Космология и космогония

[VSomati]

NASA отправит корабли к тайным порталам

 

Исследования физика Джека Скаддера, финансируемые NASA, доказывают, что в магнитном поле Земли время от времени появляются порталы. К 2014 г. году планируется отправить к ним четыре космических корабля.

 

Исследования Джека Скаддера, ученого в области физики плазмы из Университета штата Айова, привели к тайным порталам, открывающимся в магнитом поле. Согласно его докладу, опубликованному на сайте Phys.org, существуют некие "точки X" в магнитосфере Земли. В этих местах магнитные поля нашей планеты и Солнца сталкиваются, создавая между ними непрерывный путь длиной 93 млн миль. Как утверждают физики, эти "точки Х" неуловимы, имеют небольшие размеры, временны, а также формируются и исчезают непредсказуемым образом.

 

"Вместо того, чтобы отклоняться в стороны, образования в магнитном поле позволяют солнечным частицам добираться до верхней поверхности атмосферы Земли. Эти заряженные частицы могут быть ответственными за геомагнитные бури и полярное сияние", - говорит Джек Скаддер.

 

Еще несколько лет назад существование этих "точек Х" не было доказано. "Десять лет назад я был вполне уверен, что их не существует, но теперь доказательства неопровержимы", - говорил доктор Дэвид Сибер из Годдарского центра Космических полетов в 2008 году. С тех пор главной проблемой стал поиск этих самых порталов, так как никаких сведений об их внешних данных нет. Однако сейчас доктор Скаддер уверен, что нашел способ для быстрого обнаружения "точек Х". Сделал он это на основе исследований, проведенных десять лет назад космическим кораблем Polar, запущенным NASA в 1996 году.

 

"Polar в конце 1990-х провел много времени в магнитном поле Земли и столкнулся с множеством "точек Х". Используя данные Polar, мы нашли пять простых комбинаций магнитного поля и заряженных вокруг него частиц, которые сообщают нам местонахождение этих "точек Х", - говорит доктор Джек Скаддер. - Этот новый подход к поиску порталов сокращает время, необходимое для будущих исследований". Напомним, что работа космического корабля Polar была остановлена в 2008 г., но он по-прежнему остается на орбите.

 

В 2014 г. будет запущена Магнитосферная мультимасштабная миссия от NASA, для которой задействуют четыре оснащенных всевозможными датчиками космических корабля. Цель — изучение тайных порталов, к которым космические аппараты и отправятся.

 

Автор: К.Адамян

Источник: Утро.ру

[VSomati]

Происхождение Вселенной

 

Окружающий нас мир велик и многообразен. Все, что окружает нас, будь то другие люди, животные, растения, видимые только под микроскопом мельчайшие частички и гигантские скопления звезд, микроскопические атомы и огромные туманности, составляет то, что принято называть Вселенной.

С незапамятных времен человеческий разум интересует вопрос о возникновении мира. Еще не существовало таких понятий как религия и наука, а человек уже задумывался о мироустройстве и своем положении в окружавшем его пространстве.

Возникновение Вселенной и на данный момент остается одной из самых интересных и не изученных загадок современной космологии. Как появилась Вселенная, какие процессы способствовали возникновению звезд, солнечных систем, галактик, планет, что было до появления Вселенной, имеет ли она начало и конец? Вот лишь немногие вопросы, ответы на которые пытаются получить современные ученые.

Вопрос о происхождении Вселенной является своего рода основополагающим. Загадка возникновения жизни на Земле, а также возможности зарождения жизни на других планетах, так или иначе раскрывается, исходя из теорий о рождении Вселенной.

Итак, гипотез о возникновении Вселенной существует множество, это и научные концепции, и отдельные теории, и религиозные учения, и философские представления, и мифы о сотворении мира древних июлей. Однако все их можно условно разделить на две группы:

1. Теории возникновения Вселенной (в первую очередь религиозные), в которых в качестве созидающего фактора выступает Творец. Иными словами, согласно им, Вселенная представляет собой одухотворенное и осознанное творение, появившееся в результате воли Высшего разума;

2. Теории возникновения Вселенной, основывающиеся на научных факторах и отвергающие как само понятие Творца, так и его участие в создании мира. Они часто основываются на принципе заурядности, который рассматривает возможность существования жизни не только на нашей, но и на других планетах, находящихся в других солнечных системах или даже галактиках.

Различие этих концепций кроется, в первую очередь, в разных терминологиях, например, природа — творец, сотворение — происхождение. Зато в некоторых других вопросах отдельные научные и религиозные теории пересекаются или даже повтори ют друг друга.

Кроме различных концепций о происхождении Вселенной существуют также религиозные и научные датировки этого грандиозного события. Так, самая распространенная научная теория о возникновении Вселенной — теория Большого взрыва — утверждает, что Вселенная возникла примерно 13 млрд лет назад.

По различным христианским источникам, от сотворения мира Богом до рождения Иисуса Христа прошло от 3483 до 6984 лет. В индуизме с момента начала мироздания прошло примерно 155 трлн лет.

Однако рассмотрим некоторые концепции возникновения Вселенной подробнее.

 

Космологическая модель Канта

 

До начала XX в. среди ученых господствовала теория о том, что Вселенная бесконечна в пространстве и времени, статична и однородна. Еще Исаак Ньютон сделал предположение о том, что она безгранична в пространстве, а немецкий философ Эммануил Кант, основываясь на работах Ньютона и развивая его идеи, выдвинул теорию о том, что у Вселенной также нет начала и во времени. Он ссылался на законы механики и ими объяснял все происходящие во Вселенной процессы.

В своей теории Кант продвинулся еще дальше, распространив ее также и на биологию. Он утверждал, что в не имеющей начала и конца древней и огромной Вселенной существует бесконечное число возможностей, благодаря которым на свет может появиться любой биологический продукт. Эта теория о возможности возникновения жизни во Вселенной позднее легла в основу теории Дарвина.

Космологическая модель Канта нашла подтверждение благодаря наблюдениям астрономов XVIII— XIX вв. за движениями светил и планет. В скором времени его гипотеза стала теорией, которая к началу XX в. уже считалась единственно верной. Она не вызывала сомнений, даже несмотря на светометрический парадокс, или парадокс темного ночного неба, заключающийся в том, что в бесконечной Вселенной существует нескончаемое количество звезд, сумма яркостей которых должна образовывать бесконечную яркость. Иными словами, ночное небо было бы полностью покрыто яркими звездами, а в реальности оно тёмное, так как количество звезд и галактик исчислимо.

 

Модель Вселенной Эйнштейна (статическая Вселенная)

 

В 1916 г. увидел свет труд Альберта Эйнштейна Основы общей теории относительности», а уже и 1917 г. на основе уравнений этой теории он развил свою модель Вселенной.

Большинство ученых того времени сходилось но мнении, что Вселенная стационарна, и Эйнштейн также придерживался этого мнения, поэтому старался создать такую модель, в которой Вселенная не должна была расширяться или сжиматься. Это местами шло вразрез с его собственной теорией относительности, из уравнений которой следует, что Вселенная расширяется и одновременно происходи се торможение. Поэтому Эйнштейн ввел такое понятие, как космическая сила отталкивания, которая уравновешивает притяжение звезд и прекращает движение небесных тел, благодаря чему Вселенная остается статической.

Вселенная Эйнштейна имела конечные размеры, но вместе с тем у нее не было границ, что возможно только в том случае, когда пространство искривлено, как, например, в сфере.

Итак, пространство в модели Эйнштейна было трехмерным, оно замыкало само себя и было однородным, т.е. у него не было центра и краев, и в нем равномерно рас полагались галактики.

 

Модель расширяющейся Вселенной (Вселенная Фридмана, нестационарная Вселенная)

 

В 1922 г. советский ученый А. А. Фридман разработал первую нестационарную модель Вселенной, которая также была основана на уравнениях общей теории относительности. Работы Фридмана остались в то время незамеченными, а А. Эйнштейн отвергал возможность расширения Вселенной.

Тем не менее, уже в 1929 г. астроном Эдвин Хаббл открыл, что галактики, находящиеся рядом с Млечным путем, удаляются от него, а скорость их движения при этом все время остается пропорциональной расстоянию до нашей галактики. Согласно этому открытию, звезды и галактики постоянно «разбегаются» друг от друга, а следовательно, происходит расширение Вселенной. В итоге Эйнштейн согласился с выводами Фридмана, а позднее говорил, что именно советский ученый стал основателем теории расширяющейся Вселенной.

Эта теория не находится в противоречии с общей теорией относительности, но если Вселенная расширяется, то должно было произойти некое событие, приведшее к разбеганию звезд и галактик. Это явление очень напоминало взрыв, поэтому ученые и назвали его «Большим взрывом». Однако если Вселенная появилась в результате Большого взрыва, то должна существовать Высшая первопричина (или Конструктор), позволяющая этому взрыву произойти.

 

Теория Большого взрыва

 

Теория Большого взрыва строится на том, что материя и энергия, из которых состоит все сущее но Вселенной, ранее находились в сингулярном состоянии, т.е. в состоянии, характеризующемся бесконечной температурой, плотностью и давлением. В состоянии сингулярности не действует ни один закон физики, а все, из чего на данный момент состоит Вселенная, заключалось в микроскопически малой частичке, которая в какой-то момент времени пришла в нестабильное состояние, в результате чего и произошел Большой взрыв.

Изначально теория Большого взрыва носила название «динамическая эволюционирующая модель». Термин «Большой взрыв» получил широкое распространение в 1949 г. после публикации работ ученого Ф. Хойла.

На данный момент теория Большого взрыва разработана настолько хорошо, что ученые берутся описать процессы, которые начали происходить во Вселенной через 10—43 с после Большого взрыва.

Существует несколько доказательств теории Большого взрыва, одним из которых является реликтовое излучение, пронизывающее всю Вселенную и возникшее в результате Большого взрыва благодаря взаимодействию частиц. Реликтовое излучение может рассказать о первых микросекундах после рождения Вселенной, о тех временах, когда она находилась и горячем состоянии, а галактики, звезды и планеты еще не образовались.

Изначально реликтовое излучение также было только теорией, и вероятность его существования рассматривал Г. А. Гамов в 1948 г. Измерить реликтовое излучение и доказать действительность его существования смогли только в 1964 г. американские ученые благодаря новому прибору, который обладал необходимой точностью. После этого реликтовое излучение печально исследовали с помощью наземных и космических обсерваторий, что позволило увидеть, какой была Вселенная в момент своего рождения.

Еще одним подтверждением Большого взрыва является космологическое красное смещение, которое заключается в уменьшении частот излучения, что доказывает удаление звезд и галактик друг от друга вообще, и от Млечного пути в частности.

Теория Большого взрыва ответила на множество вопросов о возникновении нашей Вселенной, но и вместе с тем стала причиной появления новых загадок, которые остаются без ответов и сейчас. Например, что же стало причиной Большого взрыва, почему точка сингулярности стала нестабильной, что было до Большого взрыва, как появилось время и пространство?

Многие исследователи, например Р. Пенроуз и С. Хокинг, изучая общую теорию относительности, добавили в ее уравнения такие показатели, как пространство и время. По их мнению, эти параметры также появились в результате Большого взрыва вместе с материей и энергией. Следовательно, у времени тоже есть определенное начало. Однако из этого также следует, что должна существовать некая Сущность или Высший разум, который не зависит от времени и пространства, и присутствовал всегда. Именно этот Высший разум и стал причиной возникновения Вселенной.

Изучение того, что было до Большого взрыва — новый раздел в современной космологии. На вопрос о том, что же было до рождения нашей Вселенной и что ей предшествовало, пытаются ответить многие ученые.

 

Большой отскок

 

Эта интересная альтернативная Большому взрыву теория говорит о том, что до нашей Вселенной существовала другая. Таким образом, если рождение Вселенной, а именно Большой взрыв, рассматривали как уникальное явление, то в данной теории это лишь одно звено из цепи реакций, в результате которых Вселенная постоянно воспроизводит саму себя.

Из теории следует, что Большой взрыв не является точкой начала времени и пространства, а появился и результате предельного сжатия другой Вселенной, масса которой, по этой теории, не равна нулю, а лишь близка этому значению, при этом энергия Вселенной мс бесконечна. В момент предельного сжатия Вселенная имела максимальную энергию, заключенную в минимальный объем, в результате чего произошел большой отскок, и родилась новая Вселенная, которая также начала расширяться. Таким образом, квантовые состояния, существовавшие в старой Вселенной, просто изменились в результате Большого отскока и перешли в новую Вселенную.

В основе новой модели рождения Вселенной лежит теория петлевой квантовой гравитации, которая помогает заглянуть за Большой взрыв. До этого считалось, что все во Вселенной появилось в результате взрыва, поэтому вопрос о том, что же было до него, практически не ставился.

Данная теория принадлежит к числу теорий квантовой гравитации и объединяет в себе общую теорию относительности и уравнения квантовой механики. Предложили ее в 1980-х гг. такие ученые, как Э. Аштекар и Л. Смолин.

Теория петлевой квантовой гравитации говорит о том, что время и пространство дискретны, т.е. состоят из отдельных частей, или маленьких квантовых ячеек. На малых масштабах пространства и времени ни ячейки создают разделенную прерывистую структуру, а на больших — появляется гладкое и непрерывное пространство-время.

Рождение новой Вселенной происходило в экстремальных условиях, которые заставляли квантовые ячейки отделяться друг от друга, этот процесс и был назван Большим отскоком, т.е. Вселенная не появилась из ничего, как при Большом взрыве, а начала быстро расширяться из сжатого состояния.

М. Божовальд стремился получить сведения о Вселенной, предшествующей нашей, для чего несколько упростил некоторые квантово-гравитационные модели и уравнения теории петлевой квантовой гравитации. В данные уравнения входят несколько параметров состояния нашей Вселенной, которые необходимы для того, чтобы узнать, какой была предыдущая Вселенная.

Уравнения содержат взаимодополняемые параметры, позволяющие описать квантовую неопределенность об объеме Вселенной до и после Большого взрыва, и отражают тот факт, что ни один из параметров предшествующей Вселенной не сохранился после Большого отскока, поэтому в нашей Вселенной он отсутствует. Иными словами, в результате бесконечной цепи расширения, сжатия и взрыва, а затем нового расширения образуются не одинаковые, а разные Вселенные.

 

Теория струн и М-теория

 

Идея того, что Вселенная может постоянно воспроизводить себя, многим ученым кажется разумной. Некоторые полагают, что наша Вселенная возникла в результате квантовых флуктаций (колебаний) в предшествующей Вселенной, поэтому вполне вероятно, что в какой-то момент времени и в нашей Вселенной может возникнуть такая флуктация, и появится новая Вселенная, несколько отличная от настоящей.

Ученые идут в своих рассуждениях дальше и предполагают, что квантовые колебания могут произойти в любом количестве и в любом месте Вселенной, в результате чего появляется не одна новая Вселенная, а сразу несколько. На этом строится инфляционная теория возникновения Вселенной.

Образовавшиеся Вселенные отличны друг от друга, в них действуют разные физические законы, при этом все они находятся в одной огромной мегавселенной, но изолированы друг от друга. Сторонники данной теории утверждают, что время и пространство не появились в результате Большого взрыва, а существовали всегда в нескончаемой череде сжатия и расширения Вселенных.

Своего рода развитием инфляционной теории является теория струн и ее усовершенствованный вариант - М-теория, или теория мембран, которые строятся на цикличности мироздания. Согласно М-теории, физический мир состоит из десяти пространственных и одного временного измерения. В этом мире находятся пространства, так называемые браны, одной из которых и является наша Вселенная, состоящая из тpёx пространственных измерений.

Большой взрыв — результат столкновения бран, которые под воздействием огромного количества энергии разлетелись, затем началось расширение, постепенно замедлившееся. Выделенные в результате столкновения излучение и вещество остывали, появились галактики. Между бранами находится положительная по плотности энергия, вновь ускоряющая расширение, которое через некоторое время снова замедляется. Геометрия пространства становится плоской. Когда браны вновь притягиваются друг к другу, квантовые колебания становятся сильнее, геометрия пространства деформируется, а места таких деформаций в будущем становятся зародышами галактик. Когда браны сталкиваются друг с другом, цикл повторяется.

В перечисленных выше научных концепциях возникновения Вселенной отсутствует Творец как созидающая одухотворенная сила. Однако кроме них существуют иные теории появления мироздания, в которых в качестве созидающего фактора выступает Высший разум, названный в каждой из теорий по-разному.

 

Креационизм

 

Данная мировоззренческая теория происходит от латинского слова «creations» — «творение». Согласно этой концепции, наша Вселенная, планета и само человечество являются результатом творческой деятельности Бога или Творца. Термин «креационизм» возник в конце XIX в., а сторонники этой теории утверждают истинность истории о сотворении мира, изложенной в Ветхом Завете.

В конце XIX в. происходило быстрое накопление знаний в различных областях науки (биологии, астрономии, физики), широко распространенной стала теория эволюции. Все это привело к противоречию между научными знаниями и библейской картиной мира. Можно сказать, что креационизм появился как реакция консервативных христиан на научные открытия, в частности, на эволюционное развитие живой и неживой природы, которые в это время стали доминирующими и отвергали появление всего сущего из ничего.

 

Христианский креационизм

 

Креационизм в христианстве представлен несколькими течениями, которые отличаются степенью расхождения с научными воззрениями на происхождение Вселенной и Земли.

Согласно младоземельному, или буквалистскому, креационизму мир был создан Богом за 6 дней, как о том и говорится в Библии. При этом некоторые последователи (прежде всего протестанты) этой теории утверждают, что мир был создан примерно 6 тыс. лет назад. Это утверждение основано на Масоретском тексте Ветхого Завета. Другие (в основном православные исследователи) исходят из текста Септуагинты (самого старого перевода Библии) и верят, что мир появился 7,5 тыс. лет назад.

Последователи староземельного, или метафорического, креационизма считают, что 6 дней творения — это метафора, более понятная людям того времени. В Библии слово «день» подразумевает скорее не сутки, а неопределенный отрезок времени, следовательно, в один день творения могут входить миллионы земных лет.

При это метафорический креационизм делится на следующие подвиды:

— креационизм постепенного творения. Последователи этой концепции соглашаются с некоторыми научными открытиями, в частности, принимают астрофизические датировки рождения Вселенной, звезд и планет, но не приемлют теорию эволюции образования видов в процессе естественного отбора. Они утверждают, что именно Бог влияет на появление новых и изменение существующих биологических видов;

— эволюционный креационизм, или теистический эволюционизм. Представители данного направления соглашаются с теорий эволюции, но, по их мнению, именно Творец направляет эволюцию, и она является осуществлением его высшего замысла. Общепринятые научные идеи практически полностью признаются сторонниками этой концепции, а чудесное вмешательство Бога рассматривается ими, например, в проявлении божественного промысла или существовании бессмертной человеческой души, т.е. в тех вопросах, на которые наука ответить просто не может. Они рассматривают творение не как мгновенный законченный акт, а как эволюцию, из-за чего наиболее радикальные буквалисты не считают их не только креационистами, но даже христианами.

 

Креационизм в иудаизме

 

Так же, как и в христианском креационизме, среди приверженцев иудаизма есть те, кто приемлет современные взгляды науки, и те, кто их отрицает. Так, например, представители классического ортодоксального иудаизма не признают теорию эволюции, придерживаясь буквального толкования Торы.

Современные ортодоксальные иудаисты, к которым относятся религиозные сионисты и модернисты, признают возможным аллегорическое интерпретирование некоторых частей Торы и считают правильными некоторые моменты теории эволюции.

Существует также реформированный и консервативный иудаизм, последователи которого соглашаются с основными положениями теории эволюции.

 

Креационизм в исламе

 

Еще сильнее, чем христианство, теорию эволюции критикует ислам. Многие последователи этой религии считают идеи эволюционной теории близкими к атеизму, поэтому не могут поддерживать их, полностью выступая за божественное сотворение Вселенной и жизни на Земле.

С другой стороны, существуют ученые, которые отмечают, что эволюция — это научный факт, который никак не противоречит Корану. В отличие от Библии, в Коране нет детального описания сотворения мира, поэтому буквалистский креационизм распространен в исламе меньше.

 

Креационизм в индуизме

 

15 священных писаниях индуизма, Ведах, описано первичное и вторичное творение. В первичном творении участвовал верховный Господь, который создал материальную энергию. Также он создал первое живое существо — Брахму, осуществившего вторичное творение, заключавшееся в создании материальных тел для кухонных существ и условий, в которых эти существа могли бы контактировать друг с другом и предметами неживой природы.

Индуизм верит, что созданная Господом Вселенная очень древняя, и ее возраст составляет примерно 155 трлн земных лет. В Ведах эволюция человечества описывается как постепенная духовная деградация, в ходе которой сокращается продолжительность человеческой жизни, приходят в упадок его нравственные устои, появляются болезни, исчезает способность общаться с высшими разумными существами.

Развитие человечества и Вселенной в индуизме имеет циклический характер: после того как человечество полностью расходует отведенное ему на свободное развитие время, временное колесо останавливается, после чего цикл создания мироздания и человечества повторяется заново.

 

Мировые религии о сотворении мира и рождении Вселенной

 

Такой глобальный вопрос как «Откуда же произошла наша Вселенная?», интересовал человечество на протяжении всей истории его развития. Неудивительно, что практически в любой из мировых религий можно встретить мифы о сотворении мира. При этом только на первый взгляд может показаться, что они зачастую являются абсурдными с точки зрения современного человека, хоть немного разбирающегося в достижениях науки. На самом деле во многих из них повествуется о том, что сейчас пытаются доказать ученые, просто при толковании мифов следует делать скидки на иной уровень восприятия у древних людей и их меньшую научную подкованность.

Религиозно-философские теории также пытаются ответить на вопрос о происхождении Вселенной, но практически все они основаны на вере в то, что мир был создан в результате творческого акта Высшего Разума, Бога, Творца.

В христианстве Создателем всего сущего выступает Бог, а одной из основных христианских догм является «сотворение из ничего», т.е. наша Вселенная из состояния небытия была переведена в состояние бытия в результате Божественной воли. В первых трех главах Книги Бытия (первой книги Библии) описаны этапы сотворения всего сущего.

Большая часть христиан верит в то, что в акте творения мира были задействованы все три ипостаси Святой Троицы: Бог Отец, еще невоплотившийся Бог Сын и Бог Святой Дух. Некоторые христианские учителя, например, святой Иоанн Дамаскин, указывают, что сотворение есть безначальный и предвечный процесс, оно «исходит из самой сущности Бога» и не вызывает изменений в нем, т.е. нет Бога «до» и Бога «после» сотворения мира, он остается единым.

Все человечество появилось на свет от двух созданных Богом людей — Адама и Евы. Сотворенный мир был изначально идеальным, гармоничным и послушным человеку, а он сам был наделен свободой воли.

Научная теория о цикличности Вселенной в некотором роде повторяет представления о возникновении Вселенной в буддийской космологии, в которой представлено бесконечное чередование рождения и уничижения мироздания.

К данном случае высшее существо (Бог) не создал И( еденную как таковую. Каждый мировой цикл накапчивает общую карму всех живых существ, и в результате такого накопления возникает новая Вселенная. Каждому миру отпущен определенный срок существования, в течение которого человечество проходит путь «и расцвета до деградации. Происходит накопление плохой кармы живых существ, и Вселенная от этого разрушается. Через некоторое время космического покоя цикл начинается заново.

Кроме религиозной теории о сотворении мира из ничего, в христианской и иудейской традиции есть также теория о сотворении мира из материи. Ряд современных иудейских исследователей видят в этом возможную связь с теорией эволюции.

В каждом мировом цикле существует 4 периода:

- период пустоты, т. е. время, когда один мир разрушен, а другой еще не сформировался;

- период формирования, когда мир начинает возникать заново;

- период пребывания, когда Вселенная находится в стабильном состоянии;

- период разрушения, когда дурная карма приводит к гибели Вселенной.

На вопросы, было ли начало у самих мировых циклов, есть ли конец у Вселенной или она бесконечна, буддизм ответа не дает, так как подобные вопросы относятся к области неопределенного, на что просвещённый Будда «хранил благородное молчание».

Первым живым существом в каждой новой Вселенной является бог Брахма. При этом он не считается Творцом самой Вселенной, а лишь верховным божеством, которому все поклоняются. Хотя считается, что Брахма вечен и существовал всегда, при этом он не неизменен и на него так же, как и на остальных существ, действует причинно-следственный закон кармы, т.е. вместе с разрушающейся Вселенной пропадает и Брахма.

На теорию Большого взрыва очень похожа каббалистическая теория о «разбиении сосудов», которую создал в средние века каббалист и иудейский богослов Ицхак Луриа. В своем учении он говорил о том, что за попыткой творения последовала космическая катастрофа, в результате которой и возник мир. Божественные лучи, появившиеся в результате катастрофы, рассеялись и претерпели изменение.

В мифах многих народов существует такое понятие, как «хаос», т.е. изначальное состояние мироздания, в котором материя и пространство не имели формы. Элементы космоса (с греч. «порядок», «красота») были выделены из первоначального хаоса, и так появилась Вселенная, подчиненная определенным законам и противопоставленная хаосу. Первичный хаос также называют мировой бездной.

Так, в религиозных воззрениях древних скандинавов в начале существовала только мировая пустота, бездна, называемая Гинунгагап, которую наполняли лишь первобытные силы творения. В ней существовали Муспелль (огненная страна) и Нифель (страна мрака). Столкновение двух противоположностей — жара и холода — привело к появлению первого живого существа, великана Имира, из растерзанного тела которого в последствие и была создана Вселенная. По представлению древних скандинавов, все появилось из мировой бездны и в конце времен все в нее и вернется.

В китайской мифологии также существует миф о рождении Вселенной из мрачного хаоса. Главными космическими силами там выступают мужское начало (Ян, что означает «мрачный») и женское начало (Инь, что означает «светлый»). Эти два начала сами собой образовались в мировой бездне и установили главные направления мирового (вселенского) пространства которых по китайской мифологии насчитывается восемь. Начало Инь стало управлять землей, а начало Ни небом.

Похожее представление о рождении мира существует и в концепции даосизма. В начале существовала шип. пустота (У-цзи), вакуум, неизвестное, из которого (формировались две основные энергии: Ян и Инь. Благодаря их взаимодействию произошло образование энергии ци, а затем и всего сущего во Вселенной.

 

Бесконечна ли Вселенная?

 

При изучении Вселенной и ее строения нередко встаёт вопрос о том, есть ли у нее конец или она бесконечна. Понятие бесконечности является одним из самых интересных в науке, поскольку относится к области таинственного и необычного. Действительно, невозможно представить себе бесконечность, ведь у ною понятия нет наглядности, но оно вовсе не является придуманным математическим построением, а используется в науке для решения многих проблем.

Наиболее заинтересованы в изучении бесконечности астрономы и физики, так как им приходится иметь дело с пространством Вселенной и геометрией окружающего мира. Изучать бесконечность Вселенной и пространстве начали еще в глубокой древности. Великие философы предлагали простые и, казалось бы, неопровержимые рассуждения, не противоречащие, на первый взгляд, логике.

Так, Лукреций Кар в поэме «О природе вещей» писал: «Нет никакого конца ни с одной стороны у Вселенной, ибо иначе края непременно она бы имела». Многим ученым того времени было легче представить, что Вселенная не имеет конца и бесконечно долго простирается во все стороны, чем то, что у нее есть определенные границы, ведь тогда бы пришлось искать ответ на вопрос, что же лежит за этими границами.

Однако рассуждения Лукреция и его сторонников опирались, в первую очередь, на логику и привычные представления о земном пространстве, а в современном мире опираться на это при изучении проблемы бесконечности в масштабах Вселенной считается неразумным. В данном случае следует изучать реальные свойства мира и на их основе делать выводы.

В эпоху Возрождения Коперник разработал гелиоцентрическую модель мира, по которой в центре Вселенной находилось Солнце, а вокруг него вращалась Земля и другие планеты. По представлениям ученого, Вселенную ограничивала сфера из неподвижных звезд. Он считал, что все небесные тела вращаются вокруг Солнца с одинаковой скоростью, совершая один оборот в сутки. Следовательно, чем большее расстояние от Солнца до небесного тела, тем большая скорость обращения у последнего.

Таким образом, если есть звезды, расположенные на бесконечно больших расстояниях от Солнца, то они должны обладать бесконечно большой скоростью, что невозможно. Из этого следует, что Вселенная имеет конец, т. е. заключена в сферу звезд. Современникам Коперника такое доказательство казалось неопровержимым, ведь тогда еще не знали, что Солнце является не центром Вселенной, а центром Солнечной системы.

В выводах Коперника первым усомнился итальянский ученый Джордано Бруно. Он же первым предложил идею и бесконечной Вселенной. В своих рассуждениях ученый опирался на философские взгляды, а не на физические или астрономические исследования.

Исаак Ньютон впервые попытался дать естественно научное объяснение бесконечности Вселенной и в разработанных им законах механики. Согласно его положениям, если материальные частицы притягиваются друг к другу, то со временем они должны рассеяться в бескрайнем пространстве. Следовательно, не может существовать неизменная конечная Вселенная.

Долгое время считалось, что ответ на вопрос о бесконечности Вселенной получен и считается окончательным, но мнение оказалось ошибочным. Всегда считалось, что на вопрос о том, есть ли граница у Вселенной, должно быть только два ответа: «да» или нет». И только позднее оказалось, что может существовать несколько видов бесконечности. Например, в математике существует бесконечность ряда натуральных чисел и бесконечность всех точек, расположенных мм отрезке прямой.

В геометрии также могут существовать разные бесконечности. Например, есть такие понятия, как бесконечность и неограниченность пространства, которые не тождественны друг другу Неограниченным пространством является то, которое не имеет границы, по имеете с тем оно замкнуто в себе, или конечно. Примером такого пространства может служить сфера. У площади сферы есть конечная величина, но достичь её границы невозможно, поэтому она считается неограниченной. Пример со сферой служит примером пи о, что пространство может иметь конечный объем, но при этом у него отсутствуют границы.

В современной науке никто уже не сомневается в том, что пространство Вселенной неограниченно, т.е. достичь границы Вселенной невозможно. Но вопрос о ее бесконечности или конечности все еще остается открытым. Для того чтобы найти ответ на него, ученые изучают геометрию мира и пытаются выяснить расположение материи во Вселенной.

С помощью теоретических подсчетов проводится измерение критической плотности вещества, находящегося во Вселенной. Так, подсчитано, что на 13 см пространства приходится 1/100000 массы протона. Исходя из теории относительности, ученые говорят, что мировое пространство имеет конец, если средняя плотность вещества, находящегося во Вселенной, больше критической. И наоборот, Вселенная имеет бесконечный объем, если плотность вещества в ней ниже критической.

Происхождением, эволюцией и свойствами Вселенной занимается космология — специальный раздел астрономии. Она опирается на такие науки, как физика, математика, астрономия, а также на богословие и философию.

Основываясь на данном выводе, многие исследователи создали различные версии вычисления средней плотности материи в мире. Некоторые, основываясь на своих вычислениях, пришли к выводу о том, что Вселенная конечна, и делали попытки подсчитать ее радиус.

Однако подобные вычисления не могут ответить на вопрос о бесконечности Вселенной и рассказать о ее геометрических свойствах.

Общая теория относительности предоставляет физический критерий, на основании которого можно делать догадки о кривизне пространства, но о физической величине данной кривизны можно судить, скорее всего, только на основании наблюдений, указывающих на то, что средняя плотность вещества в мире приблизительно равна критической.

Все это говорит в пользу того, что современная наука пока не готова дать однозначного ответа на вопрос о конечности и бесконечности Вселенной и предпочесть одну из этих вероятностей.

 

Автор: А.В.Колпакова, Е.А.Власенко

Источник: "Загадки и тайны Вселенной"

[VSomati]

Ученые нашли следы света первых звезд

 

Астрофизики, работающие с данными космического гамма-телескопа "Ферми", обнаружили следы света первых звезд во Вселенной. Работа ученых опубликована в журнале Science, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте NASA.

 

В отличие от реликтового микроволнового излучения Большого взрыва, излучение первых звезд очень тяжело обнаружить - оно находится в тех же диапазонах, что и у современных звезд и галактик.

 

Для того, чтобы его найти, ученые применили изящный подход - они исследовали следы поглощения этого первого света в спектре блазаров. Блазарами называют мощные компактные источники излучения в центре галактик, которые представляют собой джеты свермассивных черных дыр. Они способны испускать очень высокоэнергетическое гамма-излучение.

 

Авторы обратили внимание на то, что во времена образования первых звезд, гамма-кванты, испускаемые блазарами, могли взаимодействовать с их излучением и образовывать пары частиц (это процесс, обратный аннигиляции частицы и античастицы, в результате которого образуются два гамма-кванта). Образование пар должно было снизить количество высокоэнергетических гамма-квантов в спектре первых блазаров, что и удалось обнаружить астрофизикам при помощи "Ферми".

 

Космический телескоп "Ферми" (или GLAST), бал запущен на орбиту в 2008 году. За несколько лет работы ему удалось составить самую подробную на данный момент карту источников гамма-излучения. Строящийся космический телескоп "Джеймс Вебб" будут оснащен детектором, способным напрямую увидеть смещенный в красную область свет первых звезд.

 

Распределение 150 блазаров (зеленые точки) на карте неба. Фото NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration

 

Источник: Лента.ru

[VSomati]

Звёзды, выброшенные из своих галактик, сыграли главную роль в реионизации Вселенной

 

Американские астрономы Чарли Конрой и Кэйтлин Краттер предложили новую модель реионизации Вселенной, которая объясняет случившееся тем, что в межгалактическое пространство из своих галактик были выброшены звёзды-бродяги.

 

Американские астрономы Чарли Конрой и Кэйтлин Краттер предложили новую модель реионизации Вселенной, которая объясняет случившееся тем, что в межгалактическое пространство из своих галактик были выброшены взрывами соседних сверхновых звёзды-бродяги.

 

После наступления Тёмных веков источников света во Вселенной не было, поскольку звёзды ещё не сформировались. Однако вскоре весь водород оказался чем-то ионизирован — вторично после Большого взрыва. В итоге заполняющий Вселенную водород из нейтрально тёмного стал излучающей ионизованной плазмой. Чтобы это произошло, требовалось излучение, в основном УФ, с длиной волны менее 912 нм. А сила его была так велика, что водород во Вселенной до сих пор остаётся ионизированным.

 

Что стало причиной реионизации? Долгое время её приписывали квазарам. Затем фокус переместился на звёзды популяции III — первое поколение светил, образовавшееся после Большого взрыва. Эти очень тяжёлые короткоживущие звёзды не дожили до наших дней. Их масса и светимость были огромны и обусловлены отсутствием углерода, необходимого для каталитического CNO-цикла термоядерного горения водорода (в таких звёздах мог происходить только протон-протонный термоядерный цикл, требующий больших температур).

 

Примерно через 400 млн лет после Большого взрыва началась реионизация, один из наиболее ярких моментов в истории Вселенной.

 

Но и здесь всё оказалось очень непросто. Звёзды в наше время «живут» в основном в галактиках — где пространство между ними заполнено нейтральным водородом, абсорбирующим ультрафиолетовое излучение. «Изо всех ионизирующих фотонов, что [самые] горячие звёзды излучают в сегодняшних галактиках, лишь примерно один процент покидает исходную галактику», — отмечает Чарли Конрой.

 

Иными словами, если звёзды популяции III не покидали своих галактик, объяснить с их помощью реионизацию невозможно. Но с чего бы им бросать галактики — места своего рождения?

 

Здесь на помощь исследователям пришли данные наблюдений за нынешними массивными звёздами — в особенности голубыми гигантами. 70% нынешних гигантов спектрального класса О (от 16 до 60 раз тяжелее Солнца) имеют парную звезду. Оставшиеся 30%, весьма вероятно, имели её первоначально. Почему? Потому что они движутся со скоростями более 30 км/с, что позволяет им пройти от 0,1 до 1 килопарсека (от нескольких сотен до нескольких тысяч световых лет) за свою короткую (из-за массивности) жизнь, длящуюся иногда всего несколько миллионов лет. Считается, что столь быстрое передвижение возможно только тогда, когда рядом со звездой взрывается другая, становясь сверхновой. Полученный импульс почти не гасится в космосе, что и позволяет звезде совершать столь длительные путешествия. Если предположить, что формирование массивных звёзд в ранней Вселенной и сегодняшних гигантов происходило относительно сходным образом, то значительная часть звёзд популяции III должна была переместиться на значительные расстояния.

 

Впрочем, как бы велики они ни были, до размеров, скажем, Млечного Пути им очень далеко. Между тем в ранней Вселенной размеры галактик были крайне малы — всего несколько сотен световых лет в поперечнике, подчёркивают исследователи, опираясь на нынешние наблюдения. В сравнении со 100 тыс. световых лет диска Млечного Пути они кажутся крохами.

 

Согласно моделированию, проведённому астрономами, при 30-процентной вероятности получения массивной звездой поколения III высокой скорости в результате близкого взрыва сверхновой вклад её ультрафиолетового излучения в реионизацию должен был составлять от 50 до 90%, являясь, таким образом, ключевым во всём процессе реионизации Вселенной.

 

Соответствующее исследование будет опубликовано 20 августа в Astrophysical Journal.

 

Подготовлено по материалам arXiv.

 

http://www.modcos.com

[VSomati]

Теория Большого взрыва может быть оспорена теорией Большого замораживания

 

Рождение Вселенной может быть смоделировано не как Большой взрыв, а скорее как замерзание воды, полагает группа австралийских физиков-теоретиков из Мельбурнского университета и Королевского мельбурнского технологического института.

 

Рождение Вселенной может быть смоделировано не как Большой взрыв, а скорее как замерзание воды, полагает группа австралийских физиков-теоретиков из Мельбурнского университета и Королевского мельбурнского технологического института.

 

Исследователи проводят аналогию между своим подходом и известным предметом дискуссии различных школ древнегреческой философии — о том, возможно ли бесконечное измельчение предметов или же они состоят из предельно малых, но далее неделимых частиц, «атомов». Хотя, по их словам, ныне наука скорее склоняется ко второму ответу (пусть и не в таком простом варианте, как это представлял себе автор атомистической теории Демокрит), в отношении пространства-времени всё не так просто.

 

Так обычно принято иллюстрировать Большой взрыв. Австралийские физики, однако, сомневаются в реальности этого события. (Здесь и ниже иллюстрации Corbis.)

 

Ещё Эйнштейн полагал, что пространство и время неразрывны, «текут». Однако сторонники теории квантовых графов подвергают эту мысль сомнению — по крайней мере в очень малых масштабах. Классический пример графа — карта лондонского метро, а в учебниках физики или химии пользуются для изображения того, как атомы соединяются, химическими связями в молекуле. Математика, описывающая квантовые состояния объёма и площади, обеспечивает набор правил, регулирующих то, как линии могут соединять узлы и какие числа могут располагаться друг относительно друга. В её рамках каждое квантовое состояние соответствует одному из графов, и каждый граф, удовлетворяющий правилам, соотносится с квантовым состоянием. Графы, таким образом, представляют собой удобную краткую запись возможных квантовых состояний пространства. Теория квантовых графов позволяет представить физическую реальность в виде полной группы многодольных графов, состоящих из вершин и связей между вершинами. («КЛ»-читателю эта теория, возможно, известна по её частичному и очень популярному изложению в НФ-романе Грега Игана «Лестница Шильда».)

 

«Новая теория, известная как теория квантовых графов (Quantum Graphity), предполагает, что пространство может состоять из неразделимых «кирпичиков», чего-то вроде крохотных атомов [только не вещества, а пространства-времени]», — поясняют учёные. Однако из-за малых размеров обнаружить такие «кирпичики» напрямую невозможно.

 

Исходя из этого, существующая модель происхождения Вселенной (Большой взрыв) нуждается в пересмотре. «Самая большая проблема с Большим взрывом в том, что это собственно взрыв, — считает Джеймс Квоч (James Quach), ведущий автор исследования, опубликованного не так давно в журнале Physical Review D (препринт вы найдёте здесь). — В момент взрыва физика нарушается. Эта модель не способна показать, что же происходило при Большом взрыве, для этого нельзя использовать ни математику, ни какую-либо теорию».

 

По новой теории, при остывании Вселенной аморфное пространство-время получило три измерения пространства (грани кристалла) и одно измерение времени.

 

По мнению физика, в пространственно-временном смысле никакого взрыва не было, а было «превращение воды в лёд», «большое замерзание» Вселенной. Под «водой» он подразумевает первоначальное аморфное состояние пространства-времени, в котором не было жёсткой структуры, упорядоченных измерений. По мере остывания Вселенной пространство-время «кристаллизовалось» в трёхмерный вариант пространства и одно измерение времени — то, что мы наблюдаем сегодня. В начале же время теоретически могло течь в любом направлении, да и пространство было неструктурированным.

 

«Теоретизируя в этом направлении, по мере остывания Вселенной мы ожидаем, что [в кристаллической структуре пространства-времени] должны образовываться трещины, подобно тому как они формируются во льду при замерзании воды», — подытоживает учёный.

 

И теория эта, как это ни странно звучит, экспериментально проверяема. Свет и другие частицы должны огибать или отражать подобные дефекты, и астрономы могут обнаружить такие эффекты, как трещины в структуре пространства-времени. Это означает, что уже в ближайшее время вопрос о «гладкости» или «дискретности» пространства-времени может быть решён окончательно.

 

Подготовлено по материалам Мельбурнского университета.

 

http://www.modcos.com

[VSomati]

В центре Галактики, предположительно, обнаружены следы столкновений частиц тёмной материи

 

Тёмной материи во Вселенной значительно больше, чем обычной. Но где конкретно она сосредоточена? Похоже, наблюдения международной группы астрономов из коллаборации «Планк» дают ключ к ответу на этот вопрос.

 

Тёмной материи во Вселенной значительно больше, чем материи обычной. Но где конкретно она сосредоточена? Похоже, наблюдения международной группы астрономов из коллаборации «Планк>», проведённые при помощи одноимённого телескопа космического базирования, дают нам ключ к ответу на этот вопрос.

 

Космическая обсерватория «Планк» была запущена в 2009 году для изучения вариаций микроволнового фона — реликтового излучения, считающегося следом Большого взрыва. Накопленные им данные позволили профессору Института Нильса Бора при Копенгагенском университете (Дания) Субиру Саркару и его коллегам проверить теоретически расчёты, сделанные ими ранее. Так, некоторое время назад учёные предсказали, что частицы тёмной материи могут быть очень тяжёлыми, в 1 000 раз тяжелее протона.

 

Следы необычного синхротронного излучения из ядра нашей Галактики, зарегистрированные «Планком» (здесь и ниже иллюстрации Planck Collaboration).

 

Слово профессору Института Нильса Бора Павлу Насельскому, одному из соавторов работы: «Мы наблюдали весьма редкую эмиссию радиоизлучения из самого центра нашей Галактики. Используя различные методы отделения сигнала в весьма широком диапазоне длин волн, мы смогли определить его спектр. Оно порождено синхротронным излучением, то есть электронами и позитронами высоких энергий, циркулирующими по магнитным линиям в центре Галактики [с релятивистскими скоростями]. И есть весомые признаки того, что это могло быть порождено тёмной материей».

 

Что это за признаки? Дело в том, что, кроме гипотезы г-на Саркара, в настоящий момент нет вообще никаких приемлемых объяснений столь мощному синхротронному излучению. Ну а из теории вытекало, что в галактическом ядре, где концентрация таких тяжёлых частиц чрезвычайно велика, они периодически должны сталкиваться между собой. А поскольку их много, столкновения приводят к определённого рода результатам, а именно образованию электронов и позитронов, которые начинают вращаться вдоль линий магнитного поля в галактическом ядре и, делая это, порождают столь необычное синхротронное излучение. Очевидно, если эти процессы идут длительное время, то у земных астрономов есть шанс заметить их.

 

Анализ исходящего их этих районов микроволнового излучения в разных диапазонах даёт сходные результаты.

 

Причём это излучение, по мнению г-на Насельского, не может объясняться никакими известными природными феноменами — ни галактического, ни звёздного (взрыв сверхновых) масштаба: «Мы полагаем, что это может быть доказательством существования тёмной материи. В противном случае мы открыли некий абсолютно новый (и неизвестный физикам) механизм ускорения частиц в центре Галактики».

 

Соответствующее исследование направлено на публикацию в журнал Astronomy and Astrophysics, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

 

Подготовлено по материалам Копенгагенского университета.

 

http://www.modcos.com

[VSomati]

Зеркальные нейтроны могут оказаться тёмной материей

 

 

Могут ли зеркальные Вселенные, или параллельные миры, быть ответственными за существование тёмной материи? Хотя это звучит, скорее, как научная фантастика, новая работа группы теоретических физиков из Университета Аквила (University of l’Aquila) выдвигает гипотезу о существовании зеркальных частиц, как возможных кандидатов на роль тёмной материи.

 

Аномалии, которые наблюдаются в поведении обычных элементарных частиц, напоминающие их периодическое исчезновение и появление, могут указывать на существование «гипотетического параллельного мира, состоящего из зеркальных частиц», говорится в пресс-релизе на сайте Springer. ”Возможно, каждый нейтрон способен перетекать в своего невидимого двойника и возвращаться обратно, колебаясь таким образом между двумя мирами».

 

Авторы работы Зураб Бережиани (Zurab Berezhiani) и Фабрицио Нести (Fabrizio Nesti) установили, что снижение частоты сверхмедленных свободных нейтронов, по-видимому, зависит от направления и силы приложенного магнитного поля.

 

Такой тип поля может быть создан зеркальными частицами, плавающими по галактике в форме тёмной материи, согласно учёным. Гипотетически Земля могла бы захватывать зеркальную материю посредством очень слабых взаимодействий между обычными частицами и частицами из параллельных миров.

 

Исследователи считают, что их работа поможет понять распределение тёмной материи во Вселенной, в Солнечной системе и даже на Земле (!), что будет представлять ценность для физики Солнца и геофизики.

 

Исследование опубликовано в журнале European Physical Journal.

[VSomati]

Подтверждена однородность крупномасштабной структуры Вселенной

 

Уже более ста лет известно, что звёзды группируются в звёздные скопления, а те — в галактики; чуть позже были открыты также скопления и сверхскопления галактик. А потому возник соблазн распространить предложение о существовании таких структур на всю видимую Вселенную. Открытие Великой стены Слоуна подбросило аргументов сторонникам такой точки зрения: объект в 1,37 млрд световых лет занимал одну шестидесятую диаметра наблюдаемой Вселенной; выходит, заявляют они, Вселенная в целом заполнена материей неоднородно!

 

Существующая космологическая модель базируется на эйнштейновских уравнениях, подразумевающих, что на самых больших масштабах распределение материи во Вселенной всё же однородно. Если же принять противоположную точку зрения, то всей космологической модели потребуется серьёзнейшая ревизия. Так неужели структура Вселенной близка к фракталам, а наше представление о тёмной энергии зиждется на глубоко ошибочных догадках?

 

Данные из свежего исследования ряда галактик, отчёт о котором опубликован в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, возможно, положат конец этой периодически возобновляющейся дискуссии.

 

Сравнение масштабности исследования WiggleZ (его результаты выделены жёлтым) с другими, более ранними попытками анализа структуры Вселенной (иллюстрация Aaron Robotham, Simon Driver, ICRAR).

 

Авторы исследования — Мораг Скримджер и её коллеги из Международного центра радиоастрономических исследований и Университета Западной Австралии в Перте — работали с 3,9-метровым Англо-австралийским телескопом, расположенным в Обсерватории Сайдинг-Спринг. Учёные выяснили, что при рассмотрении Вселенной на масштабах более 350 млн световых лет материя в ней распределена очень равномерно, с весьма слабыми признаками фрактального распределения. Результаты весьма значимы, поскольку при общем диаметре наблюдаемой Вселенной в 93 млрд световых лет обнаружение однородного распределения уже на масштабах менее 1 к 300 практически исключает возможность выявления какой-либо неоднородности в наблюдаемой Вселенной в целом.

 

«Мы использовали результаты исследования WiggleZ, которое включает в себя более 200 000 галактик, находящихся в пространстве объёмом около трёх миллиардов кубических световых лет, — отмечает г-жа Скримджер. — Таким образом, это крупнейшая работа, когда-либо проводившаяся для такого измерения Вселенной в крупном масштабе».

 

Несмотря на консервативные выводы, исследование очень нужно астрономии: его итоги означают, что использовавшиеся в последние десятилетия инструменты изучения космоса адекватны поставленным задачам. Обнаружение фрактальных структур во вселенских масштабах заставило бы пересмотреть космологические теории, с неизбежным построением целого ряда новых гипотез, проверка которых заняла бы значительное время.

 

Так, согласно новой работе, выглядит крупномасштабное распределение материи во Вселенной. (Иллюстрация Greg Poole, Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University.)

 

«Всё наше видение Вселенной, даже то, как мы интерпретируем свет, доходящий до нас от звёзд и галактик, было бы подвержено [пересмотру], если бы Вселенная не была однородной в крупном масштабе. Благодаря анализу того, как распределены в пространстве изученные при помощи WiggleZ галактики в масштабах до 930 млн световых лет, мы обнаружили, что их распределение очень близко к гомогенному — а значит, никаких крупномасштабных скоплений там нет. Так что мы с высокой степенью уверенности можем сказать, что наша картина Вселенной в больших масштабах корректна», — заключает г-жа Скримджер.

 

Вот, кстати, краткое изложение ею своих взглядов на проблему (если вас смущает некоторый акцент, активируйте титры):

 

 

Но, как и в любой развивающейся науке, даже самое убедительное астрономическое исследование можно парировать множеством контраргументов. Поэтому нетрудно предсказать «выпады» сторонников гипотезы о фрактальном распределении материи. Существуют теории, согласно которым Вселенная в целом примерно в 1023 больше наблюдаемой Вселенной, и тогда «крупный масштаб» вообще недоступен наблюдениям с Земли, по крайне мере в обозримом будущем. С другой стороны, есть и обратные теории, включая ту, что истинная Вселенная меньше наблюдаемой, а свет галактик на окраине этой видимой части мироздания представляет собой повторы изображений более близких галактик, принесённые к нам светом, «обогнувшим» всю Вселенную (возможно, даже не один раз)…

 

Подготовлено по материалам Международного центра радиоастрономических исследований.

 

http://science.compulenta.ru

[VSomati]

Открыта радиогалактика со следами множественных релятивистских струй

 

Необычная спиралевидная радиогалактика, обнаруженная международной группой астрономов из Тайваня и Индии, может дать нам путеводную нить к истории более ранней Вселенной. Любопытно, что одна из её релятивистских струй выглядит совсем свежей.

 

Необычная спиралевидная радиогалактика, обнаруженная международной группой астрономов из Тайваня и Индии, может дать нам путеводную нить к истории более ранней Вселенной. Любопытно, что одна из её релятивистских струй выглядит совсем свежей.

 

Открытие, сделанное с помощью радиотелескопа GMRT, позднее было подтверждено данными радиотелескопа VLA и оптического телескопа SDSS. (Фото Hota et al., SDSS, NCRA-TIFR, NRAO / AUI / NSF.)

 

Её номер в каталоге NGC 3801, однако ей присвоено и индивидуальное имя SPECA — Спиралевидная нерегулярно излучающая радиогалактика (Spiral-host Episodic radio galaxy). Имя необычное, но и объект за ним скрывается весьма неординарный. «Возможно, это самая экзотическая галактика с [сверхмассивной] чёрной дырой из когда-либо наблюдавшихся. Она может дать нам новую информацию о том, как формировались галактики и галактические кластеры в молодой Вселенной», — отмечает Ананда Хота из Института астрономии и астрофизики Китайской академии наук (Тайвань), первооткрыватель SPECA.

 

Скорее всего, находка представляет собой результат слияния двух более молодых галактик, что видно из незавершённости её спиралевидной формы. NGC 3801, расположенная на удалении 1,7 млрд световых лет от нас, — это радиогалактика со сверхмассивной чёрной дырой в центре. Астрономы знают о том, что радиогалактики периодически выбрасывают релятивистские струи, которые и являются источником их радиоизлучения, настолько интенсивного, что оно, как правило, превосходит их свечение в видимом диапазоне. Но обычно радиогалактики являются эллиптическими, то есть с точки зрения формы они находятся на более поздней стадии развития. Однако SPECA — галактика спиральная, а такие обычно возникают после слияния двух галактик. Релятивистские струи наблюдаются у них не очень часто; NGC 3801 — одна из всего двух спиральных галактик, где фиксировались такие многократные активные явления.

 

Считается, что струи могут возникнуть не более чем дважды за историю формирования звёздного скопления. Но на снимках новооткрытой галактики есть следы трёх явлений такого рода, случившихся в разное время. Возможно, это означает, что мы присутствуем при непосредственном рождении релятивистской струи или сразу после окончания такого процесса.

 

Релятивистские струи до сих пор остаются не слишком изученным явлением. Обнаружение галактики с множественными струями может принести новую информацию о них. (Фото NASA / The Hubble Heritage Team.)

 

Природа релятивистских струй пока не прояснена. Именно поэтому любые следы столь бурной активности привлекают к себе взоры астрономов. В этом случае галактика была открыта после анализа данных индийского радиотелескопа GMRT. При этом был сделан вывод, что одна из струй имеет возраст всего в несколько миллионов лет.

 

Повторим: астрофизика не выработала общего мнения о механизме формирования релятивистской струи плазмы, но все основные теории сходятся на том, что явление связано либо с рождением/слиянием сверхмассивных чёрных дыр, либо с их интенсивным вращением после такого слияния. Например, так:

 

 

И того и другого нет сейчас ни в нашей, ни в большинстве других галактик. Но наблюдение подобных процессов может много рассказать нам не только собственно о чёрных дырах, но и, согласно недавним исследованием в теоретической астрофизике, о кротовых норах.

 

Причём, как кажется, многочисленные струи унесли из этой галактики существенное количество плазмы и протозвёздного материала: звёзды в SPECA выглядят относительно молодыми, да и число их не соответствует наблюдаемым размерам галактики. Вместе с тем формирование новых звёзд происходит на уровне, значительно превосходящем нормальный, что, строго говоря, несвойственно обычным радиогалактикам и в особенности странно в условиях наблюдаемого дефицита протозвёздного материала.

 

Похоже, нюансы истории SPECA не просто затянули звёздную эволюцию в этом уголке Вселенной, но и повели её по другому пути...

 

Подготовлено по материалам Universe Today и Института астрономии и астрофизики Китайской АН.

 

http://www.modcos.com

[VSomati]

Кстати то, о чем я пытался добиться от Бозона, в этой статье как раз обретает второе рождение - замкнутость Вселенной. А где есть замкнутость, там отдельные флуктуации в сильных гравитационных полях могут спровоцировать образование стабильных кротовых нор..

 

Кротовые норы могут быть пригодны к обнаружению существующими средствами астрономических наблюдений

 

Новые исследования группы европейских физиков постулируют возможность существования множества устойчивых кротовых нор больших размеров, соединяющих участки пространства внутри нашей Вселенной. Более того, эти объекты можно обнаружить современными астрономическими средствами.

 

Новые исследования группы германских и греческих физиков постулируют возможность существования множества устойчивых проходимых кротовых нор больших размеров, соединяющих участки пространства внутри нашей Вселенной. Более того, эти теоретически предсказанные объекты можно обнаружить, хотя это чуть сложнее, чем уже проведённые работы по поискам чёрных дыр.

 

По концепции моста Эйнштейна — Розена и последующих наработок в области проходимых кротовых нор, эти необычные объекты могут вести в места, находящиеся вне нашей Вселенной. Кроме того, согласно нынешним представлениям, в ряде случаев они схлопываются в настолько короткие промежутки времени, что их и обнаружить-то почти невозможно. Другие гипотезы утверждают, что сами входы в кротовые норы слишком малы, так как для их возникновения необходима «отрицательная энергия», которой даже теоретически не может быть столько, чтобы создать кротовину большего размера.

 

Стандартная кротовая нора схематически может быть представлена как соединительный туннель между двумя точками трёхмерного пространства. (Изображение Википедии.)

 

Группа физиков из Германии и Греции под общим руководством Буркхарда Клайхауса из Ольденбургского университета имени Карла фон Осецкого (ФРГ) показала, что в действительности кротовые норы могут соединять различные регионы нашей Вселенной, а не только вести в параллельные универсумы. А возникновение кротовых нор, по всей видимости, было вызвано квантовыми флуктуациями, свойственными ранней Вселенной почти сразу после Большого взрыва и породившими так называемую квантовую пену. Ни отрицательной энергии, ни экзотической материи для этого не требовалось, а количество такого рода кротовых нор исследователи оценивают как весьма большое. Однако при этом могли образоваться лишь исчезающе малые кротовые норы, размеры которых вынужденно задавались пространственным масштабом квантовых процессов. Но надежду на их практическое применение терять всё же не стоит.

 

Дело в том, что даже в случае, если кротовые норы были при «рождении» весьма малы, инфляция, последовавшая после Большого взрыва, должна была не только раздуть наблюдаемую Вселенную, но и одновременно резко увеличить норы до размеров, позволяющих проникнуть в них даже весьма крупным телам. Именно такой вариант развития событий г-н Клайхаус и его коллеги проанализировали в работе, выложенной на сайт arXiv. Правда, есть и плохие новости: хотя крупные тела могут войти в кротовую нору, гравитационное влияние на них при входе должно быть весьма малым, иначе их просто разорвёт на части. Поэтому искривление пространства-времени на входе должно быть настолько «плавным», что выход из кротовой норы, доступной крупному телу, будет находиться весьма далеко от входа — не менее чем в десятках, а то и в сотнях световых лет. В противном случае на другую сторону кротовой норы вылетят бездыханные останки гипотетического путешественника.

 

По оценкам ряда учёных, результаты работы группы Клайхауса значимы, но говорится это с некоторой осторожностью. Отмечается, что, хотя в рамках новой гипотезы экзотическая материя и энергия не нужны для образования кротовых нор, сама гипотеза во многом основана на спекулятивном подходе — и лишь дальнейшие астрономические наблюдения и поиск такого рода объектов могут подтвердить или опровергнуть догадку.

 

В целом, однако, такие кротовые норы будет чрезвычайно сложно заметить при помощи имеющегося у астрономов инструментария, в первую очередь потому, что если их закрывает от взгляда земного наблюдателя пылевая туманность, звёзды или что-то ещё, то они выглядят очень похоже на чёрные дыры. Возможно, Стрелец A*, сверхмассивная чёрная дыра в центре нашей Галактики (отстоящая от Земли на 26 тыс. световых лет), является как раз такой кротовой норой. По словам Буркхарда Клайхауса, единственный способ проверить это — внимательно наблюдать за материей, которая проваливается в этот объект.

 

Стрелец A* может оказаться не чёрной дырой, а кротовой норой. (Фото НАСА.)

 

Уже проводившиеся наблюдения показывают, что газ, притягиваемый и поглощаемый чёрной дырой, формирует вокруг неё диск, столь разогретый, что он порождает рентгеновское излучение. То же самое следует ожидать и рядом с кротовыми норами: например, около Стрельца A* диаметр такого диска составляет примерно полтора парсека. Разница в том, что газ, пропадающий за горизонтом событий чёрной дыры, тут же перестанет испускать рентгеновские лучи, которые сможет зарегистрировать сторонний наблюдатель. А у проходимой кротовой норы горизонта событий не существует: объект не исчезает в ней навсегда без возможности выбраться — а значит, он всегда остаётся по ту же сторону горизонта событий, что и мы.

 

Возможны и другие признаки кротовых нор. Теоретически можно предположить ситуацию, когда астрономы напрямую отметят неадекватность картины за кротовой норой, если телескоп случайно окажется повернут в её сектор звёздного неба. В этом случае она будет показывать картинку за десятки или сотни световых лет, которую астрономы смогут легко отличить от той, что в действительности должна быть в этом месте. Гравитация звезды (если она будет находиться по ту сторону кротовой норы) также может исказить свет удалённых звёзд, проходящий неподалёку от кротовой норы.

 

Разумеется, учёные сумеют заметить и правильно интерпретировать такого рода искажения только в том случае, если будут теоретически готовы к этому. Иными словами, если примут концепцию, предлагаемую г-ном Клайхаусом.

 

Подготовлено по материалам NewScientist и arXiv.

 

http://www.modcos.com

[Sibrand]

Найдена самая далекая от Земли галактика

 

Объединив усилия двух орбитальных телескопов - Habbl и Spitzer, - международная группа ученых CLASH обнаружила самую удаленную от Земли галактику. От нашей планеты она находится на рекордном расстоянии - 13,3 млрд световых лет, сообщает официальный сайт NASA.

 

Обнаруженная галактика получила название MACS0647-JD. Ученые считают ее одной из самых крошечных: ее диаметр составляет менее 600 световых лет. По этому показателю она уступает даже Большому Магеллановому Облаку (14 тыс. световых лет - карликовой галактике, расположенной на расстоянии около 168 тысяч световых лет от Млечного Пути. Сейчас MACS0647-JD выглядит такой, какой она была спустя 420 млн лет после Большого взрыва.

 

"Этот объект может быть одним из многих "кирпичиков" некой будущей галактики. В следующие 13 миллиардов лет он мог объединиться с десятками, сотнями или даже тысячами других галактик или их фрагментов", - приводит РИА "Новости" слова Дэна Коу, ученого из Научного института космического телескопа Habbl.

 

На данный момент MACS0647-JD является последним открытием, сделанным с помощью программы, которая предполагает использование природных линз. В их роли предстали гигантские скопления галактик MACS J0647+7015, пишет "Российская газета".

 

В сентябре астрономы проекта CLASH обнаружили еще одну галактику. Она расположена примерно в 13,2 млрд световых лет от Земли. Ее возраст составляет 490 млн лет, то есть она всего на 70 лет старше MACS0647-JD.

 

Также в сентябре ученым удалось сделать еще одно важное открытие. Благодаря самой мощной цифровой камере в мире специалисты зафиксировали луч света, исходящий из галактики, которая находится на расстоянии 8 млрд световых лет от Земли. Первые трехмерные изображения из прошлого ученые получили 12 сентября. Специалисты утверждают, что подобные фотографии помогут понять причины расширения Вселенной и предвидеть развитие Галактики в будущем.

 

По материалам: Утро.ру

[Sibrand]

Большого Взрыва никогда не было

 

«Человек не может решить проблему, думая тем же способом, которым её породил». Так утверждал Альберт Эйнштейн. Космологи, придерживающиеся теории Большого Взрыва, ярко демонстрируют действие этого принципа. Они догматично настаивают, что их «научная» теория достоверна, но предполагается, что наука должна оперировать не непогрешимыми доктринами, а проверяемыми гипотезами. Однако другие учёные по-прежнему стараются подтверждать теорию экспериментальными результатами. Эрик Лернер, титулованный научный писатель и автор книги «Большого Взрыва никогда не было», принадлежит как раз ко второй группе. Согласно Лернеру, космология Большого Взрыва это одно большое заблуждение.

 

Большой Взрыв – это не взрыв в традиционном смысле этого слова. Это специфическое и резкое расширение пространства-времени. Когда происходит расширение пространства-времени, галактики расходятся в разные стороны одновременно. В ходе расширения материя распределяется почти равномерно, так что вселенная выглядит одинаково в любой своей точке – то есть, является гомогенной.

 

К 1986 году мы уже знали, что это не так. Группы галактик формируют галактические кластеры, которые соединяются вместе в ещё большие комплексы. Помимо длинных змееподобных комплексов галактических кластеров, которым потребовалось бы при стандартных условиях около ста миллиардов лет на формирование, вселенная в целом является достаточно пустой. Она не является гомогенной, и не имеет возраст около двадцати миллиардов лет, как того требовала стандартная модель.

 

Слева: планеты с уменьшающейся скоростью; справа: звёзды с одинаковой скоростью

 

Гравитационные силы предположительно создали и солнечные системы и галактики. Однако солнечные системы имеют планеты, орбитальные скорости которых уменьшаются по мере увеличения расстояния от звезды, в то время как галактические системы состоят из звёзд, которые закручиваются в спиральные рукава со скоростями, которые остаются неизменными независимо от расстояния до центра. Космологи Большого Взрыва до сих пор затрудняются объяснить это различие. В обоих случаях имеется множество проблем с угловыми моментами. Чтобы вам не говорили традиционные учебники, шары из водорода в космосе не превращаются в звёзды сами по себе. Для процесса формирования звезды необходимо сжатие газа вследствие ударной волны, вызванной взрывом другой звезды. А откуда взяться этой самой звезде?

 

Спутник COBE измерил Фоновое космическое излучение, которое предположительно является отголоском раннего большого взрыва, в те времена, когда вселенная ещё была компактной. Согласное теории, это излучение не должно было оказаться абсолютно равномерным, в нём должны были присутствовать небольшие вариации, которые свидетельствовали бы о наличии зерна в галактической материи. Данные спутника COBE показали наличие чрезвычайно малых вариаций – в сто раз меньше того, что предсказывала теория. Гипотетические параметры и оценки были сильно изменены, чтобы начать соответствовать полученным данным, а это означает, что космологи до сих пор не имеют надёжного основания для построения модели вселенной.

 

Недавние данные, полученные из наблюдений за суперновыми, показали, что темп расширения вселенной выше, чем предполагалось, и апологеты Большого Взрыва поспешили добавить в уравнение больше энергии, чтобы объяснить это ускорение. Однако вся видимая энергия во вселенной поддаётся расчету, поэтому они ввели энергию, которую невозможно увидеть, и назвали её «тёмной энергией». На сегодняшний день они считают, что вселенная состоит на 70 процентов из «тёмной энергии», на 27 процентов из «тёмной материи», и только около 2-3 процентов составляют видимые звёзды и газы туманностей. Однако возрастающее ускорение расширения означает, что вселенная на 10-12 миллиардов лет моложе, чем предполагает стандартная теория, по которой возраст вселенной – около 20 миллиардов лет. То есть, настоящий возраст вселенной около 8-10 миллиардов лет. (Автор несколько вольно обращается с цифрами, поскольку в общепринятой модели, учитывающей ускоренное расширение вселенной, её возраст составляет около 13.75 миллиарда лет; прим. mixednews.ru)

 

Другими словами, стандартная теория Большого Взрыва имеет под собой достаточно много условностей, которые пришлось ввести, чтобы теория соответствовала наблюдаемым явлениям. Но на сегодняшний день существуют и разрабатываются и другие теории, которые стараются учесть все имеющиеся в наличии факты. Например, Эриком Лернером разрабатывается другая теория – теория электромагнитной вселенной, основанная на идее доктора Альвина, физика плазмы. Плазма может быть искусственно получена в лаборатории и даёт гораздо больше механизмов, с помощью которых можно объяснить происхождение солнечных систем и галактик. На сегодняшний день эта теория ещё не получила признания научного сообщества и является альтернативной.

 

Перевод mixednews.ru

 

Источник: alphaomegah.blogspot.ca

[Sibrand]

История Вселенной за 10 минут (Видео)

 

Если сжать всю историю Земли (4,5 миллиарда лет) в один год, то получится, что жизнь на Земле появилась в середине марта, первые наземные животные – лишь в конце ноября, эра динозавров с 8 по 25 декабря, появление человека разумного – 31 декабря в 23:40, промышленная революция прогремела всего за 1 секунду до Нового года.

 

[Sibrand]

Черный гигант ставит под сомнение всю теорию эволюции галактик

 

Самая большая известная на сегодняшний день черная дыра в центре галактики NGC 1277, лишь недавно открытая американскими учеными из Техасского университета в Остине, возможно, полностью изменит прежние представления об эволюции галактик.

 

Галактика NGC 1277

 

Если верить нынешним теориям, новая черная дыра, содержащая в себе в 17 млрд раз больше материи, чем Солнце, и занимающая порядка 14% всей линзовидной галактики, как пишут американские и немецкие ученые в научном журнале Nature, просто не может существовать в такой маленькой галактике. Ведь "жерло" сверхмассивного черного гиганта в 11 раз превышает орбиту Нептуна, в то время как масса самой галактики, в которой она находится, в 10 раз меньше массы нашего Млечного Пути.

 

Профессор астрофизики Карл Гебхардт из Университета Остина считает, что в данном случае "речь идет о действительно особенном явлении, возможно, первом в своем роде", поскольку ранее считалось, что масса черной дыры должна составлять примерно одну десятую от массы галактики, пишет Die Zeit.

 

Инопресса

[Sibrand]

Предложена новая теория образования спутников планет

 

Принято считать, что луны вокруг планет формируются одним из трёх способов. Это либо гигантское столкновение, которое, как полагают в западном астрономическом сообществе, породило Луну, гравитационный захват близкого (и сформировавшегося независимо ранее) астероида или карликовой планеты, а также формирование одновременно с планетой из того же участка протопланетного облака.

 

Уран и Нептун имели кольца, которым мог бы позавидовать даже нынешний Сатурн, то есть в 400 и 2 раза массивнее. (Здесь и ниже иллюстрации Frederic Durillon / animea.)

 

Встречайте четвёртую теорию. Орелье́н Крида (Aurélien Crida) из Университета Ниццы — Софии Антиполис и Себастьян Шарно (Sébastien Charnoz) из Университета Париж VII имени Дени Дидро провели компьютерное моделирование развития колец вокруг планет Солнечной системы на протяжении их ранней истории и получили несколько неожиданных данных.

 

Во-первых, масса таких колец в начале истории нашей системы оказалась очень большой, несравнимой с нынешней. Например, Земля имела кольцо массой до 2,5% от её веса. Для сравнения можно напомнить, что масса Луны составляет лишь 0,0123 нынешней земной, то есть кольцо Земли на определённом этапе было вдове массивнее немаленького спутника. Однако на фоне других планет оно меркло. Особенно интересен Уран: его кольца некогда «весили» в 400 раз больше современных сатурновских, лидера Солнечной системы. Вдвое массивнее кольца, чем у последнего, были у Нептуна. Ну а сам Сатурн некогда «красовался» кольцами в 5 000 раз тяжелее нынешних. Даже Плутон имел кольцо массой до 20% от собственной, чего вполне достаточно для формирования из них Харона.

 

Почему французы вообще задумались о таком, казалось бы, нетривиальном происхождении спутников? Дело в том, что большинство спутников в нашей системе тем больше, чем дальше они от своей планеты. Для гипотезы одновременного формирования из протопланетного облака это большой минус: такая неравномерность размеров из неё не вытекает. Гипотеза гигантских столкновений не может отвечать за появление спутников у газовых гигантов — то есть за абсолютное большинство спутников вообще. Захват «пролетающих мимо» астероидов и прочих небесных тел также не должен приводить к упомянутой закономерности роста масс по мере удаления от планеты. Скажем, Фобос и Деймос, которые считаются полученными Марсом именно по этому механизму, выстроены наоборот: более массивный Фобос ближе к Красной планете.

 

Французские астрономы предлагают простое решение для этой «странности крупных планет». Спутники постепенно формировались из околопланетного кольца в районе неподалёку от предела Роша. Происходило это именно там, потому что как раз у предела Роша взаимное притяжение обломков, составляющих кольцо, становилось более значимым, чем гравитация самой планеты. После накопления определённой массы за счёт снижения орбитальной скорости в столкновениях с притягиваемыми обломками кольца новообразовавшийся спутник мигрировал дальше от «зоны кормления» (предела Роша), и только после этого там мог начать формироваться следующий спутник. Если бы его формирование началось раньше, то при наличии массивного «предшественника» он был бы просто захвачен его гравитацией. После достижения конкретной массы вторым спутником тот тоже начинал удаляться от предела Роша, предоставляя возможность рождения следующему «претенденту». Идея в том, что каждый такой спутник оставлял следующему все меньше материи в околопланетных кольцах, одновременно значительно прореживая их. Поэтому те спутники, что сегодня находятся дальше от первичных колец гигантов, более массивны, нежели непосредственные соседи планет из числа спутников позднего формирования.

 

Хорошо видно, что у всех гигантов, кроме Юпитера, спутники тем больше, чем дальше они от планеты. Исключением можно считать разве что Япет (отсутствует на иллюстрации).

 

Строго говоря, из околопланетного кольца получилась и Луна, отмечают французы; после того как Тейя столкнулась с Землёй, будущий лунный материал был выброшен на орбиту и лишь затем, хотя и за короткое время, образовал Луну. Подобные процессы, по всей видимости, никогда не происходили с Венерой и Меркурием, которые, согласно модели, не могли сформировать значимых колец.

 

Впрочем, новая концепция не может претендовать на роль волшебной палочки, объясняющей все пробелы со спутниками нашей системы. Слабость модели в том, что она мало применима к Юпитеру: его спутники не соблюдают закономерность «чем дальше, тем больше». То же относится и к Япету и Титану — спутникам Сатурна, которые, как полагают исследователи, могли сформироваться напрямую из протопланетного облака, а не из «протоспутниковых» колец Сатурна.

 

По мнению астрономов, чем массивнее планета-гигант (а именно таковы Юпитер и в меньшей степени Сатурн), тем быстрее она сформировалась, а следовательно, тем больше была вероятность для неё получить (захватить первой) спутники, которые, как и сами планеты, образовались именно из протопланетного диска.

 

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Science, а с рядом дополнительных материалов по нему можно ознакомиться здесь.

 

Подготовлено по материалам Space.Com.

Александр Березин

Компьюлента

[Sibrand]

НАСА примет участие в изучении «тёмной вселенной»

 

 

Американское космическое ведомство поможет европейским коллегам в создании орбитального телескопа «Эвклид», запуск которого назначен на 2020 год.

 

НАСА присоединилось к проекту Европейского космического агентства (ЕКА) «Эвклид» (Euclid), подразумевающему создание космического телескопа для исследования тайн тёмной материи и тёмной энергии.

 

Запуск запланирован на 2020 год. За шесть лет работы аппарат определит местоположение и измерит формы примерно двух миллиардов галактик, охватив более трети неба. Но главная его задача — прояснение эволюции Вселенной, а если «тёмные» всё-таки существуют и как-то повлияли на последнюю, то он, возможно, и их не обойдёт вниманием.

 

 

«Эвклид» в представлении художника (изображение ESA / C. Carreau)

 

Телескоп будет отправлен на орбиту вокруг точки Лагранжа L2. Напомним: точками Лагранжа называются места, в которых гравитационное притяжение больших масс (в данном случае — Солнца и Земли) в точности равно силе, необходимой для того, чтобы небольшие объекты (вроде космического аппарата) оставались в одном и том же положении (в данном случае — с несолнечной стороны Земли).

 

Согласно недавно подписанному соглашению, НАСА предоставит 16 новейших инфракрасных детекторов и четыре запасных, которые станут частью одного из двух научных инструментов «Эвклида». Кроме того, ведомство ввело в консорциум «Эвклид» три научные группы в составе сорока человек в дополнение к уже работающим 14 американским специалистам. В общей сложности в эту команду входит около тысячи учёных, которые следят за созданием инструментов, а в дальнейшем будут управлять полётом КА и анализировать данные.

 

По современным представлениям (с которыми согласны далеко не все, но несогласным Нобелевские премии не дают), привычная нам материя (из которой, к примеру, сделано человеческое тело) занимает небольшую часть Вселенной. Около 85% приходится на так называемую тёмную материю, состоящую из частиц неизвестного типа. Впервые тёмная материя была постулирована в 1932 году, но до сих пор её не удалось наблюдать непосредственно. Тёмной она зовётся, потому что не взаимодействует со светом, но посредством гравитации взаимодействует с обычным веществом, связывая вместе галактики, словно невидимый клей.

 

Тёмная энергия, напротив, расталкивает Вселенную со всё возрастающей скоростью. С точки зрения общего количества массы-энергии тёмная энергия доминирует, хотя о ней известно ещё меньше, чем о тёмной материи.

 

Для исследования «тёмной вселенной» необходимы точные измерения галактик, расположенных в миллиардах световых годах отсюда. Этим и займётся «Эвклид».

 

Источник: Лаборатория реактивного движения НАСА

[Sibrand]

Астрофизики недооценили скорость роста сверхмассивных черных дыр

 

Австралийские астрофизики обнаружили, что сверхмассивные черные дыры в центрах галактик растут быстрее, чем считалось до сих пор. Работа опубликована в журнале The Astrophysical Journal , а ее краткое содержание приводит пресс-служба Университета Свинбурна.

 

Взаимодействие звезды с черной дырой. Кадр из видео авторов: Alister / Graham / SUT.

 

Наблюдения проводились при помощи трех известных телескопов: расположенного в Чили европейского Очень большого телескопа, телескопа Кекка на Гавайах, и космического телескопа Хаббла. При помощи этих приборов удалось на выборке галактик провести сопоставление массы расположенных в их центре черных дыр и массы самих галактик.

 

Ученые выяснили, что соотношение масс не является постоянным, как считалось ранее. Оказалось, что чем больше галактика, тем более крупная сверхмассивная черная дыра находится в ее центре, причем этот рост является нелинейным. По словам авторов, десятикратное увеличение массы звезд в галактике дает стократное увеличение массы черной дыры в ее центре.

 

Ранее считалось, что межзвездный газ в галактике примерно в одинаковом соотношении расходуется на «питание» черной дыры и формирование новых звезд. Новые наблюдения говорят о том, что это соотношение сильно зависит от изначальной массы галактики.

 

Недавно другой группе астрофизиков удалось впервые измерить основание джета — струи разогретого газа из черной дыры. Эти струи, которые могут достигать рекордной яркости, испускаются как побочный результат поглощения дырой внешнего вещества.

 

Лента.Ру

[Sibrand]

Бесконечно повторяющиеся истории Вселенной относятся скорее к философии, чем физике

 

Теории, предполагающие бесконечное количество повторяющихся историй Вселенной, нельзя подтвердить или опровергнуть в рамках чистой науки, а значит, они не вполне к ней относятся.

 

Франсиско Хосе Солер Гиль из Севильского университета и Мануэль Альфонсека из Мадридского автономного университета (оба — Испания) рассмотрели два самых массовых варианта концепции бесконечной Вселенной, в которой история повторяется бесконечное количество раз в различных далеко разнесённых точках пространства.

 

Одна из концепций опирается на классическую космологию, другая — на квантовую механику. Объединяют их общие выводы: если вы возьмёте себя и поменяете в себе что-нибудь (снимете красную рубашку и наденете такую же, но синюю), то тут же станете другим собой. Наденьте фиолетовую — и вот уже третий вы. Где-то в пространстве есть кто-то, во всём похожий на вас в любой из этих рубашек, но с одним мелким отличием. Даже если вы смените напиток в своих руках с кофе на чай, вы обеспечите тем самым существование ещё одному варианту себя где-то на огромном удалении. И дело, понятно, не только в вас — Вселенная также имеет значительное количество своих копий. Точнее, бесконечно большое количество копий — хотя отличия между большинством из них предельно несущественны, как, скажем, цвет рубашки одного из её жителей в один из моментов времени. Большинство из этих Вселенных вообще не отличаются друг от друга. Иными словами, если вы снимите красную рубашку и наденете красную или вовсе ничего делать не станете, то и эти варианты продублированы где-то бесконечное число раз. Вам не по себе от такой концепции? Вы не одиноки.

 

Корни у таких концепций довольно древние и уходят в первые стройные теоретические воззрения человечества. Однако в современной космологии их вновь стали рассматривать как относительно достоверные варианты устройства мира. Испанские исследователи задались вопросом о том, могут ли такие взгляды действительно быть выведены из известных физических законов, в частности из классической релятивистской физики.

 

При этом выяснилось, что, если принять концепцию бесконечных альтернативных историй Вселенной, получится, что такое положение вещей имеет ряд необъяснимых последствий. Как отмечают авторы, если вероятность возникновения ДНК-жизни отлична от нуля (что, возможно, так и есть, ибо жизнь на Земле, видимо, существует), то, соответственно, количество возможных наборов её генов ограничено. При бесконечном количестве альтернативных Вселенных из этого вытекает бесконечный набор идентичных генотипов в различных районах Вселенной.

 

Бесконечное количество историй при конечном количестве живых существ означает, что существует бесконечное количество повторов не просто Вселенных, различающихся только цветом рубашки на вас, но и Вселенных, вообще ничем друг от друга не отличающихся, включая пресловутую рубашку.

 

Вавилонская библиотека Борхеса содержала всего 25 в 1 312 000 степени книг (точный повтор текста книг в ней исключался). Если бы это правило не соблюдалось, вероятность наличия в библиотеке книг с осмысленным текстом равнялась бы нулю. (Илл. A.Vasquez.)

 

Тем не менее у этого сценария есть контраргументы, полагают авторы. Первый: мы не можем быть уверены, что вероятность возникновения ДНК-жизни отлична от нуля. Даже если мы, кроме Земли, выявим еще миллиарды планет с ДНК-жизнью, из этого логически не будет вытекать ненулевая вероятность возникновения такой жизни.

 

Почему? Как поясняют испанцы, если ДНК-жизнь в истории Вселенной единична (Земля), то вероятность её возникновения равна единице, разделённой на плюс бесконечность. Иными словами, равна нулю. Хуже того, даже если известная нам жизнь возникла множество квадриллионов раз (здесь можно подставить любое сколь угодное большое число), то и тогда вероятность её появления равна нулю — если, конечно, количество вариантов Вселенной действительно бесконечно.

 

«Если мы имеем бесконечное количество возможных историй, то факт, что у нас есть наша, известная нам история (или ограниченное количество [сходных]), ведущая к возникновению жизни, не делает эту историю вероятной: её вероятность будет равна единице, разделённой на бесконечность, то есть нулю, — подчёркивает г-н Альфонсека. — Чтобы иметь вероятность возникновения жизни больше нуля, нам нужно иметь бесконечно большое количество подходов». Налицо некоторое противоречие, делающее версию бесконечных историй в рамках классической космологии непростой в доказательстве. Как заключают авторы, нет, таким образом, ни малейшей возможности вывести такой сценарий из известных нам физических законов. Даже если он и верен, то убедиться в нём, исходя из наших нынешних знаний, невозможно, что выводит доказательство такой теории за рамки науки в современном виде.

 

Другой сходный подход — версия Жауме Гарриги (Jaume Garriga) и Александра Виленкина. Число историй в нём всё-таки ограничено. А основан он на идее, берущей начало из квантовой теории: дискретные регионы пространства имеют ограниченные количества энергии. В интерпретации квантовой механики, постулирующей декогерентные истории, бесконечная Вселенная (~ бесконечности альтернативных Вселенных) может быть разделена на бесконечное количество регионов, не могущих влиять друг на друга, поскольку они разделены горизонтом событий. В этой ситуации Гаррига и Виленкин полагают, что количество возможных историй каждого такого региона конечно, и, согласно квантовой механике, энергия в них делится на кванты. Итог: бесконечное количество таких обособленных регионов пространства-времени плюс конечное количество возможных историй в каждом из таких регионов означает, что каждая история всё равно в конечном счёте будет повторена бесконечное количество раз.

 

Солер Гиль и Мануэль Альфонсека раскритиковали почти все постулаты, лежащие в основе версии Гарриги и Виленкина. Во-первых, квантовая теория, применительно к космологии, пока скорее гипотеза без должного подтверждения, нежели наоборот (отметим, что сторонники такой теории считают ровно противоположное).

 

Согласно некоторым современным трактовкам квантовой механики, любое измерение на микроуровне ведёт к образованию альтернативной вселенной, а иногда и нескольких. (Иллюстрация Stephen Whitt.)

 

Во-вторых, расширение Вселенной и гравитационные эффекты чёрных дыр в ней могут увеличить количество возможных историй до бесконечности. В этом случае в числителе возможных историй будет бесконечность. А значит, повторение любой из историй в точности окажется маловероятным, чтобы не сказать — невозможным. Отметим, что данная версия испанских теоретиков выглядит впечатляюще обоснованной, и даже в рамках квантовомеханических воззрений ответить ей непросто.

 

Однако наибольшее количество критики получило само предположение о возможности бесконечного количества регионов во Вселенной. Как отмечают испанцы, в прошлом много раз складывались ситуации, когда бесконечность в физических теориях казалась неизбежной, и тем не менее всякий раз с очередным шагом в развитии физики находились возможности устранить такую бесконечность.

 

Сегодня в классической космологии бесконечность постулируется в сингулярности чёрных дыр и сингулярности Вселенной до Большого взрыва. В квантовой механике бесконечностью угрожает энергия вакуума и определённые части квантовой теории поля. Как надеются авторы, возможно, обе теории — это лишь приближение третьей, более общей теории, которая устранит нужду в бесконечных значениях, позволив, как говорил Поль Дирак, «избавиться от бесконечности».

 

Подводя итоги, Солер Гиль и Мануэль Альфонсека отмечают, что они не могут опровергнуть имеющимися средствами выводы о бесконечном повторении Вселенной. Однако не от нехватки чисто физической аргументации, а от того факта, что сама идея бесконечных повторений истории Вселенной покоится в сфере философии, мифологии и НФ, а не современной космологии, не дающей никаких строгих оснований для того, чтобы предположить бесконечность историй Вселенной и их бесконечную повторяемость.

 

Источник: Phys.Org

[Sibrand]

Дыра во времени

 

 

Теория тяготения предсказывает, что время течет тем медленней, чем ближе часы находятся к гравитационному радиусу Это означает, что, какие бы процессы ни протекали в сильном поле тяготения, далекий от черной дыры наблюдатель увидит их в замедленном темпе.

 

Так, для него колебания в атомах, излучающих свет в сильном поле тяготения, происходят замедленно, и фотоны от этих атомов приходят к нему ”покрасневшими”, с уменьшенной частотой Это явление носит название гравитационного красного смещения (оно послужило основой для одной из проверок правильности теории Эйнштейна). Для нас сейчас важен тот факт, что замедление времени и покраснение света тем больше, чем ближе область излучения располагается к границе черной дыры "(к сфере Шварцшильда). Там время замедляет свой бег, и на самой границе черной дыры оно как бы замирает для далекого наблюдателя Этот наблюдатель, следя, например, за камнем, падающим к черной дыре, видит, как у самой сферы Шварцшильда он постепенно ”тормозится” и приблизится к границе черной дыры лишь за бесконечно долгое время

 

Аналогичную картину увидит далекий наблюдатель при самом процессе образования черной дыры — когда под действием тяготения само вещество звезды падает, устремляется к ее центру. Для него поверхность звезды лишь за бесконечно долгое время приближается к сфере Шварцшильда, как бы застывая на гравитационном радиусе. Поэтому раньше черные дыры называли еще застывшими звездами.

 

Но это застывание вовсе не значит, что наблюдатель будет вечно созерцать застывшую поверхность звезды на гравитационном радиусе. Вспомним о замедлении времени, о покраснении света, выходящего из сильного гравитационного поля. С приближением поверхности звезды к гравитационному радиусу наблюдатель видит все более и более покрасневший свет звезды, несмотря на то, что на самой звезде продолжают рождаться обычные фотоны. Менее энергичные (”покрасневшие”) фотоны к тому же приходят к наблюдателю все реже и реже. Интенсивность света падает.

 

К факту покраснения света из-за замедления времени, обусловленного сильным полем тяготения, прибавляется еще покраснение света из-за Доплер-эффекта. Действительно, ведь поверхность сжимающейся звезды неуклонно удаляется от наблюдателя. А известно, что свет от удаляющегося источника воспринимается также покрасневшим

 

Итак, совместное действие Доплер-эффекта и замедления времени в сильном поле тяготения ведет к тому, что с приближением поверхности звезды к сфере Шварцшильда далекий наблюдатель видит свет все более покрасневшим и все меньшей интенсивности — звезда становится невидимой. Ее яркость стремится к нулю, и ни в какие телескопы ее нельзя уже обнаружить При этом потухание происходит для далекого наблюдателя практически мгновенно. Так, звезда с массой Солнца после того, как она, сожмется до размеров удвоенного гравитационного радиуса, потухнет для внешнего наблюдателя за стотысячную долю секунды.

 

 

Нельзя обнаружить поверхность застывшей у гравитационного радиуса звезды и радиолокационным методом Радиосигналы будут бесконечно долго двигаться к гравитационному радиусу и никогда не вернутся к пославшему их наблюдателю. Звезда для внешнего наблюдателя полностью ”исчезает”, и остается только ее гравитационное поле. Внешний наблюдатель никогда не увидит то, что произойдет со звездой после ее сжатия до размеров меньше гравитационного радиуса.

 

”Стоп! — скажет читатель. — О каких размерах меньше гравитационного радиуса можно говорить, когда сам процесс сжатия до гравитационного радиуса растягивается на бесконечный срок? Ведь мы только что говорили, что звезда застывает при размерах, равных гравитационному радиусу. Когда же она станет меньше гравитационного радиуса? После бесконечного .долгого времени?”

 

Вот тут-то и проявляется одна из самых удивительных и важных истин, открытых теорией относительности, — относительность временных промежутков, зависимость их от состояния движения наблюдателя. Вспомним, что уже в специальной теории относительности, где роль гравитационных полей не учитывается, один и тот же процесс с точки зрения разных наблюдателей имеет различную длительность: часы на быстро летящей ракете идут с точки зрения наземного наблюдателя медленнее, чем его собственные. Это явление проверено непосредственным физическим" экспериментом. В случае же падения к черной дыре относительность длительности процесса .проявляется в совершенно удивительном виде. Рассмотрим такое явление подробнее.

 

Представим себе ряд наблюдателей, расположенных вдоль линии, продолжающей радиус черной дыры, и неподвижных по отношению к ней. Например, они могут находиться на ракетах, двигатели которых работают, не давая наблюдателям падать на черную дыру. Далее, представим себе еще одного наблюдателя на ракете с выключенным двигателем, который свободно падает к черной дыре. По мере падения он проносится мимо неподвижных наблюдателей со всевозрастающей скоростью.

 

При падении к черной дыре с большого расстояния эта скорость равняется второй космической скорости. Скорость падения стремится к световой, когда падающее тело приближается к гравитационному радиусу. Ясно, что темп течения времени на свободно падающей ракете с ростом скорости уменьшается. Это уменьшение настолько значительное, что с точки зрения наблюдателя с любой неподвижной ракеты для того, чтобы падающий успел достичь сферы Шварцшильда, проходит бесконечный промежуток времени, а по часам падающего наблюдателя это время соответствует конечному промежутку. Таким образом,, бесконечное время одного наблюдателя на неподвижной ракете равно конечному промежутку времени другого (на падающей ракете), причем промежутку очень малому, — так, мы видели, для массы Солнца это всего стотысячная доля секунды. Что может быть более наглядным примером относительности временной протяженности?

 

Итак, по часам, расположенным на сжимающейся звезде, она за конечное время сжимается до размеров гравитационного радиуса и будет продолжать сжиматься дальше, к еще меньшим размерам. Но далекий внешний наблюдатель, этих последних этапов эволюции, как мы помним, никогда не увидит. А что будет видеть наблюдатель на сжимающейся звезде после своего ухода под сферу Шварцшильда? Что будет со звездой?

 

Новиков И.Д.

http://www.o8ode.ru

[Sibrand]

Щепотка бесконечности

 

За прошедший год только в архив электронных препринтов arXiv.org было выложено почти 12 тысяч научных статей по астрономической тематике, то есть ученые писали по несколько десятков статей ежедневно. «Лента.ру» начинает регулярный обзор свежих и интересных астрономических препринтов. Главная его цель — без претензии на объективность показать читателям, что происходит в науке прямо сейчас.

 

«Пузыри Ферми» и темная материя

 

Американские физики заявили о том, что рентгеновское свечение так называемых «Пузырей Ферми», вопреки наиболее распространенной среди ученых версии, может объясняться не только рассеянием света Галактики на входящих в их состав быстрых частицах. Оказалось, что свет от «нижней» части этих пузырей имеет другие спектральные характеристики и соответствует скорее процессу аннигиляции неких тяжелых частиц, которые, возможно, и составляют загадочную темную материю.

 

«Гигантские пузыри Ферми» были открыты два года назад с помощью космического рентгеновского телескопа имени Энрико Ферми — свое название они также получили в честь знаменитого итальяно-американского физика. Пузыри представляют собой две области слабого рентгеновского свечения, лежащие над плоскостью нашей Галактики и имеющие форму надутых воздушных шаров. Размеры каждой из них оценивают в 25 тысяч световых лет.

 

Изучению «пузырей Ферми» посвящены уже десятки опубликованных научных работ. В целом астрономы считают их результатом потока плазмы, идущего из центральной области нашей Галактики. Рентгеновское же свечение «пузырей» определяется рассеянием «межзвездных» фотонов на высокоэнергетичных частицах (электронах, протонах), из которых эти «пузыри» состоят. Такая гипотеза подтверждалась и видом соответствующего рентгеновского спектра. Во всяком случае так можно было объяснить большую часть излучения поверхности пузырей.

 

Распределение темной материи. Иллюстрация: mppmu.mpg.de

 

Теперь же американские физики — авторы последней работы — установили (на основании наблюдений все на том же телескопе имени Ферми), что свечение «основания» пузырей — более близкой к диску Галактики области — имеет несколько другие спектральные характеристики. Причем такие, как если бы их спектр обуславливался постоянной аннигиляцией невидимых, в 10-50 раз более массивных, чем протоны, частиц. Таким образом, речь идет об экспериментальном подтверждении возможного существования тяжелых частиц неизвестного нам ранее типа.

 

Но где имеются тяжелые частицы, там должна быть и дополнительная масса. А раз они никак себя больше не проявляют, то в других областях Галактики они должны быть «темными», что автоматически делает их кандидатами в частицы загадочной темной материи — невидимой массы неизвестной природы, существование которой приходится постулировать для того, чтобы объяснить особенности движения звезд в Галактике. Впрочем, гипотеза о существовании темной материи полезна не только для физики галактик, но и для космологии в целом.

 

Таким образом, возможно, что американские физики обнаружили, пусть и косвенно, частицы, которые и составляют темную материю. А это можно считать очень значительным астрофизическим результатом. Впрочем, авторы не настаивают на том, что наличие загадочных частиц — единственный способ объяснить результаты их наблюдений. Они предлагают и другое объяснение наблюдаемой особенности спектра «пузырей Ферми»: наличие большого количества миллисекундных пульсаров в этой области Галактики. Эти объекты — компактные нейтронные звезды, образовавшиеся во время вспышек сверхновых. Обладая сильными магнитными и электрическими полями на поверхности, они являются источником ветра из релятивистских частиц, которые и «портят», пусть и слабо, спектр излучения «пузырей».

 

Однако эта гипотеза нуждается в дополнительном объяснении того, откуда в центральной области Галактики могло взяться столь большое количество действующих миллисекундных пульсаров. Простым-то пульсаром становится далеко не каждая нейтронная звезда, а миллисекундные пульсары еще более редки — они чаще всего получаются из объектов, родившихся не изолированно, а в двойной системе. Надо сказать, что американские физики не вдаются в подробности этой гипотезы. И их можно понять: возможное обнаружение следов частиц темной материи является куда более заманчивой перспективой, чем «прозаичные» нейтронные звезды.

 

Телескоп имени Джеймса Уэбба. Иллюстрация: spacetelescope.org

 

В поисках внеземной органической жизни

 

Группа немецких и французских исследователей рассчитала свойства ряда спектральных линий в спектрах тех внесолнечных планет, на которых может существовать органическая жизнь. Астрономы показали, что соответствующие спектральные особенности можно будет обнаружить с помощью больших телескопов следующего поколения — JWST и E-ELT, создание которых уже запущено.

 

Поиск и исследование внесолнечных планет, или экзопланет, является на сегодня одним из наиболее бурно развивающихся направлений астрономии. Первая экзопланета была обнаружена более двадцати лет назад, и на сегодня список тех из них, в чьем существовании астрономы твердо уверены, включает почти 900 планет из более чем 600 планетных систем. Кроме того, действующая космическая миссия «Кеплер» помогла ученым установить еще почти 18 тысяч кандидатов в экзопланеты, из которых более двухсот гипотетически могут быть обитаемы.

 

Как определяется потенциальная обитаемость экзопланеты? Самый простой критерий предполагает, что расстояние между планетой и звездой-хозяйкой таково, что при данном уровне светимости звезды на планете возможно существование как жидкой воды, так и достаточно плотной атмосферы. Иными словами, на планете должно быть не слишком жарко и не слишком холодно.

 

И размеры экзопланеты, и светимость звезды достаточно надежно определяются с помощью спектральных и фотометрических наблюдений, даже если сама планета непосредственно нам не видна (а чаще всего именно так и бывает). Поэтому условие «оптимального расстояния» проверить достаточно легко. Если оно выполняется, то говорят, что планета находится в «зоне обитаемости» (habitable zone) своей системы. Счет таких планет идет уже на сотни.

 

Однако найти планету в зоне обитаемости еще не значит обнаружить на ней присутствие жизни. Следующим шагом является измерение спектра этой планеты. Точнее, спектра отраженного от нее света звезды. Пройдя через атмосферу планеты, он несет в себе важную информацию о химическом составе последней, а значит, и о возможных следах жизнедеятельности инопланетных организмов. Поэтому очень полезно попытаться заранее узнать, как будут выглядеть спектры таких «похожих на обитаемые» планет, чтобы научиться подстраивать под них наши наблюдательные методики.

 

Этой потребностью и руководствовались авторы обсуждаемой работы, взявшиеся рассчитать вид и свойства некоторых спектральных линий — основных маркеров органической жизни в спектре планеты — для молекул воды, углекислого газа, озона и метана. Разумеется, их свойства будут зависеть от свойств того света, который излучает звезда-хозяйка, то есть от спектрального класса этой звезды. Поэтому наши авторы сосредоточились на тех планетных системах, в которых главная звезда относится к спектральному типу G, F или K. Проще говоря, похожа на наше Солнце (которое относят к классу G — желтых звезд).

 

Кроме расчета свойств самих спектральных линий, авторы попытались дать ответ на вопрос, можно ли будет вообще выделить эти линии в спектре внесолнечной планеты, если наблюдать ее при помощи одного из больших телескопов следующего поколения. Ведь рядом с планетой светит яркая звезда, на фоне которой свет от планеты может просто потеряться.

 

Оказывается, такая задача по силам как космическому телескопу имени Джеймса Уэбба, который сменит на орбите телескоп имени Хаббла и будет вести наблюдение преимущественно в инфракрасном диапазоне, так и 40-метровому наземному телескопу Европейской Южной обсерватории E-ELT (European Extremely Large Telescope). Последний будет располагаться на Земле, в Чили. Работа над созданием обоих инструментов уже ведется, а исследование немецких и французских ученых еще немного расширило и без того немаленький список задач, которыми будут заниматься эти телескопы.

 

Любители против астероидов

 

Астрономы-любители в рамках проекта испанской Виртуальной обсерватории уточнили орбиты 511 сближающихся с Землей (то есть потенциально опасных) астероидов на основе анализа снимков Слоановского обзора неба.

 

Галактики, изображение которых получено с помощью SDSS. Фото: sdss.org

 

Помимо важного практического результата, данная работа любопытна еще и тем, что воплотила в себе два популярных направления в развитии современной астрономии. О каждом из них следует рассказать чуть подробнее.

 

Первое направление — это так называемая виртуальная обсерватория. Вообще-то, так называется набор инструментов, необходимых для доступа к данным и работы с ними. Но главная идея, сверхзадача виртуальной обсерватории заключается в том, что она дает возможность использовать в рамках решения какой-то конкретной задачи данные наблюдений, полученные ранее на разных телескопах, разными авторами, в разное время и в разных диапазонах длин волн. Причем речь идет именно о данных, а не о финальных результатах наблюдений, которые обычно публикуются в научных статьях.

 

Дело в том, что данные астрономических наблюдений, как правило, содержат в себе гораздо больше информации, чем это было необходимо их заказчику. Конкретная наблюдательная программа зачастую составляется ради изучения всего одного или нескольких объектов. В то же время в поле зрения телескопа всегда неизбежно попадает множество других звезд, галактик, астероидов и прочего. И хотя характеристики последних (яркости, координаты, спектры) в рамках первоначально заявленной программы измеряются не целенаправленно, а скорее «случайно», они могут быть интересны другим астрономам — для проверки других гипотез, в рамках совсем других научных направлений. Именно поэтому апологеты виртуальной обсерватории выступают за то, чтобы данные наблюдений, во-первых, сохранялись в наиболее полном виде и по возможности в едином формате, а во-вторых, были бы открыты для всех желающих.

 

Так, проект Слоановского цифрового обзора неба, действующий с 2000 года, полностью соответствует идеям виртуальной обсерватории. Изначально его приоритетные задачи были нацелены на то, чтобы получить изображения и измерения спектров большого количества внегалактических объектов, но в то же время по его снимкам (находящимся в открытом доступе) можно изучать и большое количество звезд нашей Галактики и даже объекты Солнечной системы.

 

Собственно, последняя возможность и показалась перспективной испанским ученым, которые обратились к любителям астрономии всего мира, готовым бескорыстно работать на благо науки.

 

Привлечение любителей для решения конкретной научной задачи составляет второе популярное направление в современной астрофизике. Действительно, ведь данными виртуальной обсерватории (в общем смысле этого слова) могут пользоваться не только ученые-профессионалы. И если поставленная задача не требует глубоких специализированных знаний, а заключается, например, в рутинной обработке наблюдательных данных, то армия усидчивых непрофессионалов может принести современной науке ощутимую пользу.

 

Челябинский метеорит. Фото: Павел Мальцев / «Лента.ру»

 

Сегодня существует уже немало научных проектов, в которые вовлечены любители науки со всего мира (достаточно посмотреть, например, на масштабы проекта zooniverse.org). Испанские астрономы расширили этот список.

 

Итак, более трех тысяч любителей астрономии в течение пятнадцати месяцев занимались тем, что искали на снимках Слоановского обзора неба (а их, к слову, почти миллион) астероиды из базы данных объектов, сближающихся с Землей, которую ведет Международный центр по исследованию малых планет (Minor Planet Center). Если изображение астероида обнаруживалось, то это позволяло измерить его небесные координаты на момент времени снимка, а значит, уточнить его орбиту. Тем самым прояснялась траектория его движения, что принципиально важно для исследования потенциально опасных малых тел.

 

За все время наблюдений добровольные помощники испанских астрономов провели более 150 тысяч измерений и уточнили орбиты 551 астероида. Это немного по сравнению с полным списком подобных объектов, в котором их числится почти 10 тысяч. Но, во-первых, большого количества объектов из списка могло просто не оказаться на снимках Слоановского обзора. А во-вторых, объем проделанной работы все равно весьма значителен и, что отдельно отмечают авторы публикации, ровно ничего не стоил налогоплательщикам.

 

Старые методы и новые результаты

 

По правде говоря, эту статью чешских астрономов, которые исследовали четырехкратную звездную систему методами трехсотлетней давности и убедились в том, что на самом деле она — пятикратная, сложно отнести к прорывным или выдающимся. Но она являет собой яркий пример добротной, хоть и рутинной, астрономической работы. Работа в данном случае была связана с описанием физических характеристик конкретной звездной системы.

 

Интерес авторов статьи вызвала относительно яркая многокомпонентная звезда V994 Her, находящаяся в созвездии Геркулеса. Это не самая рядовая звездная система, так как ранее было показано, что в этой области пространства находятся две затменно-переменных звезды, возможно, гравитационно связанных друг с другом. А в некотором отдалении от этих двух систем присутствует еще одна звезда, также, возможно, являющаяся частью этой большой «звездной семьи». Проверить наличие гравитационной связи между всеми этими звездами и решили чешские астрономы. И что интересно, сделали они это без помощи больших телескопов, даже не разрешая всю систему на отдельные звезды. Они воспользовались методом, который позволяет восстановить динамику связанной системы только лишь по изменениям ее видимой яркости вследствие затмений одних компонент другими.

 

V944 Her. Фото: NASA

 

Данный метод основан на эффекте, использованном еще в конце XVII века датским астрономом Олафом Рёмером в Парижской обсерватории. Суть его заключается в том, что из-за конечности скорости света периоды затмения в двойной системе будут уменьшаться или увеличиваться в зависимости от того, сближается ли наблюдатель с системой или удаляется от нее вследствие, например, движения Земли по своей орбите. Благодаря этому Оле Рёмер смог впервые оценить величину скорости света, наблюдая затмения спутников Юпитера (он, правда, тогда недооценил ее величину почти на треть).

 

Но если скорость света точно известна, то измерение таких вариаций периодов позволит неплохо описать динамику наблюдаемой системы и установить, какие силы действуют на ее компоненты. Применив этот метод к системе V994 Her, чешские астрономы смогли подтвердить гравитационную связность всех пяти компонент, даже не рассматривая их по отдельности, при помощи своего маленького 20-сантиметрового телескопа. Таким образом они обнаружили пятикратную звездную систему, которая является редкостью в нашей галактике. До этой работы нам было известно лишь 20 таких систем, а V944 Her стала 21-й.

 

Изучение динамики систем, состоящих из многих тел схожей массы, важно не только для теории образования и эволюции звезд, но и, например, для проверки тонких эффектов в гравитационном взаимодействии — одном из четырех фундаментальных взаимодействий в природе.

 

Антон Бирюков

Лента.Ru

[Sibrand]

Космический танец меняет наши познания Вселенной

 

Современная космология оказалась удивительно точной в предсказании того, как галактики разбросаны по Вселенной. Они не разбросаны случайным образом. Галактики, кажется, живут вместе. Некоторые собраны в кластеры из тысяч отдельных систем, но большинство групп состоят из десятков или сотен скоплений.

 

Однако новое исследование карликовых галактик, проведённое мной и моими коллегами, опубликованное в журнале Nature, возможно, создаёт серьёзную проблему принятым идеям о том, как на самом деле живёт Вселенная.

 

После более десяти лет исследований, мы обнаружили, что небольшие галактики, которые сопровождают ближайшую к нам спиральную галактику Андромеду, танцуют вместе с ней в огромной плоскости.

 

Чтобы понять, почему это так важно, мы должны начать с того, что мы знаем о Вселенной и космосе.

 

Местные галактики

 

Млечный Путь находится в «местной группе», небольшом участке Вселенной. Рядом находится аналогичного размера галактика Андромеды, и меньшая по размеру спиральная галактика Треугольника.

 

Эти большие системы сопровождают почти 100 карликовых галактик (карлики). Те, кто живёт в Южном полушарии, могут ясно видеть две такие карликовые галактики в ночном небе, а именно: Большое и Малое Магеллановы Облака.

 

Подобные местные группы карликов, как правило, группируются вокруг крупных галактик, что совпадает с нашими представлениями о расширении Вселенной и росте космической структуры. Но именно эти карликовые галактики стали серьёзной головной болью для космологических моделей.

 

Где все галактики?

 

Первая проблема, названная «недостающие спутники», известна на протяжении десяти лет. Хотя 100 карликовых галактик в «местной группе» могут показаться впечатляющими, это намного меньше, чем должно быть в теории ― несколько тысяч.

 

Некоторые считают, что наше население из миниатюрных карликовых галактик наносит сокрушительный удар по преобладающей модели участия в формировании галактик формирования галактик «холодной тёмной материи». То есть, доминирующим компонентом массы Вселенной является невидимая для нас, страшно звучащая тёмная материя, которая создавала звёзды и галактики, видимые нами.

 

Другие, однако, думают, что нет никакого противоречия, и что звёзды в карликах взорвались на очень ранней стадии формирования Вселенной, превратившись в газ и став сырьём для формирования новых звёзд.

 

Это аккуратно подводит нас к нашим результатам, изложенным в журнале Nature.

 

На этом изображении телескопа Wide-field Infrared Survey Explorer (дословно: наблюдатель в инфракрасном поле с широким обзором) выделено синим цветом старшее звёздное «население» галактики Андромеды. Фото: NASA/JPL-Caltech/WISE

 

ПАНДА

 

Более 10 лет я участвовал в проекте составления карты огромного звёздного ореола Андромеды.

 

Это неопределённое распределение звёзд, которое простирается на сотни тысяч световых лет от галактики Андромеды, состоит из остатков карликовых галактик, подобравшихся слишком близко к большей галактике, которая готова их поглотить.

 

На протяжении многих лет наш проект использовал большие телескопы и чувствительные инструменты, чтобы разметить огромную часть неба, которая охватывает звёздный ореол Андромеды. С 2008 года мы использовали 3,6-метровый канадско-франко-гавайский телескоп для проведения Панандромедного Археологического Исследования (Pan-Andromeda Archaeological Survey, PAndAS или более мило, ПАНДА).

 

Теперь, когда данные получены и обработка завершена, ПАНДА даёт научные результаты. Было обнаружено, что карликовые галактики вращаются в плоскости вокруг гигантской Андромеды.

 

ПАНДА показала почти 30 карликовых галактик, вращающихся вокруг Андромеды, большинство из которых было выявлено только в последние несколько лет. Аспирант Энтони Конн смог точно измерить расстояния до каждого карлика, и в первый раз мы разобрались с трёхмерным распределением карликовых галактик, окружающих Андромеду.

 

 

Случайным образом распределены?

 

Что говорит нам модель строения и эволюции космоса о распределении карликовых галактик вокруг крупных галактик? Хотя мы знаем, что карликов не так много, как должно быть в теории, наши модели говорят, что мы должны увидеть их беспорядочное расположение вокруг большой галактики.

 

Итак, какими мы видим карликов возле Андромеды? На первый взгляд кажется, что теоретические предсказания подтверждаются, и карлики разбросаны в случайном порядке.

 

Но мы решили заглянуть немного глубже и посмотреть, есть ли базовая структура в расселении карликов. Вместо того, чтобы рассматривать всё «карликовое население», мы выбрали те, кто был поближе к большим собратьям.

 

То, что мы обнаружили, нас удивило: 13 карликовых галактик лежали в чрезвычайно тонкой плоскости (45 000 световых лет), учитывая огромные размеры этой группы ― 1,2 миллиона световых лет в диаметре. Такая конфигурация должна появляться крайне редко, если карлики (по теории) распределены случайным образом.

 

Странно также, что край этой плоскости указывает на Млечный Путь. Плоскость могла быть ориентирована в любом направлении. Тогда что означает это таинственное выравнивание?

 

Численное моделирование формирует нити, содержащие сотни галактик.

 

Только начало

 

Но сюрпризы на этом не закончились. Когда карлики были обнаружены впервые, они стали объектом наблюдения крупнейших телескопов мира. С помощью доплеровского сдвига света были измерены скорости отдельных галактик. То, что мы обнаружили, было удивительным.

 

Карлики к северу от Андромеды двигались к нам, в то время как на юге удалялись от нас. То есть, эта огромная плоскость карликов вращается!

 

Помните, что ничего подобного нет в прогнозах наших космологических моделей.

 

Интрига обостряется, когда мы посмотрим на космос поближе. Оказывается Млечный Путь имеет свой собственный диск из карликовых галактик.

 

Грустно то, что изучение звёздного ореола нашей галактики проводить сложнее, чем той же Андромеды, так как нам нужно иметь изображение всего неба. Но доказательств того, что Млечный Путь и Туманность Андромеды обладают необъяснимыми плоскостями из карликовых галактик, становится всё больше.

 

Что они там делают?

 

Приливные карлики?

 

Некоторые полагают, что мы обнаружили не нормальные карликовые галактики, а карликовые «приливные» галактики, небольшие скопления звёзд, образующихся из «мусора», когда крупные галактики пожирают меньших собратьев.

 

Но такие карлики являются временными и быстро разлетаются, так что такие диски должны быть редким явлением, и тогда нам очень повезло, когда мы увидели их и в Млечном Пути и в Туманности Андромеды одновременно.

 

Кроме того, если мы действительно видим приливных карликов, то нам не хватает ещё очень многих галактик-спутников, предсказанных нашими теориями о росте структуры Вселенной.

 

Таким образом, мы сталкиваемся с серьёзной космологической загадкой. Наши нынешние теоретические модели должны объяснить это явление, если мы хотим верить, что они являются точным описанием Вселенной вокруг нас.

 

А если они не могут, тогда, конечно, мы будем возвращаться обратно к чертёжной доске, но мы должны подвергнуть сомнению наши основные предположения о таких вещах, как природа тёмной материи.

 

Некоторые уже думают, что существование этих плоскостей вокруг больших галактик говорит нам о том, что мы должны пересмотреть фундаментальные свойства Вселенной, в том числе само существование тёмной материи и даже действие силы тяжести.

 

Итак, каково же решение? Честно говоря, я не знаю, но будет любопытно пытаться выяснить.

 

Герейнт ЛЬЮИС. Университет Сиднея Великая Эпоха

[Бoзон Хиггса]

Падение в чёрную дыру, кажется, сравнительно безопасно

 

Это, впрочем, не значит, что в случае такого развития событий с вами совсем ничего не случится, но появляется некоторая вероятность, что самые неприятные эффекты падения не неизбежны.

 

Общая теория относительности неплохо справляется с описанием макроскопических свойств чёрных дыр (ЧД). Однако на микроскопическом уровне она постулирует, что внутри ЧД наступает сингулярность. Из этого вытекает неприятное последствие: гравитация там должна быть бесконечно большой, а значит, такая сингулярность уничтожит любую информацию о квантовых состояниях материи, падающей в любую ЧД. А ведь одно из базовых ограничений квантовой механики в том и состоит, что информация должна сохраняться.

 

Таким образом, потеря информации в сингулярности внутри ЧД чревата парадоксами, указывающими на несовместимость текущего понимания ОТО с нынешней версией квантовой механики. В этом ряду особо следует выделить поднятую в 2012 году проблему огненной стены, появление которой на входе в ЧД кажется необходимым следствием свойств последней.

 

Чтобы попытаться гармонизировать ситуацию, Хорхе Пуйин (Jorge Pullin) из Университета штата Луизиана (США) и Родольфо Гамбини (Rodolfo Gambini), представляющий Республиканский университет Монтевидео (Уругвай), попробовали применить петлевую квантовую гравитацию по отношению к ЧД и получили предсказуемо нетривиальные результаты.

 

Теория петлевой квантовой гравитации утверждает, что пространство и время состоят из дискретных частей квантовой природы, размерами примерно в 10–35 м каждая, определённым образом соединённых друг с другом так, что на малых масштабах времени и длины они создают дискретную структуру пространства, а на больших — плавно переходят в непрерывное гладкое пространство-время эйнштейновского типа.

 

Согласно вычислениям авторов, в действительности внутренняя часть ЧД не является сингулярной, и существующий математический аппарат позволяет рассматривать её как подлежащую квантованию. Соответственно, вместо бесконечного тяготения внутри ЧД есть лишь нормальный, хотя и несколько искривлённый участок пространства-времени, где могут проявляться квантовые эффекты гравитации.

 

Для простоты исследователи обратились в своём моделировании к сферически симметричной невращающейся «шварцшильдовской» ЧД.

 

На входе в неё гравитация действительно растёт, однако по мере движения «вглубь» ЧД она начинает ослабевать, как если бы вы вдруг появились на противоположной стороне ЧД и стали бы удаляться от неё.

 

По мнению физиков, в действительности никакого выхода «с другой стороны от ЧД» в обычном смысле слова не происходит: ЧД на самом деле поглощает то, что в неё попадает. Однако снижение гравитации всё же происходит, просто объект, провалившийся в ЧД, оказывается не в некоей сингулярности, а в другой Вселенной.

 

Что из этого следует, понятно: потери информации о квантовом состоянии падающей материи не происходит, поскольку она просто передаётся в иную Вселенную. Заметим, что ранее идея о том, что ЧД может быть, условно говоря, «порталом» в другую Вселенную, уже выдвигалась. Например, к ней же ведёт метрика Рейснера — Нордстрёма, в которой через ЧД соединяется бесконечное количество Вселенных, между которыми можно «перемещаться» последовательно, погружаясь в очередную ЧД.

 

Но в этой (ранее раскритикованной) концепции имелось одно сложное место: при переходе объекта через ЧД гравитация, теоретически, всё равно должна была его разрушать. Если решение Пуйина и Гамбини действительно соответствует реальному положению вещей, то на деле ему это не угрожает.

 

Это видение проблемы перекликается с выводами группы Аштекара Абэя, сделанными в 2006 году: Большой взрыв случился не из состояния сингулярности, а скорее наоборот. По расчётам, выходило, что наличествует некий «квантовый мост» между нашей Вселенной и предшествующий более пожилой Вселенной.

 

При всей видимой полезности выкладок Пуйина и Гамбини, уничтожающих проблему потери информации в ЧД и огненной стены на входе в неё, нельзя не заметить, что пока рано говорить о том, насколько это решение, разработанное для сферической и невращающейся ЧД, подходит к реальным чёрным дырам, которые могут быть как несферическими, так и вращающимися.

 

Конечно, множество физиков считают саму теорию квантовой гравитации в значительной степени неверной, вплоть до таких формулировок: «Невозможно осознанно заниматься петлевой квантовой гравитацией и быть при этом человеком хоть с какими-то моральными принципами. Если человек верит в петлевую квантовую гравитацию, то он коррумпирован, от него можно ожидать чего угодно, любой мерзости...» Ну, вы знаете, в быстро развивающихся дисциплинах, таких как физика сегодня или теология в XIII веке, так бывает: страсти накалены, летят перья и т. д.

 

Но не будем дезориентировать читателя! Сегодня человек, не являющийся сторонником теории струн или адептом альтернативной ей петлевой квантовой гравитации, не сможет честно сказать вам: этот подход неверен, а этот — верен. Поэтому с существенной вероятностью теория Пуйина и Гамбини верна, и если объект попал в ЧД, минуя неприятности аккреционного диска, то вместо летальной сингулярности он может столкнуться с иной Вселенной.

 

Подготовлено по материалам NewScientist

[Бoзон Хиггса]

Астрофизики рассказали, как менялся свет первых звезд за миллиарды лет

 

Европейские и американские астрофизики смогли проследить за тем, как менялась сила и интенсивность так называемого внегалактического фонового излучения, света самых первых звезд во Вселенной, за последние пять миллиардов лет. Выводы ученых опубликованы в Astrophysical Journal.

 

Внегалактическое фоновое излучение (extragalactic background light, EBL) представляет собой электромагнитное "эхо" первых звезд Вселенной, следы которого можно заметить во всех диапазонах излучения. В отличие от космического микроволнового фона, оставшегося после Большого взрыва, этот вид излучения обнаружить чрезвычайно трудно - его "забивает" мощное излучение современных звезд и галактик.

 

Группа ученых под руководством Альберто Домингеса (Alberto Dominguez) из университета Калифорнии в Риверсайде (США) проследила за тем, как менялся световой "фон" Вселенной, опираясь на результаты наблюдений за EBL, опубликованные в журнале Science в ноябре 2012 года. Авторы открытия, Маркус Акерманн из Германского синхротронного центра DESY и его коллеги, смогли "увидеть" эхо первых звезд по тому, как их свет искажал гамма-излучение блазаров, редкого подтипа черных дыр.

 

Домингес и его коллеги усовершенствовали методику своих предшественников, подключив к наблюдениям за блазарами несколько особых наземных телескопов, отслеживающих вспышки, возникающие в результате "торможения" гамма-лучей блазаров в атмосфере Земли. Это позволило астрономам проследить за тем, как менялось внегалактическое фоновое излучение за последние пять миллиардов лет, а также определить его основные источники.

 

Оказалось, что крупные и яркие галактики, хорошо заметные для оптических телескопов на Земле, оказались основным источником EBL. Как отмечают ученые, дальнейший анализ силы и структуры этого излучения поможет найти "звездные мегаполисы", невидимые для нас из-за больших расстояний или их тусклости, а также определить некоторые детали того, как выглядела Вселенная в момент рождения первых светил.

 

Открытие поможет найти "звездные мегаполисы". Фото Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics

 

Источник: Кoрреспондент

[gelon]

Гигантский астероид мчит к Земле: сможет ли он сбить Луну?

 

Астероид длиной около 2 километров несется к Земле, и пролетит на довольно близком расстоянии от Земли и Луны 31 мая 2013 года. Астрономы мира уже приготовились наблюдать нового космического странника.

 

В интернете уже появились пугающие ролики и страшные слухи, что астероид летит прямо на Луну и сшибет ее с орбиты – все эти страшилки не имеют под собой почвы. Астероид пролетит на расстоянии в 3.6 миллиона километров от Земли, что в 15 раз превышает расстояние от Земли до ее спутника.

 

Объект приблизится к Земле на минимальное расстояние 31 мая этого года, рано утром. Открыт астероид, получивший имя 1998 QE2, в 1998 году, астрономами из Массачусетского технологического института, в проекте, специализирующемся на поиске объектов, приближающихся к Земле. Наблюдать астероид ученые планируют с помощью телескопа, установленного в Калифорнийской пустыне, который позволит рассмотреть структуру небесного тела достаточно подробно – разрешающая способность этого современного телескопа позволяет увидеть на расстоянии более 4 миллионов километров структуру размером около пяти метров.

 

«Перспектива впервые увидеть вблизи астероид – весьма волнующая перспектива», - предвкушает наблюдения доктор Ленс Беннер из лаборатории реактивного движения НАСА, ведь этот странник не вернется к Земле еще двести лет.

 

http://argumentiru.com

[Режак]

Базон, сколько раз повторять, учись разделять астрономию и космологию, астероид имеет отношение таки к астрономии. Хотя да, в горах же этому не учат.