Рубрика «спросите итана» - 14

в 18:12, , рубрики: астрономия, Вселенная, космологическая константа, Научно-популярное, общая теория относительности, ото, спросите итана, тёмная энергия, физика

Вселенная, конечно, расширяется, и это расширение ускоряется. Но что мы знаем об этом процессе кроме простого названия «тёмная энергия»?

Выбирая между отчаянием и энергией, я выберу последнее
— Джон Китс

Всю неделю вы напрягали мозг в попытках задать глубокий и загадочный вопрос о Вселенной, и мы получили множество великолепных вопросов – жаль, что я могу выбрать лишь один из них. На этой неделе честь достаётся Пиуш Гупте, которая спрашивает:

Мы узнали, что тёмная энергия составляет примерно 70% от энергии Вселенной. У нас есть доказательства её существования благодаря разным наблюдениям. И она действительно влияет на эволюцию Вселенной. Но что есть тёмная энергия? Имеем ли мы хоть какое представление? Есть для неё какие-либо приемлемые модели?

И у нас правда есть пара хороших идей, но давайте для начала сверим наши знания.

Спросите Итана №59: что такое тёмная энергия? - 1

Первое, что нужно принять – концепцию пространства-времени, а также самую важную идею общей теории относительности: количество и тип материи и энергии во Вселенной неразрывно связаны с эволюцией пространства-времени по мере движения Вселенной во времени. До Эйнштейна считалось, что пространство и время постоянны и фиксированы. С одной стороны, есть пространство, которое можно представить как статичную трёхмерную сетку, а с другой — время, отдельный фиксированный континуум, через который все точки пространства двигаются одновременно.

В ОТО всё это меняется сразу двумя способами – и оба очень важны.
Читать полностью »

в 23:12, , рубрики: астрономия, Научно-популярное, спросите итана, физика, чёрные дыры

Самые плотные и массивные объекты Вселенной живут ужасно долго, но не вечно. И вот, что с ними случается

Перед фактом сядьте, словно ребёнок, и приготовьтесь расстаться с любым предубеждением, следуя скромно куда и к чему бы не привели бездны природы, или же вы ничему не научитесь.
— Т. Г. Хаксли

Представляя себе чёрные дыры вы, наверно, думаете о сверхплотных и очень массивных участках пространства, откуда ничто не может убежать. Ни материя, ни антиматерия, ни даже свет! Вы также можете думать, что они продолжают питаться всем, чему не посчастливилось столкнуться с ними, даже тёмной материей. Но в какой-то момент любая чёрная дыра во Вселенной не только закончит расти, но и начнёт уменьшаться, терять массу, до тех пор, пока не испарится полностью! На этой неделе в нашей колонке мы ответим на вопрос Павла Жужельского, который спрашивает:

Я часто видел объяснения излучения Хокинга типа: «пары виртуальных частиц появляются на горизонте событий. Одна падает в дыру, другая убегает, унеся с собой частичку массы дыры». И обычно мелким шрифтом указано, что это – упрощение. Наверно, это так и есть – ведь если одна из частиц падает в дыру, её масса должна увеличиваться на массу частицы. В чём подвох?

Это очень сложная тема, но такая, которую мы понимаем. Начнём с обсуждения того, как выглядит пустое пространство.

Спросите Итана №57: как умирают чёрные дыры? - 1

В общей теории относительности пространство и время имеют запутанную связь, и формируют четырёхмерную ткань пространства-времени. Если вы уберёте все частицы во Вселенной на бесконечно большое расстояние от нужной вам точки, если вы уберёте факт расширения пространства из уравнений, если вы также устраните все виды излучений, и присущую космосу кривизну – вы сможете заявить, что создали плоское пустое пространство.

Но когда вы начинаете принимать во внимание, что живёте во Вселенной, где всеми частицами и их взаимодействиями управляет квантовая теория поля, вам придётся признать, что даже в отсутствие физических частиц, физические поля, управляющие их взаимодействиями, никуда не денутся. Одним из последствий этого будет то, что сущность, которую мы представляем себе, как «плоское пустое пространство», не избавлено от энергии. Вместо этого нужно представлять себе плоское пустое пространство как квантовый вакуум, где повсюду есть квантовые поля.
Читать полностью »

в 14:40, , рубрики: астрономия, Вселенная, Научно-популярное, спросите итана, тёмная материя, физика, чёрные дыры

Тёмной материи во Вселенной в пять раз больше, чем обычной. Но как это влияет на чёрные дыры?

Одного дня достаточно, чтобы мы выросли, или, наоборот, уменьшились.
— Пауль Клее

Хотите верьте, хотите – нет, но цитата подходит как к чёрным дырам, так и к людям. Иногда чёрная дыра может несказанно прирасти, а иногда – потерять больше массы-энергии, чем приобрела. На этой неделе статья посвящается вопросу Майкла Бута, который затрагивает не только этот аспект чёрных дыр, но и более тёмную их сторону:

Поскольку тёмная материя взаимодействует с барионной только через гравитацию, и поскольку тёмной материи существует в 5 раз больше, чем барионной, 5/6 чёрных дыр должны содержать тёмную материю. Сообщает ли нам эта информация что-либо полезное касательно чёрных дыр?

Отвечая на этот вопрос, нужно рассмотреть много аспектов, так что начнём мы с описания того, что такое чёрная дыра, и с того, что наша планета ею не является.

Спросите Итана №56: состоят ли чёрные дыры из тёмной материи? - 1

Если взять такую планету, как Земля, у неё есть огромное количество гравитационной энергии, удерживающее нас на поверхности. Чтобы убежать от гравитационного поля планеты, нам необходимо достичь огромных скоростей порядка 11 200 м/с. Гравитационное поле в фотосфере Солнца гораздо сильнее, там нужно двигаться со скоростью порядка 618 000 м/с, чтобы вырваться из его гравитационного поля. Это большие скорости, но достижимые.
Читать полностью »

в 19:13, , рубрики: астрономия, Большой Взрыв, Вселенная, космическая инфляция, Научно-популярное, спросите итана, физика

Как характерная черта, основанная на наблюдении космической инфляции, может провозгласить научную революцию века (18 марта 2014 года)

Несмотря на название, Теория большого взрыва – это вообще не теория взрыва. Это теория последствий взрыва.
— Алан Гут

Когда вы представляете себе начало Вселенной, вы, наверно, думаете о горячем, плотном состоянии, наполненном материей и излучением, которое невероятно быстро расширяется и охлаждается (и, кстати, так всё и было). Но чего нельзя сделать – так это экстраполировать назад до произвольно горячего и плотного состояния. Вы можете думать, что без проблем пройдёте назад по времени, до «сингулярности» с бесконечными температурой и плотностью, когда вся энергия Вселенной была сжата в единую точку – но это не соответствует действительности.

Доказательство существования Вселенной до Большого взрыва - 1

Одна из замечательных особенностей Вселенной состоит в том, что излучение, зародившееся в то время, всё её существует. Оно претерпевало отражения от заряженных частиц во времена Вселенной, бывшей юной, горячей и ионизированной (а это продлилось в течение 380 000 лет). Когда Вселенная стала электрически нейтральной (когда материя впервые сформировала нейтральные атомы), оставшееся от Большого взрыва излучение устремилось по прямой, не прерываемое этой нейтральной материей.
Читать полностью »

в 20:01, , рубрики: астрономия, Большой Взрыв, гравитационные волны, Научно-популярное, спросите итана, физика

Есть ли способ заглянуть за барьер, существующий перед тем моментом жизни Вселенной, когда она стала прозрачной?

С ранних времён люди – исследователи и мыслители – хотели выяснить форму их мира. И мы всегда делали это, рассказывая истории. Трудно позволить правде встать на пути хорошей истории.
— Адам Сэвидж

После небольшого перерыва я рад объявить о возвращении нашей колонки. Каждую неделю мы предлагаем вам высылать ваши вопросы и предложения, чтобы получить на них подробный ответ, используя все возможности научного знания. В связи с долгим отсутствием я решил выдать вам сразу три ответа в одном, благодаря Жерару, который спрашивает:

Два астрономических вопроса:
1) на гравитационные волны, по идее, не должен влиять заряд материи. Возможно ли, что они помогут нам заглянуть дальше времени реликтового излучения? То есть, преодолеть барьер реликтового излучения?
2) Фотоны рассеиваются заряженными частицами сильнее, чем нейтральными атомами водорода. Будут ли фотоны определённых частот рассеиваться больше других заряженными частицами?

И личный вопрос: как вы заинтересовались астрономией? Из-за учителя в колледже? Из-за родственника? Из-за похода в планетарий?

Начнём с первых двух вопросов и настоящего времени.

Спросите Итана №54: какой самый ранний из сигналов Вселенной мы зафиксировали? - 1
Читать полностью »

в 8:02, , рубрики: big rip, астрономия, Большой Взрыв, большой разрыв, Вселенная, Научно-популярное, спросите итана, судьба вселенной, физика

Самая страшная из всех судеб Вселенной, приводящая к полному уничтожению всего, что было и что будет

Почему это необходимо — быть такими одинокими? Столько людей живет в этом мире, каждый из нас что-то жадно ищет в другом человеке, и все равно мы остаемся такими же бесконечно далекими, оторванными друг от друга. Почему так должно быть? Ради чего? Может, наша планета вращается, подпитываясь людским одиночеством?
— Харуки Мураками

Вокруг нас существует огромная Вселенная, тянущаяся на сотни миллиардов световых лет, содержащая не менее триллиона галактик. Возможно, что Вселенная, размеры которой превышают наблюдаемую её часть, бесконечна. Но что случится с ней в будущем? Среди ваших отличных вопросов и предложений, отправленных на этой неделе, для ответа в нашей колонке был выбран вопрос Джеффа Харриса, который спрашивает:

Когда-то я читал статью в New York Times про нечто под названием «Большой разрыв». Они указали, что ускоряющееся расширение Вселенной приведёт к тому, что галактики не смогут взаимодействовать друг с другом, атомы не смогут сформироваться, и материя «испарится». Принимая во внимание текущую скорость расширения, возможен ли такой исход? Каковы будут основные стадии этого Большого разрыва, и через какое время от текущего они будут происходить?

Если вам интересна судьба Вселенной, вам надо вернуться к Большому взрыву и проследить, как она развивалась до сегодняшнего дня.

Спросите Итана №53: что такое Большой разрыв? - 1

На ранних стадиях, 13,8 миллиардов лет назад, Вселенная была горячей, плотной, почти идеально однородной и очень быстро расширялась. Поскольку Вселенная очень массивна, параллельно на неё действовало гравитационное притяжение, замедлявшее расширение, противодействовавшее ему, и, возможно, способное когда-нибудь обратить его. Последнее зависит от трёх вещей: начальной скорости расширения, общего количества материи и энергии во Вселенной, и типа и пропорций присутствующих видов энергии.

Долгое время считалось, что у Вселенной есть три варианта развития:
Читать полностью »

в 19:06, , рубрики: астрономия, Большой Взрыв, Вселенная, инфляция вселенной, космологическая постоянная, Научно-популярное, расширение вселенной, спросите итана, физика

Родись мы на пару миллиардов лет раньше, мы бы об этом не знали

В конце концов, “Вселенная” — это гипотеза, как и “атом”, и ей надо дать свободу обладать свойствами, делать противоречивые и невозможные для конечной материальной структуры вещи.
-Уильям де Ситтер

Уже год еженедельно я прошу вас отправлять мне вопросы и предложения, и я выбираю те, что мне понравились для еженедельной колонки “Спросите Итана”. Мы обращались к темам от мельчайших до крупнейших масштабов, от земных дел до космических, и от начала Вселенной до её конца. На этой неделе меня спрашивает Хемза Азри по поводу вот чего:

Пытаюсь узнать, есть ли новые данные наблюдений по поводу фазы ускорения Вселенной! Когда оно началось?

Поговорим о Вселенной и её расширении.

image

Меньше 100 лет назад мы узнали, что спиральные туманности в нашем небе — это не протозвёзды, возникающие в нашей галактике, а целые галактики, находящиеся от нас на расстояниях от миллионов до миллиардов световых лет. Почти сразу же мы поняли, что существует удивительная связь между расстоянием до галактики и её скоростью движения относительно нас.
Читать полностью »

в 18:36, , рубрики: астрономия, барионы, Большой Взрыв, Вселенная, закон сохранения барионных чисел, лептоны, Научно-популярное, спросите итана, физика

Если в начале существования Вселенной в ней было одинаковое количество материи и антиматерии, почему в сегодняшнем космосе материя доминирует?

Вы можете не чувствовать себя очень мощным, но если вы — взрослый человек среднего размера, в вашем скромном теле содержится не меньше 7 × 1018 Дж потенциальной энергии — её было бы достаточно, чтобы вы могли взроваться с мощностью тридцати очень больших водородных бомб, если бы вы знали, как освободить её и если бы вам это было очень нужно.
— Билл Брайсон

В конце недели я выбираю лучший из ваших вопросов для колонки “спросите Итана”, и на этой неделе честь предоставляется Джастину Старру, который спрашивает:

Насколько я понимаю, в зарождавшейся Вселенной были равные части материи и антиматерии, в результате чего происходила серьёзная аннигиляция. И как же материя в результате победила?

Джастин спрашивает об одной из величайших нерешённых загадок Вселенной.

Подумайте об этих двух вроде бы противоречащих друг другу фактах:
Читать полностью »

в 17:52, , рубрики: астрология, астрономия, наука, Научно-популярное, научный метод, спросите итана

И как можно вообще судить об этом?

Когда мне было десять лет, я знал только то, что я ненавидел странные слова, описывавшие то, что случилось с моим братом. До сих пор я думаю, что это произошло из-за того, что он был одержим злыми духами, вышедшими на свободу в доме с привидениями, который показывали на карнавале тем летом. Так мне гораздо легче осмыслить это, чем принять реальность.
— Тим Каммингс

И снова у нас конец недели, и снова я перебрал присланные вами вопросы и предложения, и выбрал один, на который я отвечу настолько подробно, насколько хватит моих возможностей. Сегодня эта честь предоставляется Атаназ З., которому интересна связь между звёздами и нашими жизнями на Земле:

А есть ли вообще такие вещи, с точки зрения науки, когда звёзды выстраиваются определённым образом, и так далее, и ещё эти комментарии вроде «в вашем прогнозе на этот год описано, что случится то и сё»? Каждый год с мая по август я мучаюсь. Есть ли какая-то связь между звёздами, их расположением и жизнями людей?

Эта идея была с нами всё время существования человечества, а может быть, даже больше того.
Читать полностью »

в 9:40, , рубрики: астрономия, Большой Взрыв, Вселенная, инфляция, Научно-популярное, спросите итана

Читатель спрашивает:

Мне 44 года, и с самого детства меня интересовал следующий вопрос. От микромира до макромира, везде вокруг нас мы наблюдаем вращение – электроны вокруг ядра, луны вокруг планет, планеты вокруг звёзд, звёзды вокруг галактических центров (как я думаю). Вращаются ли вокруг чего-либо галактики? Если да, то вокруг чего? А прочтя "Спросите Итана №45", я подумал — не вращаются ли вселенные вокруг чего-либо? Можно ли это как-то узнать?

Тут сразу много вопросов, поэтому начнём с самого начала.

image

До того, как Вселенная заполнилась материей, излучением, нейтрино, тёмной материей или любыми другими частицами, она очень быстро расширялась. Энергия, содержавшаяся в ней, была присуща самому пространству-времени. Это был начальный период инфляции, который мы называем Большим взрывом, и который привел к появлению того, что мы называем нашей Вселенной. В это время происходили квантовые флюктуации, но они не могли взаимодействовать друг с другом из-за слишком быстрого расширения, несмотря на то, что происходили со скоростью света. Судя по всему, расширение было равномерным и шло во все стороны.

По окончанию инфляции присущая пространству-времени энергия преобразовалась в материю, антиматерию и излучение, и эти флюктуации привели к появлению очень плотных и очень разреженных регионов в быстро расширяющейся Вселенной.
Читать полностью »

1...10...131415...16
Главная   |  Архив новостей  |   Android  |   Google  |   Apple  |   Microsoft  |   Информационная безопасность  |   Веб – разработка
Публикации RSS  |  Комментарии RSS
https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js