Физик Дмитрий Горбунов о размере Вселенной, реликтовом излучении и кривизне пространства. Вселенная растёт, флуктуирует и воспроизводит себя в различных формах — можно сравнить эту модель с кактусом, от которого отпочковываются новые побеги. Краем Вселенной называют наиболее удалённую область, которую можно увидеть с помощью самых больших из существующих телескопов.
Астрономы оказались на пороге открытия неразгаданных тайн Вселенной: «Огромная новость»
Рубрика Вселенная расскажет о современных открытиях в рамках космического пространства. И пока научный мир бьется над этой неразрешимой задачей, мы разберем самые интересные и удивительные теории о том, где находится край Вселенной. Чтобы Вселенная действительно оказалась черной дырой, все, что находится за пределами радиуса Хаббла, должно быть пространством Минковского нулевой плотности, то есть вакуумом. Физик Дмитрий Горбунов о размере Вселенной, реликтовом излучении и кривизне пространства. Чтобы Вселенная действительно оказалась черной дырой, все, что находится за пределами радиуса Хаббла, должно быть пространством Минковского нулевой плотности, то есть вакуумом.
Астрономы выяснили, что находится за пределами Вселенной
Но это касается только нашей Вселенной, в пределах которой находится планета Земля. Одним из предположений является наличие других Вселенных, где всё может быть совершенно по-другому. Исходя из этого, возникла очень интересная и необычная теория о том, что существует мультивселенная, которая включает в себя миллиард других Вселенных. И в каждой из них существуют совершенно разные физические законы, температура, энергия.
Астрофизики давно пытаются разглядеть в космическом пространстве хоть какие-то признаки жизни. И они нашли кое-что необычное: изучая космическое излучения, в одном из мест были замечены колебания разных температур. Предположительное объяснение такого поведения в этой области — результат столкновения двух Вселенных.
А значит, всё-таки можно предположить, что наша Вселенная, подобно мыльному пузырю, летает вместе с другими такими же пузырями в пространстве мультивселенной. Размеры Вселенной и что находится за её пределами Сложно представить размеры и объёмы Вселенных. Но с другой стороны, их может и не быть.
Гравитационное линзирование происходит, когда гравитация массивного объекта, такого как скопление галактик или чёрной дыры, искривляет пространство-время вокруг себя и свет, излучаемый более дальними объектами, такими как галактики или сверхновые, проходящий через это искривлённое пространство-время, кажется наблюдателю изогнутым и искажённым. Этот эффект «увеличивает» объект, который подвергается линзированию, аналогично тому, как работает увеличительное стекло, позволяя астрономам изучать далёкие объекты более подробно, чем обычно возможно. Большинство гравитационно линзированных объектов формируют дуги вокруг объекта. Но «истинное Кольцо Эйнштейна» образует полный круг вокруг объекта. Это самая далёкая гравитационная линза, когда-либо обнаруженная, на расстоянии 21 миллиарда световых лет.
Но мысль о существовании Мультиверса уже давно считается научной возможностью, хотя все еще вызывает активные дискуссии и деструктивные споры среди физиков.
Этот вариант полностью разрушает представление о том, сколько Вселенных в космосе. Важно иметь в виду, что Мультиверс не теория, а скорее следствие современного понимания теоретической физики. Это отличие имеет решающее значение. Никто не махнул рукой и не сказал: «Пусть будет Мультивселенная! Эта идея была получена из текущих учений, таких как квантовая механика и теория струн. Мультиверс и квантовая физика Многим известен мысленный эксперимент «Кот Шредингера».
Его суть заключается в том, что Эрвин Шредингер, австрийский физик-теоретик, указывал на несовершенство квантовой механики. Ученый предлагает представить животное, которое поместили в закрытую коробку. Если открыть ее, можно узнать одно из двух состояний кота. Но пока коробка закрыта, животное либо живое, либо мертвое. Это доказывает то, что не существует состояния, сочетающего жизнь и смерть. Все это кажется невозможным просто потому, что человеческое восприятие не может этого осознать.
Но это вполне реально в соответствии со странными правилами квантовой механики. Пространство всех возможностей в ней огромно. Математически квантовомеханическое состояние представляет собой сумму или суперпозицию всех возможных состояний. В случае «Кота Шредингера», эксперимент представляет собой суперпозицию «мертвых» и «живых» положений. Но как это интерпретировать, чтобы оно имело какой-либо практический смысл? Популярный способ состоит в том, чтобы думать обо всех этих возможностях так, что единственным «объективно истинным» состоянием кота является - наблюдаемый.
Однако можно также согласиться с тем, что эти возможности верны и все они существуют в разных Вселенных. Теория струн Это самая перспективная возможность объединить квантовую механику и гравитацию. Это трудно, потому что сила тяготения так же неописуема в небольших масштабах, как и атомы и субатомные частицы в рамках квантовой механики. Но теория струн, в которой говорится, что все фундаментальные частицы состоят из мономерных элементов, описывает сразу все известные силы природы. К ним относят гравитацию, электромагнетизм и ядерные силы. Однако для математической теории струн требуется не менее десяти физических измерений.
Мы можем наблюдать только четыре измерения: высоту, ширину, глубину и время. Поэтому дополнительные измерения от нас скрыты. Чтобы иметь возможность использовать теорию для объяснения физических явлений, эти дополнительные исследования «уплотнены» и слишком малы в небольших масштабах. Проблема или особенность теории струн заключается в том, что существует много способов произвести компактификацию. Каждая из них приводит к созданию Вселенной с различными физическими законами, такими как отличные массы электронов и константы силы тяжести. Однако есть также серьезные возражения против методологии компактификации.
Поэтому проблема не совсем решена. Но возникает очевидный вопрос: в какой из этих возможностей мы живем? Теория струн не обеспечивает механизм определения этого. Она делает ее бесполезной, поскольку не представляется возможным ее досконально протестировать. Но исследование края Вселенной превратило эту ошибку в особенность. Последствия Большого взрыва Во время самого раннего устройства Вселенной был период ускоренного расширения, называемый инфляцией.
Российские ученые выяснили, что черные дыры в очень ярких галактиках могут быть входами в эти «порталы» или «кротовые норы» wormholes. В теории, космический корабль может пройти сквозь такие порталы. Однако они окружены интенсивной радиацией, что сводит к нулю шансы экипажа на выживание. Сходство «кротовой норы» и черной дыры заключается в том, что они обладают чрезвычайно сильной гравитацией. Однако, как полагают ученые, тело не может выйти из черной дыры, попав за горизонт событий, в то время как у «кротовой норы» должен существовать выход где-то в другой части космоса.
Что находится за пределами нашей Вселенной: 5 теорий
Именно оттуда приходят фотоны реликтового излучения, которое возникло почти сразу после Большого взрыва. Поверхность последнего рассеяния отражает момент, когда Вселенная стала прозрачной для излучения. Мы не можем увидеть той области, что расположена за поверхностью последнего рассеяния из-за того, что она непрозрачна для излучения. А ведь именно свет позволяет нам видеть отдаленные объекты и судить об их свойствах. Для этого они наблюдают, какое влияние она оказывает на существующие астрофизические объекты.
Сегодня этот край определяется как 15 миллиардов световых лет, но это ещё не значит, что Вселенная там и заканчивается О выпуске.
Одно объяснение заключается в том, что эти галактики содержат гораздо больше тёмной материи, чем ожидалось, а другая теория предполагает, что в них может находиться больше звёзд малой массы, чем в молодых галактиках. Но для выяснения истинной причины учёным требуются дополнительные наблюдения и работа над ними.
До сих пор, самым дальним обнаруженным объектом было кольцо на расстоянии около 14,7 миллиардов световых лет. Возраст самой Вселенной оценивается примерно в 13,7 миллиардов лет, но из-за её постоянного расширения свет самых древних объектов должен пройти гораздо большее расстояние, чтобы достичь наших телескопов.
Ученые могут видеть объекты во Вселенной только тогда, когда отражаемый или излучаемый ими свет достигает нас. Таким образом выходит, что мы никогда не увидим ничего дальше, чем максимальное расстояние, которое в принципе может пройти фотон с момента возникновения Вселенной.
Основываясь на этом, физики считают Вселенную постоянно увеличивающейся и в то же время конечной — этот конечный объем называется Объемом Хаббла. За его пределами, с некоторой долей вероятности, лежит еще одна Вселенная, где можно найти вообще все что угодно.
Космонавт показал одно из самых красивых и загадочных мест во Вселенной
То, что находится за чертой, многих ученых повергло в шок. Лайнуивер и Патель обнаружили, что наблюдаемая Вселенная, находящаяся в радиусе Хаббла области расширяющейся Вселенной, окружающей наблюдателя, за пределами которой объекты удаляются от него со скоростью большей, чем скорость света , совпадает с линией черной дыры. Другими словами, если черная дыра имела бы тот же размер, что и наблюдаемая Вселенная, то она обладала бы такой же площадью. Говорит ли это о том, что Вселенная может оказаться черной дырой? Ученые признают, что множество исследователей пришли к такому заключению несколькими путями. Лайнуивер и Пател выбрали изменение массы, включающее в себя темные материю и энергию. По мере расширения Вселенной в пределах радиуса Хаббла ее масса и энергия увеличиваются за счет роста темной материи. В связи с этим ученые говорят о том, что несколько миллиардов лет назад, когда сфера Хаббла была намного меньше, пространство также располагалось вдоль линии черной дыры.
Есть и более удивительные идеи. Один из самых смелых вариантов - который, тем не менее, допускается в стандартной космологической модели - космические струны. Это гипотетические астрономические объекты длиной в миллиарды световых лет, при этом их диаметр значительно меньше размеров протона. Лопес выдвинула идею, что подобные струны могут функционировать как дополнительный механизм гравитационного притяжения материи. Однако Баник говорит, что это вряд ли решит проблему, потому что, даже если такие объекты существуют, они будут большой редкостью. Натараджан говорит, что нашу существующую космологическую модель "чрезвычайно трудно опровергнуть". Хотя внесение некоторых "изменений" в природу темной материи может объяснить наличие нашей пустоты, я не знаю, как это повлияет на формирование звезд, галактик или черных дыр", - говорит она. В свою очередь, Шанкс задается вопросом, не являются ли космические пустоты на самом деле более распространенным явлением, чем мы думаем. Большая часть наших данных о структуре Вселенной основана на анализе ярких галактик, что вполне естественно, ведь именно за этими объектами легче всего наблюдать.
Однако не исключено, что "менее заметная" материя может группироваться совсем по-другому, что, возможно, делает крупномасштабные структуры или зияющие пустоты более распространенными, чем мы думаем. За последнее столетие результаты наших наблюдений за Вселенной снова и снова приводили нас к одному и тому же выводу: мы не представляем собой ничего особенного. Земля - одна из многих планет, вращающихся вокруг одной из миллиардов звезд в одной из миллиардов галактик - возможно, даже существующей в одной из многих вселенных. Но открытие войда KBC свидетельствует об обратном: возможно мы уникальны. Если мы живем в пустоте, то, пожалуй, это более необычно, чем может показаться на первый взгляд. Необъяснимые космические мегаструктуры Астрономы не перестают находить структуры, которые поражают своими размерами. Еще в 1989 году группа исследователей обнаружила объект CfA2 - "великую стену" из галактик, простирающуюся по меньшей мере на 500 миллионов световых лет. А в 2003 году была открыта Великая стена Слоуна - комплекс сверхскоплений галактик, протяженностью около 1,5 миллиарда световых лет. Десятилетие спустя астрофизики обнаружили самую огромную из подобных суперструктур - Великую стену Геркулеса-Короны-Бореалис размером более 10 миллиардов световых лет.
Существование таких гигантов противоречит так называемому космологическому принципу, который гласит, что структуры во Вселенной не должны быть размером большее 1,2 миллиарда световых лет. С тех пор таких случаев стало намного больше. В 2021 году Алексия Лопес из Университета Центрального Ланкашира Великобритания нашла огромную дугу материи Большая Дуга протянувшуюся на 3,3 миллиарда световых лет. А в этом году она обнаружила, что совсем рядом с этим объектом находится "Большое кольцо" диаметром 1,2 миллиарда световых лет. Мы должны подумать о том, на что могут намекать эти структуры, а не просто отмахиваться от них как от статистических аномалий", - говорит Лопес. Комментируя выводы Лопеса, астроном Томас Шэнкс из Даремского университета Великобритания считает, что это наблюдение весьма интересно, но при этом предупреждает, что наш мозг "очень быстро формирует в сознании такие формы, как кольца". Однако если предположить, что эти мегаструктуры реальны, то факт их существования противоречит стандартной космологической модели, которая утверждает, что такие массивные формы в принципе невозможны. А если это так, то, вероятно, наша модель Вселенной нуждается в корректировке.
Хотя некоторым удается ограничиться незначительным увеличением, для большинства это становится серьезной проблемой. Как сообщает журнал International Immunopharmacology, долгое… SCMP: создана РЛС для обнаружения самолётов-невидимок Китайские ученые совершили прорыв в области обнаружения невидимых для радаров американских самолетов, таких как F-22, F-35 и B-21, что создает серьезную угрозу для военного превосходства США в регионе Тихого океана. Фото Археологическая группа из University of Colorado Boulder обнаружила верхнюю часть огромной статуи фа...
Ранее было принято считать, что самые крупные звезды имеют массу до 200 солнечных, но теперь этот лимит пришлось поднять до целых 300. Это звучит угрожающе и невероятно завораживает… 7. Открытие абсолютно нового вида планет Фото: ucdavis. По крайней мере так мы считали раньше. Но новое открытие пополнило этот ряд третьим видом — синестетическим, или небесным телом, окруженным огромным облаком из испаряющихся частиц породы, которое по форме напоминает гигантский эритроцит. Эти причудливые монстры появились вследствие катастрофических столкновений двух быстро вращающихся космических объектов, размеры которых сопоставимы с обычной планетой. После удара кинетический момент этих тел не только сохраняется, но и провоцирует объединение их обломков в одно общее скопление расплавившегося дебриса обломочный материал , не отличающегося ни твердой, ни жидкой поверхностью. Невероятно, но во Вселенной теоретически существует очень распространенный и совершенно новый для нас вид планетных тел, которые мы раньше никогда не замечали. Вероятно, мы до сих пор пребывали в полном неведении только потому, что цикл жизни этих синестетических планет длится не так долго — до 100 лет, а ведь это ничтожно мало в масштабах бесконечного и безвременного космоса. Звезды могут быть меньше и холоднее, чем их планеты Фото: Newsweek Ученые всегда считали, что даже самые крошечные звезды должны быть крупнее гравитационно связанных с ними планет. Так что обнаруженная звездочка, попади она в нашу Солнечную систему, по размерам оказалась бы скромнее Юпитера, например. Она буквально едва набрала минимально необходимую звездную массу, достаточную чтобы пережигать водород в гелий, и не стать бесславным коричневым карликом или так называемым субзвездным объектом. Так ученые предполагали, пока им казалось, что этой системе всего лишь 500 миллионов лет. Однако когда в список параметров, по которым оценивается возраст планетных систем и звезд, вошли скорость их вращения вокруг центра галактики, металличность состава звезды и характер спектральных линий поглощения, исследователи пришли выводу, что система TRAPPIST-1 — по меньшей мере, почти ровесница нашей Солнечной системы. Более того, она также может быть в 2 раза старше, то есть существовать уже почти 9,8 миллиарда лет. Выходит, вряд ли там есть жизнь, ведь слишком высока вероятность, что планеты в обитаемой зоне уж давно были выжжены и тем самым стерилизованы мощными звездными вспышками. Новое исследование еще раз продемонстрировало человечеству, насколько уникальная наша планета, и как ценна и редка жизнь особенно во вселенских масштабах. Возможно, темная материя исчезает Фото: phys. Зарегистрированные флуктуации, произошедшие предположительно через 378 тысяч лет после Большого взрыва, противоречат прошлым расчетам скорости расширения Вселенной, предусмотренной общепринятой космологической моделью. Объяснить это можно распадом черной материи, которая существовала еще от начала времен, но с тех пор претерпела некоторые изменения, разлагаясь постепенно на нейтрино или другие гипотетические частицы.
Что находится за пределами нашей Вселенной: 5 теорий
Вы можете рассчитать вероятность появления подобных структур, и она может быть очень низкой - но не нулевой", - говорит астрофизик Приямвада Натараджан из Йельского университета. В итоге мы не ожидаем увидеть пустоты или структуры диаметром более 1,2 миллиарда световых лет". Первые намеки на то, что наша область Вселенной "игнорирует эту концепцию", появились в 1990 году, когда Томас Шанкс из Даремского университета Великобритания и его коллеги изучили результаты исследования, сделанные на основе оптических фотографий, и подсчитали количество находящихся в ней галактик. Их оказалось гораздо меньше, чем они ожидали. В 1997 году группа астрономов подсчитала количество галактик в том же регионе на основе инфракрасных снимков и пришла к такому же заключению. Они исследовали ту же самую область с крайне низким количеством галактик и, что очень важно, составили структурную карту этой пустоты. Ученые обнаружили, что мы живем в космической "пустоте" шириной 2 миллиарда световых лет, плотность вещества в которой примерно на 20 процентов ниже средней. Теперь эта область известна как "местная пустота" или "войд KBC" - по инициалам ее первооткрывателей. Однако долгое время оставались сомнения в том, так ли уж она пустынна, как может показаться на первый взгляд.
В конце концов, там может находиться множество объектов, которые не излучают видимый или инфракрасный свет, и поэтому их могли просто не заметить. На снимке скопление галактик Эль-Гордо - это чрезвычайно крупная космическая структура, массой около 3 квадриллионов солнечных масс. Menanteau, IR реклама Это ставит учёных в затруднительное положение. Что, если Вселенная не настолько изотропна и однородна, как мы всегда считали? Он не считает, что факт существования войда КВС является достаточной причиной для паники. Но есть и другие поводы для беспокойства. В 2019 году Алексия Лопес из Университета Центрального Ланкашира Великобритания тестировала новый метод анализа изображений, полученных в ходе Слоановского цифрового обзора неба. Цель проекта - картографирование всего ночного неба в северном и южном полушариях Земли.
В своей работе она использовала способность чрезвычайно ярких объектов, называемых квазарами, подсвечивать более тусклую материю. В своей статье, опубликованной в 2021 году, она сообщила, что обнаружила гигантскую дугу из галактик, простирающуюся на 3,3 миллиарда световых лет. И это лишь одно из нескольких удивительно огромных космических объектов, обнаруженных за последние несколько лет. Напряжение Хаббла Огромные пустоты и структуры - не единственная проблема, с которой сталкивается стандартная модель космологии. Существует также напряжение Хаббла. Известно, что Вселенная расширяется с постоянно растущей скоростью, которая определяется величиной, известной как постоянная Хаббла. Другими словами, что наш локальный участок Вселенной, вероятно, расширяется быстрее, чем все остальное. Буквально на прошлой неделе появились результаты исследования, которые, возможно, помогут решить проблему "напряжения Хаббла".
Однако эта тема по-прежнему является предметом жарких дискуссий среди астрономов. Кроме того, существует проблема "темных потоков" - космического явления, связанного с необъяснимым движением большого количества галактических кластеров в одном направлении.
Доказательства расширения и космологическая постоянная Ученые знают, что Вселенная расширяется из-за красного смещения, растяжения длины волны света в сторону более красного конца спектра по мере того, как излучающий его объект удаляется от нас. У далеких галактик красное смещение больше, чем у ближайших к Земле. Это позволяет предположить, что эти галактики удаляются от нас все дальше и дальше.
Совсем недавно ученые нашли доказательства того, что расширение Вселенной не фиксировано, а на самом деле ускоряется. Для этого явления есть термин, известный как космологическая постоянная или лямбда. В чем проблема? Космологическая постоянная была головной болью для космологов, потому что предсказания ее значения, сделанные физикой элементарных частиц, отличаются от реальных наблюдений на 120 порядков. Поэтому космологическую постоянную называют «худшим предсказанием в истории физики».
Шаровое скопление NGC 6397. Но авторы нового исследования решили эту проблему, переосмысливая существующие версии. Что предлагает новое исследование? В математической интерпретации Ломбризера Вселенная не расширяется, а является плоской и статической, как когда-то считал Эйнштейн.
К ним относится код, отвечающий за упаковку научных данных. Она до сих пор считается самым быстрым аппаратом.
Напомним, что 1 а. Через 40 тыс.
Гравитационное линзирование происходит, когда гравитация массивного объекта, такого как скопление галактик или чёрной дыры, искривляет пространство-время вокруг себя и свет, излучаемый более дальними объектами, такими как галактики или сверхновые, проходящий через это искривлённое пространство-время, кажется наблюдателю изогнутым и искажённым. Этот эффект «увеличивает» объект, который подвергается линзированию, аналогично тому, как работает увеличительное стекло, позволяя астрономам изучать далёкие объекты более подробно, чем обычно возможно. Большинство гравитационно линзированных объектов формируют дуги вокруг объекта. Но «истинное Кольцо Эйнштейна» образует полный круг вокруг объекта.
Это самая далёкая гравитационная линза, когда-либо обнаруженная, на расстоянии 21 миллиарда световых лет.
Теоретики предположили, откуда взялись все объекты во Вселенной
NASA показала пять снимков вселенной, которые сделал телескоп «Джеймс Уэбб». Недавно в твиттере появилась короткая новость о том, что астрономы наконец-то засекли первую луну, находящуюся за пределами Солнечной системы. Если мяч находится в долине, он не движется, имеет низкую энергию и находится в стабильной Вселенной, потому что сильный толчок заставил бы его откатиться. В самых отдаленных уголках Вселенной астрономы сделали потрясающее открытие: квазар, питаемый сверхмассивной черной дырой, наблюдался в том виде, в каком. Стало быть, те 5 галактик, изображения которых передал телескоп, появились в числе первых – когда Вселенная находилась в младенческом состоянии. Отсутствие жизни за пределами Земли — как в Солнечной системе, так и во Вселенной — не доказано.
Из глубин Вселенной: ожил космический зонд, запущенный в межзвездное пространство в 1977 г
За пределами нашей Вселенной находится находится старая фаза вселенной, которая существовала до Большого Взрыва. Считается, что первые звёзды были сверхбольшими и сверхгорячими, поэтому они просуществовали недолго и вследствие быстрого прогорания не встречаются нам при наблюдении за Вселенной. Возможный кандидат в экзопланету находится в спиральной галактике Мессье 51 (M51), которую также называют галактикой Водоворот из-за ее характерного профиля, пишет