Рубрика «Большой Взрыв»

Как менялось наше представление о Большом взрыве - 1


Наука постоянно развивается, теоретические модели совершенствуются как благодаря работе теоретиков, так и благодаря постоянному прогрессу в наблюдениях. Не является исключением и космология – наука о природе Вселенной, её происхождении и эволюции. Развитие это не идёт равномерно. Особенно активный толчок космология получила в конце XX века благодаря появлению новых технологий, приборов и возможностей наблюдения. Но и до этого она плодотворно развивалась – в основном за счёт теоретической работы.

Центральным столпом космологии является теория Большого взрыва, признанная сегодня большинством физиков. Но хотя в своём первоначальном виде она появилась уже почти сто лет назад, сегодня её понимают уже совсем не так, как раньше.

В 1916 г. Альберт Эйнштейн опубликовал общую теорию относительности, которая давала единое описание гравитации как геометрического свойства пространства и времени. В то время Эйнштейн верил в статичность Вселенной, но обнаружил, что его первоначальная формулировка теории не допускает подобного. Это объясняется тем, что массы, распределённые по Вселенной, гравитационно притягиваются и, следовательно, должны двигаться друг к другу с течением времени.
Читать полностью »

Могут ли в нашей Вселенной существовать магнитные монополи? - 1


Разные элементарные частицы нашей Вселенной обладают разными свойствами, и в сумме этих свойств набирается довольно много. Кварки, согласно квантовой хромодинамике (КХД), могут иметь «цвета», принимающие одно из трёх значений или «зарядов»: красный, зелёный и синий. Антикварк может принимать один из трёх антицветов: антикрасный, антизеленый и антисиний (обозначаются как голубой, пурпурный и жёлтый, соответственно). Глюоны представляют собой смесь двух цветов, например, красного и антизеленого, что и составляет их цветовой заряд. В КХД восемь глюонов из девяти возможных комбинаций цвета и антицвета считаются уникальными.

Все три цвета, смешанные вместе, или любой из этих цветов и его дополнение (или отрицание) являются «бесцветными» или «белыми» и имеют чистый цветовой заряд, равный нулю. Вследствие свойства сильного взаимодействия, называемого цветовым ограничением, у свободных частиц цветовой заряд равен нулю.

Многие частицы обладают массой (в каком-то смысле это тоже некий вид заряда), но есть и такие, которые её лишены — к примеру, фотоны, переносящие электромагнетизм и глюоны, переносящие сильное взаимодействие, а возможно и гравитоны – гипотетические переносчики гравитационного взаимодействия.
Читать полностью »

Вселенной на самом деле может быть не 13,8, а 26,7 миллиарда лет - 1

По крайней мере, благодаря телескопу Джеймса Уэбба, у нас есть этому определенные доказательства. Мы начали видеть галактики, которым гораздо больше лет, чем может быть объяснено стандартной космологической моделью. Они выглядят чересчур «современными». Но у некоторых ученых есть объяснение: мы неверно понимаем текущий возраст Вселенной. На самом деле она гораздо старше, чем мы думали раньше.Читать полностью »

image


Запущенный в космос телескоп «Джеймс Уэбб» оправдал все надежды астрономов и любителей космоса, и даже более. В частности, он позволил обнаружить множество кандидатов на самые удалённые галактики – а значит, и самые ранние галактики во Вселенной. Эти галактики интересны как для понимания эволюции этих космических структур, так и тем, что в них телескоп теоретически может разглядеть самые первые звёзды.Читать полностью »

Как выглядит край Вселенной? - 1


Несмотря на всё, что мы узнали о нашей Вселенной, многие экзистенциальные вопросы до сих пор остаются без ответа. Мы не знаем, конечна или бесконечна наша Вселенная; мы знаем только, что её физический размер должен быть больше той части, которую мы можем наблюдать. Мы не знаем, охватывает ли наша Вселенная всё существующее, или это лишь одна из многих Вселенных, составляющих мультивселенную. И мы остаёмся в неведении относительно того, что произошло на самых ранних стадиях всего: в первую крошечную долю секунды горячего Большого взрыва, поскольку у нас нет доказательств, необходимых для надёжных и подтверждённых выводов.

Но в одном мы уверены точно: у Вселенной есть край. Только не в пространстве, а во времени. Поскольку горячий Большой взрыв произошёл в известное, конечное время в прошлом — 13,8 миллиарда лет назад, с неопределённостью менее 1% — существует «край» того, как далеко мы можем видеть. Даже при скорости света, предельной космической скорости, существует фундаментальный предел того, как далеко назад мы можем заглянуть. Чем дальше мы смотрим, тем дальше назад во времени мы заглядываем. И вот что мы видим, приближаясь к краю Вселенной.
Читать полностью »

В 2020 году рентгеновская обсерватория НАСА «Чандра» вошла в историю, объявив о самом мощном выбросе энергии, когда-либо обнаруженном во Вселенной. В скоплении галактик, расположенном на расстоянии около 390 миллионов световых лет от нас, сверхмассивная чёрная дыра образовала джет, создавший огромную полость в межгалактическом пространстве этого скопления. Общее количество энергии, необходимое для этого феномена, оценивается в 5 × 1054 Дж. Это максимальная энергия для любого единичного события, которое человечество когда-либо наблюдало. Только сам Большой взрыв, который по определению содержал в себе всю энергию Вселенной, был более мощным выбросом энергии.

Но есть ещё один класс событий, которые определённо случаются и могут выдать ещё больше энергии за ещё более короткий промежуток времени: слияние двух сверхмассивных чёрных дыр. Хотя мы никогда не видели такого события, это лишь вопрос времени и технологий. Когда мы его увидим, старый рекорд будет побит — возможно, довольно серьёзно.

Во Вселенной происходит множество событий, которые можно считать взрывами или катаклизмами — когда за короткий промежуток времени высвобождается большое количество энергии. Очень массивная звезда, достигшая конца своей жизни, взрывается сверхновой II типа, оставляя после себя либо чёрную дыру, либо нейтронную звезду. За последние несколько секунд своей жизни она выделяет около 1044 Дж энергии; ну а особый класс сверхновых, гиперновые, могут выдать ещё в 100 или даже более раз больше энергии.
Читать полностью »

Что такое «белые дыры» и существуют ли они на самом деле? - 1


Законы физики говорят нам обо всех возможных явлениях и сущностях, которые в принципе могут появиться в нашей Вселенной — но только наблюдая, измеряя и экспериментируя с реальной Вселенной, мы можем определить, что может появиться на самом деле. Одним из самых первых следствий общей теории относительности Эйнштейна стала чёрная дыра: область пространства с таким количеством материи и энергии, собранных в одном месте, что из этого объёма ничто, даже свет, никогда не сможет выйти. Но у этого явления математически есть и противоположная сторона, обратная чёрной дыре: белая дыра, из которой материя и энергия будут спонтанно выходить.

Чёрные дыры, как показали многочисленные наблюдения, не только физически реальны, но и весьма многочисленны во Вселенной. А как насчёт белых дыр? Что это такое, и существуют ли они физически? В конце концов, это одно из самых захватывающих и необычных явлений, допустимых физикой. Давайте посмотрим на то, что мы знаем по этому поводу.Читать полностью »

Почему мы никогда не сможем заглянуть в самое начало Вселенной - 1


Наверное, самым интересным и сложным вопросом за всю историю существования людей разумных можно считать вопрос «откуда это всё взялось?» Одни из самых древних мифов связаны с сотворением мира, людей и всего остального. В разных местах мифы эти были разными и рассказывались по-разному. И только с относительно недавнего времени в решении этого вопроса появились проблески – например, идея о том, что можно искать ответ на него, изучая Вселенную. Научные измерения понемногу начали решать загадки, ставившие в тупик философов, теологов и мыслителей всех мастей.

В XX веке появились сразу общая теория относительности (ОТО), квантовая физика и теория Большого взрыва, сопровождавшиеся замечательными успехами как в наблюдениях, так и в экспериментах. Эти платформы позволили нам создать теории, которые мы затем смогли проверить и подтвердить, отвергнув остальные. Однако некоторые особенности – в частности, определённые аспекты теории Большого взрыва – оставались нерешёнными, и нам пришлось идти дальше, исследуя эти проблемы всё глубже. В итоге мы пришли к неутешительному выводу, к которому привыкаем по сей день – в наблюдаемой части космоса уже нет никакой информации о самом начале Вселенной. И вот почему это так.
Читать полностью »

Может ли наша Вселенная оказаться чьим-то экспериментом? - 1

Распределение скоростей межзвёздного газа в скоплении галактик, выполненное при помощи компьютерного симулятора IllustrisTNG. Чёрные области, спокойные галактические нити, имеют малую скорость, белые — сверхмассивные чёрные дыры — имеют скорость более 1000 км/с. Эти чёрные дыры сдувают газ, не давая формироваться звёздам.

Сегодня — уникальное время как для астрофизиков и космологов, так и для философов. В ближайшие годы будут введены в строй новые поколения наземных и космических телескопов. Их передовые технологии вкупе с машинным обучением позволят нам прозондировать самые отдалённые участки космоса. И если нам хоть немного повезёт, мы сможем разрешить наиболее упрямые вопросы о происхождении как жизни, так и всей Вселенной.

К сожалению, один такой вопрос в принципе может вообще остаться без ответа: если Вселенная появилась в результате Большого взрыва, что было до него? Профессор Авраам Леб считает, что ответ на него может быть экзотичнее даже самых странных теорий. По его мнению, нашу Вселенную могла создать в своей лаборатории технологически продвинутая цивилизация.
Читать полностью »

Одной из самых живучих и модных околонаучных страшилок нашего времени является гипотетическое «случайное возникновение черной дыры в ускорителе». Якобы безответственные физики-теоретики могут случайно вылепить в очередном «сверхбольшом адронном коллайдере» конгломерат частиц, вокруг которых спонтанно образуется радиус Шварцшильда – и новорожденная черная дыра успешно поглотит сначала ЦЕРН, потом Швейцарию, и далее сколько дотянется.

Читать полностью »


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js