти константы могли изменяться с течением времени.

Английский физик Поль Дирак (1892 1984) вывел уравнение, позволяющее описать электрон (уравнение Дирака), а также открыл (точнее, переоткрыл) антиматерию.

Таким образом, если позволить константам связи эволюционировать, то временные рамки формирования ранних галактик, наблюдаемые Уэббом при больших красных смещениях, могут быть увеличены с нескольких сотен миллионов лет до нескольких миллиардов лет. Это, как обнаружил Гупта,
обеспечивает более правдоподобное объяснение продвинутого уровня развития и массы, наблюдаемых в древних галактиках.

Читайте также: Как и почему галактики исчезают из виду?

Работа профессора также предполагает, что пересмотреть необходимо и традиционную интерпретацию космологической постоянной то есть темной материи, ответственной за ускоряющееся расширение Вселенной. Заменить темную материю, по мнению ученого, можно эволюцией констант связи.

Эта модификация космологической модели помогает решить загадку малых размеров галактик, наблюдаемых в ранней Вселенной и позволяет проводить более точные наблюдения, пишет Гупта.

Прощай, темная материя

Теперь же, в новом исследовании Гупта предлагает пересмотреть концепцию темной материи, составляющей около 80% всей матери и Вселенной и не взаимодействующей с электромагнитным излучением (т.е. не поддающейся непосредственному наблюдению). Напомним, что недавно мы рассказывали о еще одной научной работе, также предлагающей отказаться от этой гипотетической субстанции.

Так как поиски темной материи до сих пор не увенчались успехом, о ее существовании астрономы могут судить лишь по ее косвенному гравитационному воздействию на звезды и галактики (или, если хотите, на все космическое пространство), чтобы точно оценить их «поведение».

Темная материя, возможно, больше не нужна

Учитывая отсутствие прямых доказательств, многие ученые совершенно справедливо задаются вопросом о ее непосредственном существовании, намекая на возможность того, что в собранной нами картине Вселенной может отсутствовать несколько важных фрагментов головоломки.

Вам будет интересно: Существует ли на самом деле темная материя?

Таким образом, в своем новом исследовании профессор Оттавского университета утверждает, что во Вселенной попросту может не хватить места для темной материи. Это, по словам профессора физики факультета естественных наук, «могло бы предложить новое объяснение неуловимых гравитационных явлений во Вселенной, которые ОТО, по-видимому, не может разрешить«.

Гупта основывает свои выводы на комбинации того, что физики называют константами ковариационной связи (CCC) и теорией «усталого света» Цвикки (TL) (combination of the covarying coupling constants and tired light), которые, объединившись, становятся моделью CCC + TL.

Физики пересматривают концепцию темной материи

Отметим, что константы ковариационной связи это концепция в теоретической физике, которая позволяет определенным фундаментальным константам, которые обычно считаются фиксированными, изменяться коррелированным образом. Данная концепция появилась в результате предложений, ставящих под сомнение, постоянность таких констант, как скорость света.

Теория «усталого света», напротив, описывает потенциальное альтернативное объяснение признанных в настоящее время идей, связанных с отношениями расстояния красного смещения, как говорилось выше.

Это интересно: Почему наше понимание Вселенной необходимо пересмотреть

Пересмотр космологической модели Вселенной

Объединяя теории констант ковариационной связи (CCC) и усталого света (TL), Гупта пришел к выводу, что его последнее исследование только усиливает растущие проблемы с существующими моделями того, как устроена Вселенная.

Результаты исследования подтверждают, что наша предыдущая работа о возрасте Вселенной, составляющем 26,7 миллиарда лет, позволила нам обнаружить, что Вселенная не нуждается в существовании темной материи, говорится в заявлении Гупты.

Диаграмма, детализирующая красное смещение света от далеких галактик

В стандартной космологии считается, что ускоренное расширение Вселенной вызвано темной энергией, но на самом деле это происходит из-за ослабления сил природы по мере ее расширения, а не из-за темной энергии, полагает ученый.

Больше по теме: Как материя распределяется по Вселенной и почему это важно?

В работе также рассмотрены последние данные о распределении галактик при меньших красных смещениях, в сравнении с ранее полученными данными. Необходимо отметить, что наблюдения профессора первые в своем роде и ставят под сомнение не только существование темной материи, но и возраст Вселенной. В конечном итоге, выводы Гупты потенциально могут привести к созданию совершенно новых космологических моделей.

Вселенная родилась в результате Большого взрыва. Но что было до него? Изображение: techquila.co.in

Ведущая космологическая модель гласит, что Вселенная родилась около 13,7 миллиардов лет назад в результате Большого взрыва. Вот только каким он был на самом деле? Невероятно огромным или крошечным? Оглушительно громким или окутанным тишиной? И главное где именно он произошел, если вокруг вообще ничего не было? Вопросов настолько много, что некоторые исследователи полагают, что взрыв мог повторяться несколько раз, а значит неверно даже название. Получается довольно странная картина о Большом взрыве знают все, но никто не может с уверенностью сказать, на что было он был похож. В конечном итоге, чтобы говорить о начале времен нужно подобрать не только правильные слова, но и правильную физику. Так, открытия последних лет позволили нам сформировать более-менее ясное представление о Вселенной, однако пытаясь заглянуть все дальше в прошлое, мы все чаще переходим к физике элементарных частиц. Это означает, что чтобы узнать больше о космическом детстве и о таинственном Большом взрыве, физики должны использовать концепции физики высоких энергий, выходящие за рамки экспериментальных результатов.

Что было в начале?

Стремление понять происхождение Вселенной перешло от мифов и легенд к количественным выводам современной космологии, основанной на общей теории относительности и ее значения для понимания структуры космоса. Такие ключевые открытия, как расширение Вселенной (о чем мы узнали благодаря наблюдениям американского астронома Эдвина Хаббла) и успешное построение теории Большого взрыва, легли в основу нашего понимания космоса. Но несмотря на значительный прогресс, самые ранние моменты и фундаментальная причина возникновения Вселенной по-прежнему окутаны тайной.

При этом вопрос «что было до Большого взрыва» возникает всегда, стоит кому-то задуматься о происхождении Вселенной. Ведь если никакого «до» не было, то что же послужило причиной? Поразительно, но всего несколько столетий назад ответ был прост: некое вечное божество привело все в движение. Даже сэр Исаак Ньютон верил, что Бог создал Вселенную около 6000 лет назад.

Большой взрыв стал началом всего. Но было ли что-то до него?
Изображение: squarespace-cdn.com

Читайте также: Ученые полагают, что Больших взрыва было два

Все изменилось с открытием космического расширения, когда бельгийский космолог (а также священник-иезуит) Жорж Леметр понял, что у Вселенной должно было быть начало. Правда, эта идея мало кому понравилась, а в начале 1960-х годов теория стационарного состояния Фреда Хойла была довольно популярна как среди ученых-иконоборцев, так и среди непрофессионалов.

Теория стационарной Вселенной

Хойл и его коллеги признавали расширение Вселенной, но не верили в Большой взрыв, полагая что медленное, непрерывное образование новой материи может поддерживать среднюю плотность и общие свойства Вселенной постоянными с течением времени.

Согласно стационарной модели, материя непрерывно образуется по мере расширения Вселенной, однако со временем теория Хойла была вытеснена идеей Большого взрыва, которая гласит, что плотность материи во Вселенной падает по мере удаления галактик друг от друга. Окончательный отказ научного сообщества от идеи Хойла состоялся в 1964 году после открытия космического микроволнового фонового излучения (реликтового излучения).

Стационарной модель Вселенной разработана в 1948 году Фредом Хойлом, Томасом Голдом, Германном Бонди и другими в качестве альтернативы теории Большого взрыва. Согласно этой модели, по мере расширения Вселенной между разлетающимися галактиками постоянно создается новая материя. Изображение: cdn.britannica.com

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!

С тех пор количество подтверждающих доказательств происхождения нашей Вселенной от Большого взрыва достигло такой степени, что сомнений практически не осталось. Правда, вопрос о том, что было до него по-прежнему не имеет ответа, а многие ученые предпочитают не замечать этот вопрос, поскольку он ответ на него, кажется, мы так никогда и не узнаем.

Начало времен

Отметим, что когда астрономы говорят о Большом взрыве, они обычно имеют в виду не самое начало Вселенной (нулевой момент времени), а невероятно горячее и компактное состояние Вселенной в первые пару минут ее существования. В какой-то степени это объясняется тем, что никто не имеет ни малейшего представления об истинной природе времени, не говоря уже о его начале.

Британский физик Джулиан Барбур, например, утверждал, что времени вообще не существует, кроме как в виде иллюзии в нашем сознании. Согласно другим (в том числе Стивену Хокингу), время возникло вместе со Вселенной, что делает бессмысленным само понятие «до». Спрашивать, что было до Большого взрыва, все равно что спрашивать, что находится к северу от Северного полюса или какое расстояние меньше нуля.

Вероятно мы так и не узнаем что было до Большого взрыва. Изображение: static.scientificamerican.com

С другой стороны, мы просто не знаем, существовало ли время до Большого взрыва или нет. Согласно некогда популярной идее о циклической Вселенной, текущее расширение пространства может однажды превратиться в сжатие Большой хлопок, способный перерасти в новый Большой взрыв и положить начало следующему циклу вечной последовательности.

Это интересно: Ученые создают самую подробную карту вещества во Вселенной. Почему это важно?

Безусловно, это всего лишь одна из многих гипотез, согласно которым наша Вселенная не уникальна, а, так или иначе, является частью, возможно, бесконечной мультивселенной. Но если мультивселенная также бесконечна во времени, то мы возвращаемся к идее о том, что все существовало вечно, а значит вопрос о том, что было до Большого взрыва попросту теряет смысл.

Возможно, вопрос о том, что было до Большого взрыва не имеет смысла. Изображение: d.newsweek.com

Наконец, южноафриканский физик Нил Турок считает, что Большой взрыв породил не только нашу Вселенную, но и Антивселенную, состоящую из антивещества и движущуюся назад во времени. Опять же, интригующая идея, но и нет никаких шансов на подтверждение (или опровержение!) с помощью наблюдений.

Вам будет интересно: Все везде и сразу с точки зрения науки: какой может быть мультивселенная?

В конечном итоге, мы, кажется, должны признать, что ничего не знаем об истинном начале Вселенной. И даже если склоняемся к идее вечной мультивселенной, у которой вообще нет реального начала, мы не знаем, почему существует нечто (или, более того, почему существует все), а не ничто.

Телескоп Джеймса Уэбба разглядел самые древние галактики во Вселенной. Изображение: cdn.mos.cms.futurecdn.net

С тех пор как космический телескоп Джеймса Уэбба приступил к работе, прошло совсем немного времени, однако данные, полученные с тех пор, продолжают устанавливать новые рекорды. Недавно исследователи сообщили об уникальном открытии меткий взор Уэбба обнаружил несколько самых древних галактик во Вселенной. Отметим, что звания «самых старых» галактик удостаивались самые разные объекты, так как их открытие происходит постепенно, однако обнаруженные Уэббом галактики представляют собой серьезную проблему для астрономов все потому, что они рушат имеющиеся модели формирования этих обитателей космоса. Так, самая дальняя галактика, JADES-GS-z14-0, на снимках видна такой, какой она была примерно через 300 миллионов лет после Большого взрыва (существуя по меньшей мере на 100 миллионов лет раньше, чем предыдущий рекордсмен). Это означает, что свет, который запечатлел Уэбб шел до нас примерно 13,5 миллиардов лет. Соседняя галактика находится почти на таком же расстоянии
и занимает второе место в рейтинге самых древних галактик.

Галактика-рекордсмен

Объявление об открытиях, сделанных в октябре 2023 года и январе 2024 года, является последним достижением в продолжающемся исследовании рождения Вселенной, которому телескоп стоимостью 10 миллиардов долларов способствовал в рамках программы JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES). Цель JADES дать жизненно важное представление о том, каким образом звезды, газ и черные дыры эволюционировали в первобытных галактиках вскоре после рождения Вселенной 13,8 миллиардов лет назад.

Эти галактики присоединяются к небольшой, но растущей популяции галактик за первые полмиллиарда лет космической истории, благодаря которым мы можем изучать звездные популяции и характерные структуры химических элементов в них, говорит один из авторов исследования Франческо Д’Юдженио из Института космологии Кавли.

Галактика JADES-GS-z14-0, наблюдаемая Уэббом, на данный момент является самой удаленной и самой ранней из когда-либо обнаруженных объектов. Исследователи отмечают, что она появилась всего через 300 миллионов лет после Большого взрыва.

На снимке, сделанном космическим телескопом Джеймса Уэбба, можно увидеть старейшую из когда-либо обнаруженных галактик. Изображение: НАСА / ЕКА / CSA / STSc / Б. Робертсон (Калифорнийский университет Санта-Крус) / Б. Джонсон (CfA) / С. Такчелла (Кембридж) / П. Каргайл (CfA)

Это интересно: Самые странные галактики во Вселенной

Однако JADES-GS-z14-0 примечательна не только своей удаленностью от Земли и возрастом. Обладая шириной около 1600 световых лет, этот космический объект отличается от других своими размерами и яркостью. Так, по мнению астрофизиков, размер JADES-GS-z14-0 доказывает, что «большая часть света исходит от большого количества молодых звезд, а не от вещества, падающего на сверхмассивную черную дыру в центре галактики, из-за чего она могла бы казаться намного меньше».

Почему древние галактики такие яркие?

Чрезвычайная яркость JADES-GS-z14-0 и тот факт, что это сияние обеспечивается молодыми звездами, означают, что JADES-GS-z14-0 представляет собой самое поразительное свидетельство быстрого формирования крупных массивных галактик в ранней Вселенной.

Член команды JADES и исследователь из Калифорнийского университета в Санта-Крузе Бен Джонсон отмечает, что обнаруженный Уэббом объект показывает, что формирование галактик в ранней Вселенной было очень быстрым и интенсивным.

Космический телескоп Джеймса Уэбба видит красным цветом ранние галактики. Так выглядит самая древняя галактика во Вселенной JADES-GSz14-0. Изображение: НАСА / ЕКА / CSA / STSc / Б. Робертсон (Калифорнийский университет Санта-Крус) / Б. Джонсон (CfA) / С. Такчелла (Кембридж) / П. Каргайл (CfA)

Самое поразительное заключается в том, что в будущем космический телескоп Джеймса Уэбба позволит нам обнаружить больше таких галактик, возможно, когда Вселенная была еще моложе. А это, в свою очередь, прекрасная возможность изучить зарождение и эволюцию галактик, говорят ученые в заявлении.

Напомним, что телескоп Джеймса Уэбба эксперт в наблюдении ранних галактик благодаря высокой инфракрасной чувствительности своих приборов, в частности, основного устройства формирования изображений камеры ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam). Так, в 2023 году Уэбб обнаружил гипотетические звезды, питающиеся темной материей.

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!

Свет, исходящий от этих галактик на заре космической эры, имеет широкий диапазон длин волн, аналогичный свету от галактик, расположенных ближе к Млечному Пути. Путь, длящийся миллиарды лет, преобразует этот свет в низкоэнергетическое и длинноволновое излучение в ближней и инфракрасной областях электромагнитного спектра.

Диаграмма, показывающая электромагнитный спектр и связанную с ним длину волны света. Солнце излучает свет во всем электромагнитном спектре, включая все цвета видимого света. (Изображение предоставлено НАСА в программе Imagine the Universe)

Сама ткань пространства расширяется, и когда свет проходит через нее, его длина волны увеличивается вместе с ним. «Это приводит к тому, что свет «смещается» в красную часть электромагнитного спектра, отсюда и название этого явления «красное смещение»», объясняют астрономы.

Красное смещение

Как мы рассказывали ранее, более удаленным галактикам приходится пересекать большее пространство (которое растягивается по мере расширения), прежде чем их свет достигнет нас, из-за и происходит красное смещение.

Именно его исследователи используют для измерения расстояния до небесных объектов с известным спектром. А поскольку свету требуется определенное время для того, чтобы достигнуть того или иного объекта, это расстояние можно использовать для расчета того, как давно существовали эти галактики в том виде, в каком мы их наблюдаем.

На графике изображена красная линия, идущая вниз слева направо: «данная галактика образовалась через 300 миллионов лет после Большого взрыва». (Изображение предоставлено НАСА, ЕКА, CSA, Дж. Олмстедом (STScI). Наука: С. Карниани (Высшая школа естественных наук), коллаборация JADES.)

Когда обе древние галактики были впервые обнаружены Уэббом, ученые предположили, что они могут быть небесными соседями. Эта идея, однако, была развеяна в октябре прошлого года, когда команда JADES в течение пяти дней проводила глубокий анализ JADES-GS-z14-0 с помощью NIRCam. Применение фильтров, специально разработанных для идентификации ранних галактик, подтвердило экстремальное расстояние до JADES-GS-z14-0.

Мы просто не могли найти никакого правдоподобного объяснения тому, что эта галактика является просто соседкой более близкой галактики, сказал Кевин Хейнлайн, член команды JADES из Университета Аризоны.

Галактика удивила своих первооткрывателей также и тем, что ее излучение краснее, чем ожидалось. Дело оказалось в том, что свет от JADES-GS-z14-0 «краснеет» из-за содержащейся в нем пыли, которая станет строительными блоками для звезд, которые помогут этой галактике вырасти еще больше.

Сюрприз из космоса

Другим сюрпризом стало обнаружение кислорода в JADES-GS-z14-0. Напомним, что элементы тяжелее водорода и гелия образуются звездами в течение их жизни, а затем распределяются по галактикам, когда эти звезды взрываются. Наличие кислорода в JADES-GS-z14-0 может указывать на то, что по крайней мере одно поколение звезд уже жило и умерло в этой очень древней галактике.

«Все вместе эти наблюдения свидетельствуют о том, что JADES-GS-z14-0 не похожа на те типы галактик, существование которых было предсказано теоретическими моделями и компьютерным моделированием в очень ранней Вселенной», говорит Джейк Хелтон из обсерватории Стюарда и Университета Аризоны.

В будущем мы обнаружим еще больше древних галактик. Изображение: static.scientificamerican.com

Учитывая наблюдаемую яркость источника, мы можем предсказать, как она может возрасти с течением космического времени, и до сих пор мы не нашли подходящих аналогов среди сотен других галактик, которые мы наблюдали при высоком красном смещении в ходе нашего исследования, добавил он.

Ну а учитывая относительно небольшой участок неба, который изучил космический телескоп Уэбба, чтобы найти JADES-GS-z14-0, новое открытие имеет серьезные последствия для прогнозируемого количества ярких галактик, которые мы видим в ранней Вселенной.

Не пропустите: Обнаружены 12 странных квазаров или крестов Эйнштейна

Так что вполне вероятно, что в течение следующего десятилетия с помощью Уэбба астрономы обнаружат множество таких светящихся галактик, возможно, даже более древних. Полностью ознакомиться с текстом статей о новом удивительном открытии можно на сервере препринтов arXiv. Статьи, в которых одновременно изучаются свойства света галактики, можно найти здесь и здесь.

В космосе темно. Однако астрономы не могут понять почему на протяжении нескольких столетий. Изображение: miro.medium.com

Несмотря на то, что космос заполнен звездами, сам по себе он темный. Но почему? Этот казалось бы простой вопрос на деле настолько сложный, что даже получил специальное название парадокс Ольберса. Судите сами по оценкам астрономов, в наблюдаемой Вселенной насчитывается около 200 миллиардов триллионов звезд. Многие из них такие же яркие, как наше Солнце, но еще больше звезд сияют намного ярче. Так почему же, в таком случае, космос не наполнен ослепительным светом? Астрономы справедливо полагают, что ответ может заключаться в расстоянии многие наблюдаемые нами звезды находятся очень далеко от Земли. А чем дальше находится звезда, тем менее яркой она выглядит. Но это лишь часть головоломки, различные решения которой предлагались на протяжении веков. Теперь же, с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, исследователи предлагают новое решение знаменитого парадокса.

Парадокс Ольберса

Парадокс Ольберса назван в честь Генриха Вильгельма Ольберса, немецкого астронома, который популяризировал его в 19 веке. На самом деле этот парадокс впервые обсуждался более ранними мыслителями, включая Томаса Диггеса, Иоганна Кеплера, Эдмонда Галлея и Жана-Филиппа де Шез. Все они задавались вопросом о том, почему ночное небо не такое яркое, как дневное, учитывая предположение, что Вселенная бесконечна и полна звезд.

Чтобы понять парадокс Ольберса, давайте представим простую аналогию. Предположим, вы находитесь в закрытой комнате без окон и дверей, а в руке у вас электрическая лампочка. Если включить ее, то в комнате станет светло. Теперь предположим, что в другой руке у вас есть еще одна лампочка, которую вы тоже включаете из-за чего в комнате станет еще светлее, так как источников света стало больше.

Если в космосе полно звезд, то почему он темный? Изображение: www.syfy.com

Выходит, если добавлять в комнату все больше и больше лампочек, то в конечном итоге в ней станет так светло, что разглядеть хоть что-нибудь будет затруднительно. Так происходит потому, что свет от всех лампочек заполняет каждый уголок комнаты, а значит места для темноты в ней попросту больше нет.

Обязательно подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!

Теперь давайте применим эту аналогию к ночному небу. Если Вселенная бесконечна и полна звезд, то во всех направлениях должно быть по звезде, независимо от того, как далеко они находятся. Свет от этих звезд в конце концов должен дойти до нас, даже если на это потребуется очень много времени. Ночное небо должно быть таким же ярким, как и дневное, или даже ярче. Но почему в реальности все не так?

В поисках ответа

Ответ может показаться очевидным: звезды находятся слишком далеко, а еще они слишком тусклые, чтобы наблюдать их невооруженным взглядом. Вот только это неудовлетворительное объяснение даже если звезды находятся очень далеко, а свет от них очень тусклый, их количество должно компенсировать и расстояние и яркость.

Ответ на вопрос о том, почему в космосе темно, по-прежнему неизвестен. Изображение: mediaproxy.salon.com

Например, если посмотреть на далекий горный хребет, то разглядеть на нем каждое отдельное дерево или скалу не получится, однако их форму и цвет мы увидим. Точно так же, глядя на далекую галактику, увидеть каждую звезду и планету будет невозможно, в отличие от формы галактики и ее цвета.

Читайте также: Почему в открытом космосе не так темно, как мы думаем?

Следовательно, если на небе достаточно звезд во всех направлениях, их совокупный свет должен сделать ночное небо ярким. Но в реальности этой яркости вновь недостаточно. Даже если предположить, что Вселенная однородна и статична, нам понадобится около 10 Солнц в каждом направлении, чтобы получить «желаемый» результат.

Более того, Вселенная неоднородна в ней есть области с различной плотностью и температурой. Часть света, исходящего от звезд, может быть заблокирована или рассеяна пылью, газом и другими объектами в космосе. К тому же, Вселенная не статична. Напротив, она динамична и развивается.
Это означает, что звезды не вечны, а некоторые из них, давно исчезли, уменьшив свой вклад в яркость ночного неба.

Вселенная расширяется с ускорением. Изображение: content.api.news

Как видите, могут существовать и другие факторы или явления, которые влияют на внешний вид ночного неба, а парадокс Ольберса не просто курьез или загадка. На самом деле это окно в природу Вселенной и ее историю, который бросает всему, что мы знаем о космосе.

Вам будет интересно: Новое значение постоянной Хаббла: почему Вселенная расширяется с ускорением?

«Новые горизонты»

Четыре года назад астрономы получили потрясающее представление о новом типе научных исследований, которые они могут выполнять: они, наконец, смогут определять наличие (или отсутствие) космического оптического фона суммы излучения в оптических длинах волн, исходящего от объектов, расположенных за пределами Млечного Пути за всю историю Вселенной.

В 2022 году астрофизики из Рочестерского технологического института проанализировала сотни изображений фонового света, сделанных устройством дальней разведки (LORRI) космического зонда «Новые горизонты» (New Horizons). Результаты, опубликованные в журнале The Astrophysical Journal подтвердили, что космический аппарат наблюдает гораздо больше света, чем должен.

Космический аппарат NASA «Новые горизонты» изучает яркость Вселенной. Изображение: media-ecn.s3.amazonaws.com

Интересно и то, что к похожим результатам ранее пришла другая группа ученых из различных исследовательских институтов и обсерваторий. Они также использовали данные прибора LORRI, но ориентировались на единичные снимки. В сумме эти результаты означают, что во Вселенной должны существовать неизвестные нам источники излучения, а космос за пределами Млечного Пути намного ярче, чем считалось.

Не пропустите: New Horizons получил новые данные о формировании планет

Сколько света во Вселенной и как это узнать?

Итак, если сумма всего этого света, то есть космического оптического фона, соответствует свету, который, по прогнозам, должен исходить от галактик и их черных дыр, то мы можем подтвердить современную картину Вселенной. Однако, если это не так и дальний космос не совсем темный, то во Вселенной есть что-то, о чем мы понятия не имеем.

Ситуация, однако, стала еще запутаннее, после публикации результатов нового исследования, ознакомиться с которыми можно на сервере препринтов ArXiv (это означает, что работа не прошла экспертное рецензирование). Новое открытие опровергает результаты предыдущих исследований, в которых предполагалось, что поверх света известных галактик существует «космический оптический фон».

Самый глубокий снимок галактик на ночном небе, сделанный NASA с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST). Изображение: bigthink.com

Вам будет интересно: Сколько материи во Вселенной на самом деле?

Теоретически, единственным «космическим оптическим фоном», который должен присутствовать во Вселенной, является свет, излучаемый звездами, который должен быть ограничен галактиками и более крупными скоплениями материи, плюс немного дополнительного отраженного света изнутри тех же структур. Но с Земли и даже из космоса в пределах нашей Солнечной системы мы не можем провести эти измерения там слишком много «рассеянного света» от нашей звезды, отражающегося от крошечных частиц в межпланетном пространстве, чтобы обнаружить истинную темноту.

В пространстве между этими галактиками существует множество неразличимых слабых галактик, которые вносят свой вклад в космический оптический фон. Количественная оценка этого фона на всех длинах волн является жизненно важной задачей для обеспечения того, чтобы наша космологическая модель точно отражала реальность, отмечают астрономы.

Ученые уже провели экстраординарную перепись тусклых галактик на самых разных расстояниях, используя мощные методы глубокого обзора с высоким разрешением с помощью таких обсерваторий, как телескоп Джеймса Уэбба и Хаббл, а также используя методы широкого обзора с более низким разрешением в таких телескопах, как Sloan Digital Sky Survey, Gaia и Euclid. Но у всех этих телескопов есть существенный недостаток: они расположены недостаточно далеко от Солнца.

Откуда во Вселенной берется свет? Изображение: i.gzn.jp/img

В результате существует риск того, что рассеянный свет, как от Млечного Пути, так и от зодиакальной пыли, загрязняет эти обсерватории. Чтобы исследовать глубины межзвездного пространства, нам необходимо устранить эти источники, за неимением лучшего выражения, «светового загрязнения».

А вы знали, что космический телескоп Джеймс Уэбб уловил свет самых первых галактик во Вселенной? Подробности здесь, не пропустите!

Таким образом, единственный реальный вариант по мнению астрономов, это улететь очень и очень далеко, на огромные расстояния, где плотность частиц межпланетной пыли крайне мала. Выходит, хотя звезды, галактики и Млечный путь привычное зрелище на ночном небе, происходящее за его пределами загадка, а парадокс Ольберса по-прежнему не имеет решения.

Центр Вселенной это каждый живущий на Земле человек

Много лет назад люди были уверены, что Земля плоская и вокруг нее кружатся звезды, Солнце и другие космические объекты. Первым человеком, который теоретически доказал, что наша планета круглая, стал итальянский физик Галилео Галилей. Потом, в 1500-е годы, испанский мореплаватель Фернан Магеллан совершил самое первое кругосветное путешествие в истории и доказал это на практике. Потом стало ясно, что Земля не может являться центром Вселенной, так же как и Солнце и даже галактика Млечный путь. Если космос расширяется, должно же быть место, откуда это расширение берет начало? На самом деле, центр Вселенной находится гораздо ближе к вам, чем кажется. Прозвучит слишком странно, неожиданно и даже в некоторой степени приятно, но центр Вселенной это и есть вы.

Древнее представление о Вселенной

Когда-то давно ученые считали, что у Вселенной есть центр, и пытались найти эту точку. Ведь у каждого объекта имеется центральное место: у планеты это ядро, у города центральная площадь и так далее примерно можно привести много. По этой логике, у Вселенной тоже должна быть центральная точка.

Картина Герарда Доу Астроном. Источник: artchive.ru

Ученые были уверены, что в центре всего располагается Земля. Потом появилось предположение, что центральной точкой в космосе является Солнце. Но чем больше астрономы познавали мир, тем яснее становилось, центра Вселенной не существует.

Доказательство расширения Вселенной

Ключевую роль в понимании того, что у космоса нет центра, сыграли научные открытия Эдвина Хаббла. В честь него, кстати, назван легендарный космический телескоп Hubble Space Telescope (HST). Он был запущен в космос 24 апреля 1990 года и, несмотря на многочисленные поломки, работает до сих пор.

Космический телескоп Хаббл. Изображение: nasa.gov

В 1920-е годы американский астрофизик выяснил, что некоторые туманности, которые считались частью Млечного пути, являются отдельными галактиками. После этого науке стало известно о существовании галактики Андромеда и вызывающих большой интерес у ученых Магеллановых облаков. Эдвин Хаббл доказал, что Млечный путь это всего лишь одна из множества галактик во Вселенной.

Ученые считают, что видимая Вселенная содержит от 100 миллиардов до 200 миллиардов галактик. Изображение: maglipogoda.ru

В 1929 году появился закон Хаббла. Он гласит, что чем дальше находятся от нас галактики, тем с большей скоростью они от нас отдаляются. После этого стало ясно, что Вселенная не имеет постоянного размера, а расширяется.

Читайте также: Что произошло, когда телескоп Хаббл смотрел в пустоту 100 часов

Как Вселенная становится больше

Можно подумать, что центр Вселенной находится там, где произошел Большой взрыв. Но ученые уверены, что конкретного места этого происшествия нет взрыв произошел везде одновременно, и с тех пор пространство постоянно становится шире.

К сожалению, мы слабо представляем то, как и почему произошел Большой взрыв. Изображение: estestvoznanye.ru

Чтобы понять, как расширяется Вселенная, можно представить воздушный шар. На его поверхности есть точки, которые представляют собой галактики, звезды, планеты и все что угодно. Этот шарик постепенно расширяется и все точки отдаляются друг от друга. Но ни одна точка при этом (если смотреть со стороны!) не будет центром расширения.

Статья в тему: Необычное открытие доказало, что Вселенная расширяется не так, как мы думали

Где находится центр Вселенной

Но если у Вселенной нет центра, тогда где же мы находимся? И здесь наступает удивительное понимание: каждый из нас, где бы он ни находился, является центром своей собственной наблюдаемой Вселенной. Это связано с тем, что свет от самых дальних объектов во Вселенной идет к нам со всех сторон на равных расстояниях. Таким образом, с точки зрения наблюдателя, он оказывается в центре того, что он может видеть и изучать.

Прямо сейчас вы, сами для себя центр Вселенной. Изображение: bogatyr.club

Для лучшего понимания можно представить все тот же воздушный шар. Можно представить себя на месте любой точки на его поверхности. Независимо от того, где находится эта точка, все все остальные точки будут удаляться от нее. Поэтому с точки зрения этой точки будет казаться, что она находится в центре этого процесса. Но и любая другая точка на этом шаре, где бы она ни находилась, увидит то же самое она тоже будет в центре своей Вселенной.

Обязательно подпишитесь на наш Telegram-канал. Там выходят посты, которые никогда не появятся на сайте!

Если каждый из нас является центром своей собственной Вселенной, можно задуматься о том, насколько странным и загадочным является наш мир. Ученые все чаще обсуждают удивительные теории об окружающей нас реальности. Одна из гипотез утверждает, что наша Вселенная может быть сложной симуляцией. Возможно, наше место во Вселенной это лишь часть виртуального мира, созданного искусственным интеллектом. Звучит пугающе, не так ли?

Существует ряд научных вопросов, на которые ученые не имеют ответа. Источник фото: studyfinds.org

В последнее время ученые сделали массу невероятных открытий и разгадали множество тайн, заставлявших человечество ломать голову в течение тысячелетий. Тем не менее наука все еще имеет много вопросов, на которые пока нет ответов. Например, в последнее время ученые активно спорят о том, что такое темная материя, из которой, предположительно, состоит большая часть Вселенной. Мы подготовили пять наиболее монументальных и интересных научных вопроса, на которые нет ответа, и в ближайшее время они вряд ли появятся.

Как зародилась жизнь?

Около 3,7 миллиарда лет назад на Земле возникли простейшие одноклеточные организмы. Им предшествовало появление так называемых строительных блоков жизни. Ученые не знают, откуда взялись эти блоки. Согласно одной версии, на нашей планете были все условия для появления этих блоков. Согласно другой версии строительные блоки жизни были занесены на нашу планету из космоса.

Ученые полагают, что строительными блоками жизни были: углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера. В какой-то момент они сформировали РНК. Остается загадкой, почему этих элементов нет в изобилии на других планетах Солнечной системы. Возможно, они были занесены на нашу планету астероидами и метеоритами.

Большой взрыв объясняет эволюцию Вселенной, но не ее возникновение. Источник фото: universemagazine.com

Как образовалась Вселенная

Мы знаем что Вселенная бесконечна, но в то же время она расширяется. Это сложно осознать человеческим разумом, так как расширение подразумевает наличие пространства, внутри которого это происходит. Однако любое пространство — это и есть вселенная. И как вообще может расширяться бесконечность?

Но главный вопрос заключается в том как возникла вселенная, и что было до нее? На него не может дать точный ответ ни один ученый. Более того, неизвестно, есть ли у Вселенной начало или она существовала всегда. То есть, вполне возможно, что Вселенная бесконечна не только в пространстве, но и во времени.

Конечно, вы можете возразить и напомнить о Большом взрыве, однако на самом деле эта теория ничего не говорит о Возникновении вселенной, а лишь дает объяснение ее эволюции. Посудите сами взрыв не может произойти из ничего. Следовательно вселенная существовала до взрыва, пусть и не в такой форме, какой мы ее знаем.

Ученые не знают, что находится внутри черных дыр. Источник фото: naked-science.ru

Что происходит внутри черных дыр

Черные дыры отличаются от других объектов вселенной, таких как планеты и звезды, невероятно сильной гравитацией. Она настолько мощная, что из черной дыры не может вырваться даже свет. При этом для ученых остается загадкой, что находится внутри черной дыры.

Стивен Хокинг предполагал, что свет и все объекты, попадающие в черную дыру, находятся не внутри нее, а задерживаются в горизонте событий. И это очень странно, учитывая то, что горизонт событий находится не внутри черной дыры, а за ее пределами.

Тайны черных дыр раскрыла теория относительности Эйнштейна. Она показала, что эти загадочные объекты возникают при коллапсе массивных звезд. Но что происходит дальше? По мнению Эйнштейна, по мере того, как черная дыра уменьшается, она становится бесконечно плотной. Однако теперь ученые пришли к выводу, что ключом к истинному пониманию является квантовая физика, а не теория относительности.

Конец вселенной является такой же загадкой, как и ее начало. Источник фото: naked-science.ru

Каким будет конец вселенной?

Конец вселенной не менее загадочный, чем ее начало. По мнению некоторых ученых, судьба Вселенной зависит от таких неизвестных факторов, как ее форма и плотность. Но может ли быть у Вселенной конец в принципе? Многие астрономы считают, что благодаря темной энергии ее расширение никогда не замедлится и не обратится вспять. Это позволит ей расширяться бесконечно. А если предположить, что у Вселенной нет начала, то, скорее всего она действительно не имеет конца.

На первый взгляд это звучит обнадеживающе, но только не для нас, землян. Ученые знают наверняка, что у нашей планеты, в отличие от Вселенной, конец будет. Все дело в том, что Солнце, как и любые другие звезды, в какой-то момент умрет. Но, прежде чем оно это сделает, уничтожит Землю и другие планеты Солнечной системы. Правда, по мнению ученых, по мере того, как Солнце будет расширяться, пригодным для жизни может стать Плутон.

Существует ли разумная жизнь еще где-нибудь во вселенной? Это еще один вопрос, на который нет ответа. Источник: fishki.net

Существует ли во Вселенной другая разумная жизнь?

Ученые уже долгое время пытаются найти ответ на этот вопрос, но пока безрезультатно. Даже если жизнь возникает на каждой одной планете из триллиона, то во вселенной должно быть около миллиарда планет, на которой есть жизнь.

Ученым удалось обнаружить множество экзопланет, которые могут быть пригодными для жизни. Однако по-прежнему нет ни одного доказательства того, что на этих планетах может быть жизнь. Согласно одной из версий, жизнь во Вселенной регулярно возникает и вымирает, однако это происходит в разные периоды времени либо на огромных расстояниях, поэтому разумные существа с разных планет не могут пересекаться друг с другом.

Обязательно посетите наши каналы Дзен и Telegram, здесь вас ждут самые интересные новости из мира науки и последние открытия!

Также существует версия, что разумные существа не могут пересекаться друг с другом из-за Великого фильтра. Он может объяснить парадокс Ферми. Подробнее о том, что это такое, и как Великий фильтр объясняет этот парадокс, можно узнать по ссылке.

Тёмная материя в астрономии и космологии, а также в теоретической физике форма материи, не участвующая в электромагнитном взаимодействии и поэтому ненаблюдаема

Недавно приступивший к работе космический телескоп «Джеймс Уэбб» по праву считается главным научным событием года. Наблюдая за Вселенной в инфракрасном диапазоне, Уэбб видит ранее незаметные для нас участки космоса. К слову, мощнейшая космическая обсерватория не единственное технологическое чудо. Так, недавно состоялся запуск самого чувствительного детектора темной материи LUX-ZEPLIN (LZ), с помощью которого исследователи надеятся уловить гипотетические частицы таинственной субстанции. Считается, что темная материя воздействует на гравитацию всех видимых нами небесных объектов и предположительно составляет 85% Вселенной. Напомним, что поиски частиц темной материи ведутся по меньшей мере 30 лет (но, увы, безуспешно). По этой причине некоторые физики предполагают, что ее не существует вовсе. Но если это действительно так, то физикам придется пересмотреть теорию гравитации.

Видимый и невидимый космос

Наши далекие предки были очарованы космосом и наделяли божественными качествами наблюдаемые небесные объекты. Например, в Древнем Египте бог Солнца (Ра) главенствовал над прочими богами, занимая важнейшее место в религии египтян. Бога Солнца также чествовали в Древней Греции (Гелиос), Древнем Риме (Аполлон), Карфагене (Молох), Персии (Митра) и Японии (Аматэрасу).

Вообще, мифологизация Солнца и его воздействие на земную жизнь были распространенным явлением. Считается, что солярные культы появились в результате потребности человека в свете звезды, чему также способствовало магическое мышление. Более того, практически все последователи солярных культов приносили жертвы и поклонялись своим божествам.

Магическое мышление это вера в способность определять ход событий с помощью мыслей, слов и ритуалов. Подробнее о том, почему мы верим в сверхъестественное и как научиться мыслить критически, можно прочитать здесь.

Сегодня мы знаем, что Солнце никакое не божество, а самая обычная звезда, каких на просторах Вселенной не счесть

К счастью, сегодня мы знаем о Вселенной несравненно больше, а в самом ближайшем будущем станут известны новые подробности о ее рождении. Но какими бы мощными ни были технологии, уловить темную материю ученые так и не смогли. Что странно, так как современная космологическая модель построена на ее предполагаемом существовании.

Существуют ли частицы темной материи?

Считается что темная материя не вступает в электромагнитное взаимодействие и по этой причине ненаблюдаема. Впервые ее существование было предложено лордом Кельвином более века назад в качестве объяснения скорости звезд в нашей галактике. Десятилетия спустя шведский астроном Кнут Лундмарк отметил, что Вселенная должна содержать гораздо больше материи, чем мы можем наблюдать.

Начиная с 1960-х и 70-х годов ученые пытались выяснить что именно представляет собой эта таинственная субстанция и может ли она состоять из неизвестных частиц. Правда, сама по себе теория не дает никаких подсказок и предсказаний относительно того, какими должны быть эти частицы (и что вообще необходимо искать). По этой причине исследователи ищут ее следы в лабораториях и экспериментах, проведенных как под землей, так и в полярных регионах и космосе.

Увы, но детектор темной материи XENON1T так ничего и не обнаружил после года своей работы

В 2020 году исследователи запустили крайне чувствительный детектор темной материи XENON1T, который зарегистрировал аномально большое число событий. Это означает, что могут существовать как новые элементарные частицы, так и таинственные нейтрино фундаментальные частицы, участвующие только в слабом и гравитационном взаимодействиях. О том, какие виды нейтрино существуют и почему их так трудно найти мы рассказывали ранее, не пропустите.

Интересный факт
Ученые понимают наблюдаемую Вселенную в терминах модельной вселенной, в которой обычная материя составляет всего 5% всей энергии в ней. Около 20% состоит из экзотических частиц темной материи, а около 75% из еще более экзотической темной энергии.

Как новейший детектор ищет темную материю?

Итак, если темная материя действительно состоит из элементарных частиц, можно ли их обнаружить? В поисках ответа на этот вопрос физики трудились над созданием самого чувствительного детектора темной материи LUX-ZEPLI, призванного уловить так называемые вимпы частицы этого загадочного вещества.

Вимпы происходят от английской аббревиатуры WIMP (Weakly Interacting Massive Particle) и являются слабовзаимодействующими массивными частицами, объясняют ученые.

Новейший детектор темной материи LUX это сокращенно Large Underground Xenon, эксперимент по поиску темной материи

Чтобы подтвердить или опровергнуть существование вимпов, детектор должен зафиксировать их столкновение с атомами жидкого ксенона тяжелого благородного газа без цвета, вкуса и запаха. Считается, что подобные столкновения происходят редко, а потому критически важное значение имеет масса одноатомного ксенона. Отметим, что чувствительность детектора LUX-ZEPLIN более чем в 50 раз выше, чем у его предшественников.

Больше по теме: Может ли темная материя формироваться из обычной материи?

Сам детектор расположен на глубине 1600 метров под землей и должен уловить гипотетические частицы темной материи. Исследователи также отмечают, что к моменту завершения эксперимента вероятность обнаружения частиц таинственной субстанции составит менее 50%.

Подземное расположение детектора помогает защитить его от высокоэнергетических протонов и атомных ядер, которые движутся в пространстве почти со скоростью света и исходят от Солнца и других областей Солнечной системы, объясняют эксперты.

Темная материя одна из величайших тайн Вселенной.

Фактически, единственный способ сделать выводы о темной материи это обнаружить ее гравитационное влияние, которое удерживает вместе большинство галактик, не позволяя составляющим их звездам разлетаться в разные стороны. На сегодняшний день точно известно лишь одно темная материя не состоит из протонов и нейтронов.

Может ли темная материя скрываться в дополнительном измерении? Ответ найдете в этой статье здесь, рекомендуем к прочтению!

Доказательства и их отсутствие

Ну а пока одни ученые заняты поиском неизвестных науке частиц, их коллеги смотрят в противоположном направлении, предполагая, что темной материи на самом деле не существует. Так, в 2021 году в журнале Astrophysical Journal была опубликована статья, в которой физики сообщили о незначительных расхождениях в орбитальной скорости далеких звезд, которые обнаруживают неизвестные гравитационные эффекты.

Полученные результаты предполагают, что все дело в недостаточном понимании гравитации: вместо того, чтобы зависеть только от массы объекта, гравитация может зависеть от силы притяжения и других массивных объектов. Подобное взаимодействие означает, что сила гравитации при небольших ускорениях сильнее, чем предсказывали Ньютон и Эйнштейн.

Темная материя ведет себя не так, как обычная материя, к которой привыкли ученые. Она не излучает, не отражает и не поглощает свет.

Модели, основанные на этом предположении называются модифицированной ньютоновой динамикой (modified Newtonian dynamics) или MOND. С ее помощью исследователи хотят понять как именно двигаются галактики в скоплениях и как искривляются световые лучи.

Сомнения относительно существования темной материи нашли свое отражение в еще одной научной работе, опубликованной в мае в журнале Nature. Оказалось, что галактики далеко не всегда нуждаются в темной материи, в отличие от модифицированной ньютоновской динамики, которая хорошо вписывается в модель космологической эволюции Вселенной.

И все же большинство исследователей полагают, что темная материя существует в большей части галактик. Основной вопрос заключается в том, почему мы ее не видим ни в каком диапазоне светового спектра. Именно эту информацию ученым предстоит доказать или опровергнуть уже в самом ближайшем будущем. Ну а пока поиски продолжаются, предлагаем обсудить тайны темной материи в нашем Telegram-чате и в комментариях к этой статье, присоединяйтесь скорее!

Теория зеркальной вселенной вновь набирает популярность среди космологов

Сегодня теория множественности миров является частью массовой культуры и постоянно присутствует в фильмах и сериалах. При этом Мультивселенная не выдумка фантастов в ее основе лежат научные теории, описывающие устройство нашего мира. Наиболее популярной является теория инфляции, согласно которой Вселенная начала расширяться после Большого взрыва, а ее свойства объясняет структура и распределение галактик. Профессор Стэндфордского университета Андрей Линде является сторонником теории Мультиверса. Он отмечает, что наше понимание реальности неполное, а существование параллельных вселенных невозможно подтвердить экспериментально (по крайней мере пока). Но что, если посмотреть на Вселенную иначе, допустив существование всего одной альтернативной реальности так называемой зеркальной Вселенной? Исследователи полагают, что с ее помощью можно разрешить кризис космологии. Но как? Давайте разбираться!

Теоретическая физика достигла таких высот, что (мы) можем рассчитать даже то, что невозможно себе представить, Л. Д. Ландау

Зеркальные нейтрино

О том что Вселенная расширяется с ускорением стало известно в конце 1990-х годов и привело к пересмотру физических законов, объясняющих устройство Вселенной. Появление гипотетической темной энергии, равномерно заполняющей пространство и отталкивающей массивные тела, призвано объяснить быстрое расширения Вселенной, однако ее существование не доказано. Картину дополняет таинственная темная материя, которая не взаимодействует с электромагнитным излучением и проявляет себя с помощью гравитационного воздействия на наблюдаемые объекты. Но при чем здесь зеркальная вселенная?

Ответ напрашивается сам собой теория зеркальной вселенной предполагает красивое и простое решение сложных проблем. В ее основе лежит существование гипотетических частиц, так называемых зеркальных нейтрино, поиски которых ведутся на протяжении многих лет но так и не увенчались успехом.

Некоторые исследователи считают, что зеркальные нейтроны могут являться кандидатами на составляющую темной материи.

Больше по теме: Возможно существует параллельная Вселенная, время в которой идет вспять

В 2008 году исследователи из Петербургского института ядерной физики (ПИЯФ РАН) рассмотрели гипотезы зарождения и строения Вселенной на уровне элементарных частиц. Большое значение имела продолжительность жизни нейтрона нестабильной элементарной частицы, лишенной электрического заряда.Звучит непонятно, так что попробуем внести ясность: ученые хотели понять, как долго нейтрон может существовать вне атомного ядра.

Проведенные измерения были точными и соответствовали Стандартной модели, описывающее электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие всех элементарных частиц, позволяя ученым понять как образуется материя во Вселенной и почему срок жизни нейтрона важен для Стандартной модели.

По словам доктора физико-математических наук Анатолия Сереброва, «полученное в ходе исследования значение времени жизни нейтрона лучше описывает процесс первичного нуклеосинтеза при формировании Вселенной» (под нуклеосинтезом ученые понимают природный процесс образования ядер химических элементов тяжелее водорода).

ХХ век позволил нам заглянуть внутрь самого мироздания.

Серебров также озвучил смелое предположение о том, что обычные нейтроны могут переходить в другую вселенную, превращаясь в зеркальные нейтроны. Выглядит этот процесс так кажется, что частицы просто исчезли в ходе эксперимента.

В 2018 году физики из Национальной лаборатории Ок-Ридж (США) вернулись к предположению Сереброва и пришли к такому же выводу. Если зеркальные нейтроны действительно существуют, то отправляются в зеркальную вселенную, полностью отделенную от нашей и с собственными законами физики.

Интересный факт
Зеркальные нейтроны часто называют стерильными из-за их неспособности участвовать в большинстве взаимодействий.

Современная физическая теория допускает существование зеркальной вселенной, а ее обитателями могут быть зеркальные атомы и даже зеркальные планеты и звезды (но не зеркальные версии нас с вами, увы). В совокупности эти гипотетические частицы могут образовать целый теневой мир, такой же реальный как наш, но практически полностью от нас отрезанный.

Если в будущем мы сможем обнаружить хотя бы одно зеркальные нейтрино, это докажет, что видимая Вселенная лишь половина того, что существует, а известные законы физики половина гораздо более широкого набора правил, рассказали исследователи в интервью NBC News.

Зеркальная вселенная

Сегодня теория зеркальной вселенной привлекает внимание ученых из-за своей способности объяснить причины ее ускоряющегося расширения. Это простое и элегантное решение также объясняет наблюдаемое несоответствие между материей и антиматерией (об этом чуть позже) и может положить конец кризису космологии.

Так как космология охватывает всю вселенную от рождения до смерти, такие понятия как темная материя, темная энергия и Мультивселенная всерьез рассматривается уважаемыми учеными.

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

Чтобы понять верна ли зеркальная теория, физики из Университета Нью-Мексико и Калифорнийского университета создали несколько математических моделей, которые соответствовали наблюдаемым темпам расширения Вселенной. Полученные в ходе работы результаты показали, что только одна модель не нарушает законы физики и объясняет несоответствия постоянной Хаббла. И это модель зеркальной вселенной.

Отметим, что с математической точки зрения эта концепция является решением давно наблюдаемой проблемы. Как объясняют авторы работы, опубликованной в журнале Physics Review Letters, дальнейшее построение модели может раскрыть многие тайны Вселенной.

А вы знаете сколько видов Мультивселенной существует и в какой из них находимся мы? Ответ здесь, не пропустите!

Вселенная из антиматерии

Теперь обратимся к еще одному варианту решения космологических и физических проблем концепции антиматерии. Считается, что она объясняет причину существования материи, которой в нашей Вселенной быть не должно. Основная идея заключается в том, что у каждой частицы есть пара, следовательно, у материи в нашей вселенной есть двойник из антиматерии (если говорить совсем простыми словами).

У нашей Вселенной может быть зеркальный близнец, Антивселенная.

Несмотря на то, что эта идея давно потеряла популярность (по разным причинам), физики рассматривают антивселенную в качестве возможного решения целого ряда проблем, включая постоянную Хаббла. Объединяет все эти теории предположение о том, что наблюдаемые пространство и время не единственная реальность.

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!

Очень много вселенных

Так как доказать существование зеркальной вселенной или мультивселенной ученые не в силах, данная область исследований относится к теоретической физике. Так, в 1957 году физик Хью Эверетт предложил одну из наиболее популярных на сегодняшний день теорий многомировую интерпретацию квантовой механики, которая предсказывает наличие ветвящихся временных линий или альтернативных реальностей.

Интерпретация Эверетта также математически описывает поведение материи, о чем я рассказывала ранее и является одной из наиболее признанных теорий альтернативных вселенных. Подход Эверетта основан на инфляционной модели Вселенной, с помощью которой можно объяснить многие наблюдаемые свойства.

Сегодня мы видим лишь малую часть Вселенной

Поначалу теория воспринималась как научная фантастика, однако со временем смогла объяснить множество особенностей нашего мира и люди стали относиться к ней серьезно, рассказывает Линде. Кстати, если вы хотите больше узнать о Мультивселенной и ее научной составляющей, вам сюда (мы старались:)

Итак, какие выводы можно сделать о зеркальной вселенной и бесконечном множестве миров? Увы, но на сегодняшний день все существующие теории недоказуемы. Это означает, что нам нужны новые, лучшие теории для объяснения свойств наблюдаемой Вселенной. Но даже если правда навсегда останется тайной, у нас как минимум есть воображение, наука и бесчисленное множество вероятностей, размышления о которых развивает мышление. Согласны?

Последние комментарии