Category: космос

Category was added automatically. Read all entries about "космос".

infinity

Физики изучают таинственные «пузыри ничего», которые съедают пространство-время


Издание Motherboard сообщает, что в новом исследовании физики заявляют о внепространственных дырах, известных как «пузыри ничего», которые могут заставить Вселенную поглощать себя изнутри.

Три исследователя из Университета Овьедо (University of Oviedo) в Испании и Уппсальского Университета (University of Uppsala) в Швеции представили в этом месяце в Журнал физики высоких энергий (Journal of High-Energy Physics) статью, озаглавленную «Ничто имеет значение» (“Nothing Really Matters”), о гипотетической, непостижимой дыре, которая может разрушить всю Вселенную.

За гранью бесконечности

Это исследование реанимирует теорию физика-теоретика Эдварда Виттена (Edward Witten), вышедшую в 1982 году.

«Дыра спонтанно возникает в космосе и стремительно расширяется до бесконечности, вталкивая в бесконечность все, что она может встретить», - писал Виттен в своем исследовании.

Физики давно утверждают, что большая часть нашей вселенной состоит из пустоты или вакуума. Все, что находится в более «возбужденной» или нестабильной форме, имеет свойство нисходить к более низким энергетическим формам, выделяя энергию. Это означает, что наша Вселенная относительно стабильна.

Ложный вакуум

Но теперь ученые, включая тех, кто стоит за новым исследованием, ставят под сомнение этот вывод, предполагая, что Вселенная имеет дело с «ложным вакуумом» и по-настоящему не перешла в свое наименее возбужденное и наиболее стабильное состояние. Какой из этого вывод делают исследователи? Ведущий автор нового исследования из Упсальского университета Марджори Скилло рассказала Motherboard, что это означает, что гипотетический «пузырь из ничего» способен «съесть» все пространство-время, превратив его также в «ничто».

Тогда как другие утверждали, что такое событие невозможно, поскольку оно якобы уже произошло, новая теория может помочь нам понять устройство Вселенной, считает Скилло.
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fspas.2018.00040/full
http://publish.uwo.ca/~csmeenk2/files/FalseVacuum.pdf
promo moris_levran december 22, 2014 02:45 8
Buy for 10 tokens
Византийская принцесса Анна – Великая княгиня Киевской Руси. В. Васнецов. "Крещение князя Владимира". В 1988 году в Советском Союзе отмечалась знаменательная дата – 1000-летие Крещения Руси. Минуло 26 лет, и сейчас можно рассмотреть подробнее эти события, поскольку к религии советская власть…
infinity

Кассини приближается к Сатурну


Как будет выглядеть Сатурн, если подлетать к нему на космическом корабле? Не нужно пытаться представить себе эти картины. Автоматический космический аппарат Кассини совершил это в 2004 году, сделав тысячи фотографий по пути к Сатурну и сотни тысяч после выхода на орбиту. Некоторые из этих изображений были обработаны цифровым способом и объединены в замечательный видеофильм, который станет частью большого фильма в формате IMAX под названием "В кольцах Сатурна". По мере приближения к Сатурну его очертания начинают расти, а покрытый облаками Титан уходит вниз, за пределы кадра. Далее Кассини пролетает мимо Мимаса с очень заметным кратером Гершель, запечатлев его на фоне вращающегося Сатурна. Затем на передний план выходят величественные кольца Сатурна, они особенно впечатляют, когда Кассини пересекает их тонкую плоскость. На поверхности самого Сатурна видна темная тень от колец. Наконец, в конце видео, появляется спутник Энцелад с загадочными ледяными гейзерами. После более десяти лет исследований и открытий космический аппарат Кассини в 2017 году израсходовал топливо и вошел в атмосферу Сатурна, где он расплавился.
Великолепный фильм взят отсюда http://www.astronet.ru/db/msg/1643662
byzantine

Ключевое допущение гипотезы темной энергии может оказаться ошибочным


Наиболее прямое и убедительное свидетельство ускорения расширения Вселенной в результате действия темной энергии связано с измерениями космических расстояний при помощи сверхновых типа Ia (SN Ia) в галактиках с высокими красными смещениями. Этот результат базируется на допущении, согласно которому исправленная посредством эмпирической нормализации светимость сверхновых типа Ia не изменяется с ростом красного смещения.

Однако новые наблюдения и анализ, проведенные группой астрономов под руководством профессора Янг-Ука Ли (Young-Wook Lee) Университета Йонсей в Сеуле, Южная Корея, показали, что это ключевое допущение, вероятно, является ошибочным. Команда провела очень высококачественные (отношение сигнал/шум составило примерно 175) спектроскопические наблюдения, охватывающие большую часть известных галактик раннего типа, являющихся родительскими галактиками для сверхновых типа Ia. При помощи этих наблюдений были получены наиболее прямые и надежные на сегодняшний день оценки возраста различных популяций звезд в этих родительских галактиках. Исследователи обнаружили значимую корреляционную связь между светимостями сверхновых и возрастами популяций звезд с доверительной вероятностью 99,5 процента. Таким образом, эти результаты представляют собой самую прямую и строгую проверку возможности эволюции светимости сверхновых типа Ia, когда-либо проводимую до настоящего времени. Поскольку звезды-предшественницы сверхновых в родительских галактиках становятся моложе с увеличением красного смещения, это неминуемо обусловливает внесение серьезной систематической ошибки при измерениях космологических расстояний с использованием сверхновых. Если принять в расчет эволюцию светимости сверхновых, то необходимость введения представления о темной энергии попросту отпадает, рассчитали члены команды Ли (см. фото: красная линия - влияние эволюции светимости сверхновых (Ли и др., 2019); точки – результаты наблюдений (Бетуль и др., 2014); пунктирная черная линия – расчеты светимости сверхновых на основе прямой пропорциональности (закона Хаббла); сплошная черная линия – отклонения от закона Хаббла, которые породили в свое время гипотезу темной энергии. График показывает, что эволюция светимости сверхновых почти полностью объясняет наблюдаемые отклонения от закона Хаббла).

Эта работа основана на материале наблюдений, проводимых командой в течение 9 лет при помощи 2,5-метрового обсерватории Лас-Кампанас, Чили, и 6,5-метрового телескопа MMT, США.

Результаты были представлены на 235-м собрании Американского астрономического общества, проходившем в г. Гонолулу, Гавайи, 5 января. Работа также принята к публикации в журнале Astrophysical Journal и будет опубликована в свежем номере журнала за январь 2020 г.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20200107104024
byzantine

«Золота везде мало»: последнее интервью Хокинга.

В своем последнем интервью астрофизик Стивен Хокинг рассказывал о важности новой шкалы расстояний во вселенной, тайнах черных дыр и о том, почему на Земле и в космосе так мало атомов золота.

В середине октября 2018 года весь мир горячо обсуждал важное научное событие. Сообщение, которое держалось под строгим эмбарго с августа того же года, подтвердилось — ученые объявили о первом в истории детектировании гравитационно-волнового всплеска от слияния двух нейтронных звезд.

Сделано это было при помощи интерферометра LIGO, на котором ранее были получены первые всплески от слияния черных дыр, за что трое известных физиков были удостоены Нобелевской премии.

Особенностью октябрьского открытия стало то, что после гравитационного сигнала был получен отклик и в электромагнитном диапазоне — гамма, оптическом, радио и рентгеновском. Одним из важных выводов открытия стало подтверждение гипотезы, что именно в таких процессах во вселенной рождаются большинство элементов тяжелее железа — золота, лантанидов, урана и других. Открытие, сделанное коллаборацией LIGO, стало темой интервью, которое дал известный астрофизик Стивен Хокинг Паллабу Гошу, обозревателю «Би-би-си» по вопросам науки.

Это интервью, опубликованное накануне, стало последним для Хокинга, который скончался 14 марта.

— Расскажите, насколько важно обнаружение слияния двух нейтронных звезд?

— Это настоящее достижение. Это первое в истории обнаружение гравитационно-волнового источника с электромагнитным откликом. Оно подтверждает, что короткие гамма-всплески происходят при слиянии нейтронных звезд. Оно дает новую возможность определения расстояний в космологии и говорит нам о поведении материи с невероятно высокой плотностью.

— О чем расскажут нам электромагнитные волны от этого слияния?

— Электромагнитное излучение указывает нам точное положение (источника) на небе. Кроме того, оно говорит нам о красном смещении объекта (сдвиг спектральных линий в длинноволновую сторону). Гравитационные волны указывают нам на фотометрическое расстояние.

Вместе эти измерения дают нам новый способ измерения расстояний в космологии. Это первый пример того, что станет новой космологической шкалой расстояний.В середине октября 2018 года весь мир горячо обсуждал важное научное событие. Сообщение, которое держалось под строгим эмбарго с августа того же года, подтвердилось — ученые объявили о первом в истории детектировании гравитационно-волнового всплеска от слияния двух нейтронных звезд.

Сделано это было при помощи интерферометра LIGO, на котором ранее были получены первые всплески от слияния черных дыр, за что трое известных физиков были удостоены Нобелевской премии.

Особенностью октябрьского открытия стало то, что после гравитационного сигнала был получен отклик и в электромагнитном диапазоне — гамма, оптическом, радио и рентгеновском. Одним из важных выводов открытия стало подтверждение гипотезы, что именно в таких процессах во вселенной рождаются большинство элементов тяжелее железа — золота, лантанидов, урана и других. Открытие, сделанное коллаборацией LIGO, стало темой интервью, которое дал известный астрофизик Стивен Хокинг Паллабу Гошу, обозревателю «Би-би-си» по вопросам науки.

Это интервью, опубликованное накануне, стало последним для Хокинга, который скончался 14 марта.

— Расскажите, насколько важно обнаружение слияния двух нейтронных звезд?

— Это настоящее достижение. Это первое в истории обнаружение гравитационно-волнового источника с электромагнитным откликом. Оно подтверждает, что короткие гамма-всплески происходят при слиянии нейтронных звезд. Оно дает новую возможность определения расстояний в космологии и говорит нам о поведении материи с невероятно высокой плотностью.

— О чем расскажут нам электромагнитные волны от этого слияния?

— Электромагнитное излучение указывает нам точное положение (источника) на небе. Кроме того, оно говорит нам о красном смещении объекта (сдвиг спектральных линий в длинноволновую сторону). Гравитационные волны указывают нам на фотометрическое расстояние.

Вместе эти измерения дают нам новый способ измерения расстояний в космологии. Это первый пример того, что станет новой космологической шкалой расстояний.

Вещество внутри нейтронной звезды куда более плотно, чем все, что мы можем произвести в лаборатории. Электромагнитный сигнал от сливающихся нейтронных звезд способен рассказать нам о поведении материи с такой сверхвысокой плотностью.

— Подскажет ли нам это открытие, как образуются черные дыры?

— Факт того, что черные дыры могут образовываться при слиянии двух нейтронных звезд, был известен из теории. Однако это событие стало первой ее проверкой или первым наблюдением. Слияние, вероятно, приводит к образованию вращающейся, сверхмассивной нейтронной звезды, которая затем коллапсирует в черную дыру.

Этот процесс сильно отличается от других способов образования черных дыр, таких как взрыв сверхновой или аккреции вещества нормальной звезды на нейтронную звезду. Тщательный анализ данных и теоретическое моделирование на суперкомпьютерах даст широкие возможности к пониманию динамики образования черных дыр и гамма-всплесков.

— Дадут ли измерения гравитационных волн более глубокое понимание того, как работают пространство-время и гравитация, а значит — изменит наше представление о вселенной?

— Да, без тени сомнения. Независимая космологическая шкала расстояний может дать независимую проверку космологических наблюдений, а может таить и немало сюрпризов. Гравитационно-волновые наблюдения позволяют нам проверять Общую теорию относительности в тех случаях, когда гравитационное поле сильно и очень динамично. Некоторые считают, что Общая теория относительности должна быть модифицирована, чтобы избежать введения темной энергии и темной материи.

Гравитационные волны дают новый способ, позволяющий искать признаки возможных отклонений от Общей теории относительности. Обычно появление нового наблюдательного окна во вселенную приводит неожиданностям, которые невозможно предсказать.

А пока мы трем наши глаза, а точнее уши, поскольку только проснулись, чтобы услышать звук гравитационных волн.

— Может ли слияние нейтронных звезд быть одним из немногих способов — или единственным способом —, благодаря которому во вселенной образуется золото? Может ли оно объяснить, почему золота так мало на Земле?

— Да, столкновение нейтронных звезд — это один из способов образования золота. Оно также может рождаться при быстрых захватах нейтронов при взрывах сверхновых. Золота мало везде, не только на Земле.

Причина его редкости в том, что максимум энергии связи ядра приходится на железо, что затрудняет образование элементов тяжелее него. Кроме того, для образования таких стабильных тяжелых ядер, как золото, требуется преодолеть сильное электромагнитное отталкивание.
byzantine

Визуализация НАСА показывает искривлённый мир черной дыры.


Эта новая визуализация черной дыры иллюстрирует, как ее гравитация искажает наш взгляд, деформируя окружение, как будто оно видно в карнавальном зеркале. Визуализация моделирует появление черной дыры, в которой падающее вещество собралось в тонкую горячую структуру, называемую аккреционным диском. Чрезвычайная гравитация черной дыры искажает свет, испускаемый различными областями диска, создавая деформированный вид.

Яркие узлы постоянно образуются и рассеиваются в диске, когда магнитные поля закручиваются и закручиваются в газообразном облаке. Ближайшая к черной дыре газ вращается со скоростью, близкой к скорости света, в то время как внешние части вращаются немного медленнее. Эта разница растягивает и срезает яркие узлы, создавая светлые и темные полосы на диске.

Если смотреть сбоку, диск выглядит ярче слева, чем справа. Светящийся газ на левой стороне диска движется к нам так быстро, что эффекты относительности Эйнштейна придают ему яркость; с правой стороны происходит обратное, когда удаляющийся от нас газ становится немного тусклее. Эта асимметрия исчезает, когда мы видим, что диск находится точно лицом к нам.

Ближе к черной дыре гравитационный изгиб света становится настолько чрезмерным, что мы можем видеть нижнюю сторону диска как яркое кольцо света, по-видимому, очерчивающее черную дыру. Это так называемое «фотонное кольцо» состоит из множества колец, которые постепенно становятся все слабее и тоньше от света, который облетел черную дыру два, три или даже больше раз, прежде чем ускользнуть, чтобы достичь наших глаз. Поскольку черная дыра, смоделированная в этой визуализации, сферическая, кольцо фотонов выглядит почти круглым и идентичным с любого угла обзора. Внутри фотонного кольца находится тень черной дыры, область примерно в два раза больше горизонта событий - ее точка невозврата.


«Подобные симуляции помогают нам визуализировать то, что имел в виду Эйнштейн, когда сказал, что гравитация искажает ткань пространства и времени», - объясняет Джереми Шнитман, который создал эти великолепные изображения с помощью специального программного обеспечения в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «До недавнего времени эти визуализации были ограничены нашим воображением и компьютерными программами. Я никогда не думал, что можно будет увидеть настоящую черную дыру». Тем не менее, 10 апреля команда телескопа Event Horizon выпустила первое в истории изображение тени черной дыры, используя радионаблюдения сердца галактики M87.



https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20190926003232
byzantine

Пролетая над астероидом Веста.




Аниматоры из Аэрокосмического центра Германии собрали изображения и данные о высоте рельефа, полученные космическим аппаратом НАСА "Рассвет" (Dawn), который посетил Весту несколько лет назад, и создали этот виртуальный фильм. Сначала "полёт" проходит над парой параллельных впадин Дивалия Фосса (Divalia Fossa), затем над 60-километровом кратере Марсия, а в конце видны 5-и километровые горы Арисия Толус (Aricia Tholus).
byzantine

Новое доказательство общей теории относительности.

Чуть больше 100 лет прошло после опубликования Эйнштейном общей теории относительности. В этой теории, основываясь на эквивалентности ускорения и гравитации Эйнштейн показал, что материя и энергия сообщают пространству-времени как изгибаться, а изгиб пространства-времени говори материи как двигаться. На основе ОТО было предсказано множество эффектов, которые впоследствии были доказаны непосредственными наблюдениями.

Искривление света вблизи больших масс. Его теория была успешно подтверждена в ходе экспериментов Артура Эддингтона, который сфотографировал звезды вблизи Солнца во время полного солнечного затмения в 1919 году. Эддингтон обнаружил, что позиции звезд у края солнечного диска были немного смещены, в соответствии с предсказанием Эйнштейна, и что размер этого смещения соответствовал вычислениям Эйнштейна. Особый случай - гравитационное линзирование. Гравитационную линзу создает мощное поле тяготения объекта, обладающего значительной массой (например, крупной галактики), случайно оказавшегося между наблюдателем и каким-либо удаленным источником света – квазаром, другой галактикой или яркой сверхновой. Эйнштейновская теория гравитации рассматривает поля тяготения как деформации пространственно-временного континуума. Соответственно и линии, по которым распространяются световые лучи за наикратчайшие промежутки времени (геодезические линии), также искривляются. В результате наблюдатель видит изображение источника света искаженным определенным образом.


Аномальное смещение перигелия Меркурия — обнаруженная в 1859 году особенность движения планеты Меркурий. Угловая скорость поворота составляет примерно 500″ (угловых секунд) за 100 земных лет. Теория гравитации Ньютона не могла объяснить это смещение. Основываясь на уравнениях ОТО Эйнштейн в 1915 году получил практически точное совпадение расчётного смещения орбиты Меркурия с наблюдаемым смещением в 43″ за столетие. Этот же результат получил в 1916 году Карл Шварцшильд, основываясь на точном решении уравнений Эйнштейна.

Гравитационное красное смещение света. В лаборатории Гарвардского университета в 1959 году Роберт Паунд и Глен Ребка провели эксперимент, который позволил измерить гравитационное красное смещение. Красное смещение - доплеровский эффект увеличения длины волны излучения при движении кванта в гравитационном поле. Для определения разности темпа хода времени в разнесённых по высоте точках Паунд и Ребка использовали измерения частоты фотонов в двух точках вдоль их траектории: в точке испускания и в точке поглощения. Разность в измеренной частоте в верхней и нижней точках указывает на разность хода времени в этих точках.

Обнаружение гравитационных волн. Существование гравитационных волн впервые было предсказано в 1916 году Альбертом Эйнштейном на основании общей теории относительности. Эти волны представляют собой рябь пространства, распространяющуюся во времени со скоростью света: при прохождении гравитационной волны между двумя свободно падающими телами расстояние между ними изменяется. 14 сентября 2015 года коллаборациями LIGO и VIRGO; об открытии было объявлено 11 февраля 2016 года, в год столетия создания ОТО.

Первое изображение чёрной дыры. В среду, 10 апреля, на сайте Event Horison Telescope появилось сообщение о получении астрономами первой в истории фотографии черной дыры.

Одним из фундаментальных предсказаний ОТО является существование черных дыр. Несмотря на недавнее обнаружение гравитационных волн от слияния таких объектов, прямые доказательства с использованием электромагнитных волн получены только сейчас. «Мы сделали первый снимок черной дыры, — сообщил в эфире директор проекта EHT Шеперд С. Доулман из Центра астрофизики. — Это выдающийся научный подвиг, совершенный командой из более чем 200 исследователей».
infinity

Вселенная и Антивселенная в новой космологической теории.


Новая космологическая модель предполагает, что наша Вселенная имеет зеркальное отображение в форме «Антивселенной», существовавшей до Большого взрыва.

С определенной точки зрения наша Вселенная выглядит однобоко. Время расширяется по мере расширения пространства, и в нем больше материи, чем антивещества. Это, кажется, нарушает фундаментальную симметрию, называемую CPT- симметрией, которая говорит, что физика неизменна, когда время, пространство и вещество-антивещество перевернуты. Чтобы уравновесить космос, Латам Бойл, Киран Финн и Нил Турок из Института теоретической физики Периметра в Канаде предлагают, чтобы большой взрыв был также отправной точкой Антивселенной, где время бежит в противоположном направлении и доминирует антивещество. Они показывают, что такая CPT -симметричная модель не только согласуется с известной историей космического расширения, но также обеспечивает прямое объяснение темной материи.

СРТ симметричная модель является альтернативой инфляции, которая предполагает , что Вселенная прошла через непродолжительного эпоху экспоненциального роста сразу после Большого взрыва. Это быстрое расширение может объяснить некоторые космологические наблюдения, но оно требует существования дополнительных, все еще гипотетических квантовых полей. Бойл и его коллеги показывают, что их предложение может объяснить раннюю космическую эволюцию, не изобретая новую физику. В CPT -симметричной модели время и пространство непрерывно проходят через большой взрыв, а Антивселенная, возникающая в отрицательном направлении времени, ведет себя как зеркальное отражение нашей Вселенной.

Команде еще предстоит показать, может ли эта модель воспроизвести некоторые наблюдения, которые объясняет сценарий инфляции, такие как однородность космоса в больших масштабах. Тем не менее, новая модель дает естественное объяснение темной материи: СРТ- симметричная Вселенная будет производить большое количество очень массивных стерильных нейтрино. Такие сверхтяжелые нейтрино также могут быть источником недавно наблюдавшихся высокоэнергетических ливней космических лучей (см. 18 октября 2018 г. ).

https://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.121.251301
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.121.251301