НОВОСТИ КОСМОСА И АСТРОНОМИИ

Стивен Хокинг: Я знаю, что было до Большого Взрыва

Во время Большого Взрыва все вещество во Вселенной было сжато в невероятно жаркое, бесконечно плотное пятнышко материи.

Но что было до этого? Оказывается, у знаменитого физика Стивена Хокинга есть ответ, которым он поделился в интервью со своим коллегой Нилом де Грассе Тайсоном. Хокинг обсуждает этот вопрос и другие в финальном выпуске телешоу «StarTalk» Тайсона, которое транслируется по каналу National Geographic.

Ответ Хокинга на вопрос «Что же было раньше?» опирается на теорию, известную как «безграничное предложение».

«Граничное условие Вселенной … заключается в том, что у нее нет границ», — сказал Хокинг.

Чтобы лучше понять теорию, возьмите свой универсальный пульт (т. е. Ваш пульт, управляющий Вселенной) и нажмите «перемотать назад». Как знают ученые, Вселенная постоянно расширяется. Но так как вы двигаетесь назад во времени, для вас Вселенная сжимается. Перемотайте достаточно далеко (около 13,8 миллиардов лет), и вся Вселенная сожмется до размера одного атома, сказал Хокинг.

Этот субатомный шар известен как сингулярность (не путать с технологической сингулярностью, в течение которой искусственный интеллект догонит людей). Внутри этого чрезвычайно маленького, массивного, плотного пятнышка тепла и энергии законы физики и времени, как мы их знаем, перестают функционировать.
Иными словами, время, которое мы понимаем, буквально не существовало до того, как Вселенная начала расширяться. Скорее, стрела времени бесконечно сжимается, когда Вселенная становится все меньше и меньше, никогда не достигая ясной отправной точки.

«События до Большого Взрыва просто не определены, так как невозможно измерить, что произошло», — заявил Хокинг о безграничном предложении. «Поскольку события перед Большим Взрывом не имеют наблюдательных последствий, можно также вырезать их из теории и сказать, что время началось с Большого взрыва».

По теории Хокинга, это означает, что Вселенная буквально не существовала до Большого взрыва.

нравится(35)не нравится(24)

Источники: https://www.livescience.com

Ученые обнаружили первый свет во Вселенной после Большого Взрыва

N.R.Fuller, National Science Foundation

Давным-давно, около 400 000 лет после возникновения Вселенной (Большого взрыва), Вселенная была темной. Не было звезд или галактик, а Вселенная была заполнена главным образом нейтральным газообразным водородом.

Затем, в течение следующих 50-100 миллионов лет, гравитация медленно стягивала самые плотные области газа, пока в конечном счете газ не вспыхнул в некоторых местах, образовав первые звезды.

Какими были эти первые звезды, как и когда они сформировались? Как они повлияли на остальную Вселенную? Это вопросы, над которыми давно размышляют астрономы и астрофизики.

Теперь, после 12 лет экспериментов, группа ученых, возглавляемая астрофизиком Джаддом Боуменом из Аризонского государственного университета, обнаружила «отпечатки пальцев» самых ранних звезд во Вселенной. Открытие является первым свидетельством самых старых предков нашего космического генеалогического древа, рожденного всего через 180 миллионов лет после возникновения Вселенной.

Чтобы сделать это открытие, команда Боумена использовала наземный инструмент под названием радиоспектрометр, расположенный в австралийской национальной научной службе (CSIRO) Мерчисонской радиоастрономической обсерватории (MRO) в Западной Австралии. В своем эксперименте по обнаружению глобальной подписи водорода, команда изучила средний радиоспектр всех астрономических сигналов, полученных на большей части южного полушария. В результате были обнаружены небольшие изменения мощности в зависимости от длины волны (или частоты).

Поскольку радиоволны поступают в наземную антенну, они усиливаются приемником, а затем оцифровываются и записываются компьютером, подобно тому, как работают FM-приемники и телевизионные приемники. Разница в том, что прибор очень точно откалиброван и рассчитан на максимально равномерное использование на многих радиоволнах.

Сигналы, обнаруженные радиоспектрометром в этом исследовании, исходили от первичного водородного газа, который заполнил юную Вселенную и существовал между всеми звездами и галактиками. Эти сигналы содержат множество информации, которая открывает новое окно о том, как сформировались и эволюционировали ранние звезды, а затем и черные дыры и галактики.

«Маловероятно, что мы сможем заглянуть в более ранний период в истории звезд в нашей жизни», — говорит Боумен. «Этот проект показывает, что многообещающий новый метод может работать и проложил путь десятилетиям новых астрофизических открытий».

Результаты этого эксперимента подтверждают общие теоретические ожидания того, когда сформировались первые звезды и основные свойства ранних звезд.

«То, что происходит в этот период, — говорит соавтор Роджерс из Обсерватории Массачусетского технологического института, — заключается в том, что часть излучения первых звезд начинает позволять видеть водород. Это приводит к тому, что водород начинает поглощать фоновое излучение, поэтому вы начинаете видеть его в силуэте, на определенных радиочастотах. Это первый реальный сигнал о том, что звезды начинают формироваться и начинают влиять на среду вокруг них».

Команда первоначально настроила свой инструмент, чтобы заглянуть в космическое прошлое, но в 2015 году решила расширить свой поиск. «Как только мы переключили нашу систему на этот более низкий диапазон, мы начали видеть то, что, по нашему мнению, могло бы стать настоящей подписью», — говорит Роджерс.

Исследование также показало, что газ во Вселенной был, намного холоднее, чем ожидалось (менее половины ожидаемой температуры). Это говорит о том, что либо в теоретических расчетах астрофизиков упущено из виду что-то существенное, либо это может быть первым доказательством нестандартной физики: в частности, что барионы (нормальная материя), возможно, взаимодействовали с темной материей в ранней Вселенной.

нравится(9)не нравится(0)

Источники: https://phys.org/news/2018-02-secrets-universe.html

ЦЕРН: Вселенной не должно существовать

Один из главных вопросов науки — это не просто «почему мы здесь?» Это «почему здесь что-то есть?» Ученые из ЦЕРН изучали этот вопрос последние несколько лет, и ответа на него пока нет.

Фактически, последний эксперимент физиков, работающих на швейцарском объекте, подтверждает идею о том, что Вселенная не существует. Тем не менее, она, безусловно, существует. Итак, чего не хватает?

В физике частиц стандартная модель описывает четыре известные фундаментальные силы во Вселенной: гравитационные, электромагнитные, слабые и сильные. Первые две очень четко прослеживаются во Вселенной, а две других обнаруживаются только в субатомном масштабе.

Стандартная модель была поддержана экспериментами, но она предсказывает, что Большой Взрыв, который создал Вселенную, привел бы к равному количеству материи и антиматерии. Если бы они были равны, почему ранняя Вселенная не уничтожила себя, оставив только море энергии?

Ученые искали какую-то особенность материи или антиматерии, что сделало бы раннюю Вселенную асимметричной. Однако, проблема в том, что антиматерию чрезвычайно трудно изучать. Она имеет противоположный заряд и квантовые свойства как у нормальной материи, поэтому мгновенно аннулируется, когда он вступает в контакт с нормальной материей. Ученые смогли определить, что антиматерия имеет симметричную массу и заряд, но исследователи из ЦЕРН нашли способ проанализировать способ реагирования на магнитные взаимодействия.

В мире не существует контейнера, в котором возможно хранить антиматерию, так как все контейнеры сделаны из материи. Однако команда разработала специальную супер — холодную камеру, в которой использовалось магнитное поле для суспендирования антипротонов — по существу, анти-водородного ядра. Образец удерживался в поле в течение 405 дней, что позволило команде провести тщательные измерения его магнитного момента. Результат: -2.7928473441 ядерных магнетонов. Это точная симметричная противоположность нормального протона. Магнитный момент не является причиной первоначального дисбаланса во Вселенной.

Команда уверена в точности этого измерения, которое, по их оценкам, будет в 350 раз точнее, чем предыдущие оценки магнитного момента антипротона. Итак, мы до сих пор не знаем, почему существует Вселенная, но это еще не завершение исследования. Следующий шаг — проанализировать гравитацию антивещества, и ЦЕРН уже работает над этим.

 

нравится(95)не нравится(13)

Астрономы случайно раскрыли одну из давних космических загадок

Группа астрономов во главе с Роберто Декарли из Института астрономии им. Макса Планка обнаружила новый вид галактики, которая, не смотря на ее невероятно древний возраст формирования (спустя менее миллиарда лет после Большого Взрыва), создает звезды в более чем в сто раз быстрее, чем Млечный Путь. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.

Это открытие команды ученых помогло решить давнюю космическую загадку — почему массивные галактики уже были так плотно наполнены звездами, когда вселенной было только приблизительно 10 процентов от ее текущего возраста.

После первого наблюдения этих галактик несколько лет назад астрономы предположили, что они скорее всего созданы из сверхпродуктивных галактик-предшественников и что это единственный способ, с помощью которого так быстро могли образоваться многие звезды. Однако астрономам никогда не удавалось наблюдать ничего, что могло бы доказать существование этих предшественников.

Открытие этой новой «густонаселенной» галактики позволило объяснить, каким именно образом подобные чрезвычайно большие галактики получили сотни миллиардов звезд в пределах своих границ спустя всего 1,5 миллиарда лет после Большого Взрыва и что способствовало невероятно быстрым процессам звездообразования.

При всем при этом, находка была сделана случайно, во время изучения квазаров, являющихся поглощающими материю, сверхмассивными черными дырами в центре огромных галактик. Ученые пытались изучить процессы звездообразования в галактиках, в которых находятся эти квазары.

«Но мы обнаружили, что в четырех отдельных случаях существовали соседние галактики, которые формировали звезды в очень быстром темпе, производя сотни новых, сопоставимых по массе с Солнцем, звезд», — объяснил Декарли.

«Скорее всего, то, что мы нашли эти продуктивные галактики вблизи ярких квазаров, далеко не случайность. Считается, что квазары формируются в областях Вселенной, где крупномасштабная плотность материи намного выше средней. Те же условия должны также присутствовать в галактиках, формирующих новые звезды со значительно возросшей скоростью», — добавил Фабиан Уолтер из Университета Макса Планка.

«Если эти быстрорастущие галактики, которые мы обнаружили, действительно являются предшественниками массивных галактик, которые мы впервые увидели несколько лет назад, потребуется гораздо больше усилий для того, чтобы увидеть, насколько они распространены на самом деле», — объяснил Баньядос.

Команда Декарли уже провела последующие расследования, запланированные для изучения этого вопроса и обнаружила, что, по-видимому, самым ранним известным примером является слияние двух галактик, что является важным механизмом роста галактики. Новые наблюдения являются первым прямым доказательством того, что такие слияния происходят даже на самых ранних стадиях эволюции галактики, спустя всего лишь миллиард лет после Большого Взрыва.

нравится(0)не нравится(0)

Популярные статьи

Популярные блоги