?

Log in

No account? Create an account

Entries by category: космос


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
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…



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).

Недавно астрономы смогли получить наиболее детальное изображение поверхности Бетельгейзе. В этом им помог комплекс радиотелескопов ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Наблюдения на субмиллиметровых волнах обнаружили в системе огромный шлейф газа, сопоставимый по размеру с Солнечной системой. Также на поверхности звезды был замечен гигантский пузырь, поднимающийся из ее недр. Наблюдение за звездой Бетельгейзе поможет понять как устроенны супергиганты Бетельгейзе по размерам сопоставима с орбитой Марса или даже Юпитера. В течение ближайших сотен тысяч лет красный гигант коллапсирует, скорее всего с образованием сверхновой. В этом случае звезда на некоторое время станет третьим по яркости объектом на земном небе и ее можно будет увидеть даже днем.

Пятнистая поверхность Бетельгейзе полученная при использовании метода интерферометрии в инфракрасном свете.

Снимок телескопа «Гершель»
Некоторые ученые считают, что взрыва не будет, звезда просто сбросит свои внешние слои атмосферы, обнажив тяжелое плотное ядро (предположительно кислородно — неоновое) таким образом, образовав белый карлик. Звезда и сейчас постоянно теряет большое количество своего вещества с верхних слоев атмосферы, образуя вокруг себя огромное облако газа и пыли. На новых фото эти газовые туманности вокруг звезды хорошо заметны.
ФотоCollapse )

Приливная волна на планете Миллер. Момент из фильма Интерстеллар.

В данном фильме этот фрагмент не точен. Если режиссёр фильма хотел показать, что вблизи чёрной дыры приливные волны столь колоссальны, то для образования таких волн необходимо было, чтобы глубина Океана на планете Миллера была бы не меньше нескольких километров. Кроме того, вблизи чёрной дыры, где время столь сильно замедляется, что час, проведённый на поверхности планеты Миллер для удалённого наблюдателя был бы равен семи годам, то это соответствовало нахождению этой планеты вблизи горизонта событий. Это бы неминуемо привело бы к разрыву планеты Миллер на множество фрагментов, и последующему неизбежному поглощению остатков чёрной дырой. (Ещё мнение https://www.liveinternet.ru/users/3073298/post344740709 )

Приливные силы возникают в телах, свободно движущихся в неоднородном гравитационном поле. Такие силы возникают в системе Земля – Луна, и проявляются в виде такого явления как приливы и отливы. Силы тяготения максимальны для частей тела, ближних к тяготеющей массе, и минимальны для дальних частей. При этом приливные силы проявляются в виде разности между силами, действующими на крайние точки и на центр тела.
Можно также наглядно представить физическую сущность приливных сил через третий закон Кеплера, также описывающий движение тел в неоднородном поле тяготения.

Этот закон гласит, что периоды обращения тела в центральном поле тяготения соотносятся, как кубы больших полуосей их орбит; таким образом, тело (или часть его) находящееся ближе к источнику силового поля, будет двигаться по своей орбите с более высокой скоростью, чем расположенное дальше. В системе Земля — Луна таким источником приливных сил можно представить движение Земли по орбите вокруг общего центра масс системы Земля — Луна. Часть Земли, расположенная ближе к этому центру масс, будет стремиться двигаться быстрее, чем расположенная дальше, формируя, таким образом, приливы, особенно хорошо заметные в гидросфере.



Ио – самый близкий к Юпитеру из его остальных спутников: Европы, Ганимеда и Каллисто, открыт в 1610 году Галилеем. На нем зафиксирована самая высокая вулканическая активность по сравнению с другими планетами Солнечной Системы. Эту повышенную тектоническую активность объясняют разогреванием ее недр от воздействия на них приливных сил, порождаемых гравитационным взаимодействием Юпитера, Европы, Ганимеда и собственно, самого Ио.

Европа – спутник Юпитера покрыта сетью трещин, разломов. Гравитационное воздействие со стороны Юпитера и других спутников приводит к тому, что под корой изо льда находится жидкий океан. Приливные силы высвобождают достаточное количество энергии, чтобы поддерживать океан в жидком состоянии. «Мы знали в течение долгого времени, что свежая ледяная поверхность Европы, которая покрыта трещинами и хребтами и которая изменяет рельеф, является внешней сигнатурой огромного внутреннего соленого океана, — говорит Майк Браун, профессор планетарной астрономии. — Области хаотической местности показывают сигнатуры крупных ледяных плит, которые были разбиты, изменили позиции и снова замерзли. Эти регионы представляют особенный интерес, поскольку вода из океанов ниже могла подняться на поверхность через трещины и оставить там отложения. Это могло бы много поведать об активности на границе твердого ядра и океана».




При исследовании самого крупного спутника Сатурна – Титана были обнаружены очень большие твёрдые приливы – до 10 метров. Если считать, что Титан полностью состоит из скальных пород, то высота таких приливов была бы равна метру (гравитационное притяжение Солнца и Луны также вызывает вспучивание земной коры в виде твердых приливов, высота которых составляет около 50 сантиметров). Поэтому, было сделано предположение о наличие подповерхностного океана на Титане. Мощное приливное действие Сатурна приводит к разогреву ядра и поддержанию достаточно высокой температуры для существования жидкой воды на глубине примерно 100 км под поверхностью спутника.

Жидкость в океане Титана отличается повышенной плотностью и экстремальной солёностью, и, видимо, представляет собой рассол, в состав которого входят соли, содержащие натрий, калий и серу. В разных районах Титана глубина океана варьирует — в одних местах вода промерзает, изнутри наращивая ледяную корку, покрывающую океан, и слой жидкости в этих местах практически не сообщается с поверхностью спутника. Сравнение снимков КА «Кассини» за 2005 и 2007 годы выявило, что детали ландшафта на Титане сместились почти на 30 км; так как спутник всегда повёрнут к Сатурну одной стороной, такой сдвиг может объясняться тем, что ледяная кора отделена от основной массы спутника глобальной жидкой прослойкой.


Сталкивающиеся галактики высвобождают колоссальное количество энергии и перемещают массы звёзд, газовые и пылевые облака. Галактики, как призраки, проходят сквозь друг друга, редко приводя к непосредственному столкновению звёзд ввиду очень низкой плотности. Если происходит столкновение карликовой галактики с более массивной, то она притягивает отдельные звёзды. В результате формируется своеобразный "коридор" с газовыми облаками, который служит материалом для нового звездообразования. Самая близкая к нам пара сталкивающихся звездных островов находится в созвездии Ворона на расстоянии 63 миллиона световых лет. Это пара — NGC 4038 и NGC 4039, но больше они известны астрономам и любителям астрономии как “Антенные” галактики. Такое название галактики заслужили потому, что тяготение вырвало из них длинные ленты, состоящие из газа и звезд и напоминающие по форме усики-антенны насекомых.
Силы тяготения как таковые не определяющие в этом случае. Более важно взаимодействие близко расположенных частей взаимодействующих галактик. При этом возникающие приливные силы деформируют галактики. При скорости сближения 200 километров в секунду системы чаще всего сливаются, при 600 километрах в секунду они проходят сквозь друг друга, как два привидения. А если сближение идет со скоростью до 1000 километров в секунду, галактики разлетаются в клочья.


Но более всего драматические события возникают при взаимодействии чёрных дыр с окружающими её в непосредственной близости звёздами. Это произошло в галактике RX J1242-1119A, в ее центре. Сверхмассивная центральная черная дыра (подобные объекта наблюдаются в очень многих спиральных галактиках) разорвала приливными силами пролетевшую слишком близко от нее звезду. Большая часть вещества звезды после этого была захвачена черной дырой, что вызвало яркую рентгеновскую вспышку. В рентгеновском диапазоне это явление наблюдалось орбитальными обсерваториями Chandra и XMM/Newton, для сравнения использовались архивные данные рентгеновской обсерватории ROSAT. Оптические наблюдения велись на телескопах обсерватории La Silva (ESO).

При падении в чёрную дыру, астронавту, который на это отважится, это путешествие будет в одну сторону. Одним из неприятных эффектов, которые испытывает на себе наш астронавт, приближаясь к дыре, будет воздействие приливных сил. Приливные силы возникают в результате разности гравитационного воздействия на различные точки одного и того же протяженного тела. Стоя на поверхности Земли (и даже не принимая во внимание влияния Солнца и Луны), мы подвергаемся воздействию приливных эффектов, вызываемых самой нашей планетой. Если человек стоит прямо, то его ноги оказываются ближе к центру Земли, чем голова, и, следовательно, испытывают большую силу гравитационного притяжения. Правда, эти эффекты чрезвычайно малы, так что мы не только не замечаем их, но и не можем измерить без специальных сверхчувствительных приборов.

Однако вблизи горизонта событий черной дыры дело обстоит иначе. Непрерывно возрастающие гравитационные силы должны были бы растянуть нашего несчастного астронавта и разорвать его на куски, прежде чем он приблизится к горизонту событий; когда астронавт—или то, что от него останется— пересечет сферу Шварцшильда, он продолжит падение к сингулярности, где и закончит свое существование. Единственное утешение в такой ситуации — это молниеносный конец. Падая со скоростью, близкой к скорости света, астронавт достигнет сингулярности через 10-4 с после пересечения горизонта событий.

На горизонте событий значительно более массивных черных дыр приливные силы существенно меньше. Непрерывно возрастающие гравитационные силы должны были бы растянуть нашего несчастного астронавта и разорвать его на куски, прежде чем он приблизится к горизонту событий; когда астронавт—или то, что от него останется— пересечет сферу Шварцшильда, он продолжит падение к сингулярности, где и закончит свое существование. Единственное утешение в такой ситуации — это молниеносный конец. Падая со скоростью, близкой к скорости света, астронавт достигнет сингулярности через 10-4 с после пересечения горизонта событий.

На горизонте событий значительно более массивных черных дыр приливные силы существенно меньше. Непрерывно возрастающие гравитационные силы должны были бы растянуть нашего несчастного астронавта и разорвать его на куски, прежде чем он приблизится к горизонту событий; когда астронавт—или то, что от него останется— пересечет сферу Шварцшильда, он продолжит падение к сингулярности, где и закончит свое существование. Единственное утешение в такой ситуации — это молниеносный конец. Падая со скоростью, близкой к скорости света, астронавт достигнет сингулярности через 10-4 с после пересечения горизонта событий.

На горизонте событий значительно более массивных черных дыр приливные силы существенно меньше. Фактически величина приливных сил вблизи горизонта событий обратно пропорциональна квадрату массы черной дыры.
На горизонте событий черной дыры, в 100 млн. раз более массивной, чем Солнце, приливные эффекты окажутся не более заметны, чем те, которые мы испытываем на Земле под воздействием ее гравитационного поля; в такую дыру можно залететь, даже не заметив этого, хотя потом гибели в сингулярности уже не избежать.

Одна из самых сложных загадок физики – голографический принцип Вселенной. Пожалуй, более запутанней только вопрос о сущности времени, но и эта загадка может быть связанной с этим принципом.
Всё наелось со спора Леонарда Сасскинда со Стивеном Хокингом. Хокинг открыл фундаментальный механизм испарения чёрной дыры. Согласно этому механизму, в результате излучения чёрные дыры теряют массу, и в конечном итоге исчезают из Вселенной. Но как тогда быть с информацией, которая "упала" в чёрную дыру? Исчезает ли она? Допустим что-то падает в черную дыру, а потом черная дыра испаряется, то она забирает всю информацию вместе с собой, не оставляя никаких следов, ни одного бита информации.
Но тогда возникает противоречие с квантовой механикой, которая постулирует, что начальное состояние может быть восстановлено по конечному состоянию. Нарушение этого принципа способно разрушить всё основание квантовой механики, точность которой неоспорима. При этом предсказания, сделанные на основе квантовой механики, выглядели бы абсурдно, так как сумма вероятностей оказалась бы когда-то меньше, а когда-то и больше единицы.
С другой стороны теория относительности утверждает, что информация должна теряться после падения в чёрную дыру. Информация, как и материальные тела, как и свет не может выбраться из внутренностей черной дыры, потому что пересечение горизонта в обратном направлении потребует сверхсветовой скорости.
Существует только одна возможность - информация никогда не пересекает горизонта событий чёрной дыры. "Горизонт как-то препятствует ее прохождению в царство теней."
Этот сценарий, однако, нарушает принцип эквивалентности, краеугольный камень общей теории относительности. Самой счастливой находкой Эйнштейна была мысль о том, что свободно падающий наблюдатель всегда ощущает себя находящимся в инерциальной системе отсчета, свободной от сил тяготения, что неизбежно подтвердит любой физический эксперимент.
Из принципа эквивалентности следует, что если вы находитесь в окрестности, где кривизна пространства-времени невелика, то с вами не должно происходить ничего странного или неожиданного, — объяснил Сасскинд. — Кривизна вблизи горизонта небольшая, поэтому, проваливаясь сквозь горизонт, никто не должен испытывать ничего странного. Информация, чтобы не быть потерянной, никогда не должна пересекать горизонт. С другой стороны, принцип эквивалентности говорит, что горизонт — это не какое-то особое место, поэтому информации ничто не мешает пройти прямо через него.
Если размер черной дыры достаточно велик, пояснил Сасскинд, то гравитационные приливные силы на горизонте будут ничтожно малы. А при произвольном размере черной дыры у вас всегда есть возможность выбрать настолько малый участок поверхности горизонта, что пространство вблизи него окажется в достаточной мере плоским, чтобы не мешать потоку информации и не изменять предписаниям Эйнштейна.
Единственный выход для преодоления этого парадокса в том, что информация дублируется: она находится и внутри чёрной дыры (для наблюдателя повалившегося под горизонт событий) так и остаться на границе чёрной дыры (для набюдателя вне сферы горизонта ). Но тогда возникает следующий парадокс: если бы квантовую частицу можно было клонировать, то можно было бы перехитрить принцип неопределенности. Вы бы могли измерить положение в пространстве одного клона и импульс другого, и тогда вы бы точно знали значения сопряженной пары, — и принцип неопределенности оказался бы нарушен. ( Теорема Журека о запрете клонирования). Как тогда быть?
Сасскинд говорит о том, что информация находится как в чёрной дыре, так и вне её. Но парадокса в этом нет. Информация остаётся с каждым наблюдателем, но не существует система отсчёта (наблюдателя), который может одновременно наблюдать информацию в обоих местах. Никто не может быть и над горизонтом событий, и под ним одновременно. Не существует системы отсчёта, в которой информация бы клонировалась. Более того, у каждого наблюдателя своя история.
Ещё один интересный вывод - Бекенштейн обнаружил, что энтропия черной дыры пропорциональна площади ее горизонта. Сасскинд пошёл дальше – он предположил, что для любой точки пространства верно это утверждение Он назвал эту гипотезу голографическим принципом, поскольку именно так бывает с голограммами, когда на двухмерной пленке содержится вся информация, необходимая для воссоздания трехмерного изображения. Возникло предположение, что планковская длина определяет одну из сторон поверхности, которая может содержать только 1 бит информации. Голографический принцип утверждает, что существует некое максимальное количество информации, содержащееся в областях, прилегающих к той или иной поверхности.
Основываясь на голографическом принципе утверждающего, что для математического описания какого-либо мира достаточно информации, которая содержится на его внешней границе: представление об объекте большей размерности в этом случае можно получить из «голограмм», имеющих меньшую размерность. Предложенный в 1993 году нидерландским физиком Герардом’т Хоофтом принцип применительно к теории струн (называемой также M-теорией или современной математической физикой) воплотился в идее AdS/CFT-соответствия, на которое в 1998 году указал американский физик-теоретик аргентинского происхождения Хуан Малдасена.
В этом соответствии описание гравитации в пятимерном пространстве анти-де Ситтера — пространстве отрицательной кривизны (то есть с геометрией Лобачевского) — при помощи теории суперструн оказывается эквивалентным некоторому пределу четырехмерной суперсимметричной теории Янга-Миллса, определенной на четырехмерной границе пятимерия. В несуперсимметричном случае четырехмерная теория Янга Миллса составляет основу Стандартной модели — теории наблюдаемых взаимодействий элементарных частиц. Теория же суперструн, базирующаяся на предположении существования на планковских масштабах гипотетических одномерных объектов — струн — описывает пятимерие. Приставка «супер» при этом означает наличие симметрии, в которой у каждой элементарной частицы имеется свой суперпартнер с противоположной квантовой статистикой.
Согласно идее AdS/CFT-соответствия между пятимерным внутренним объемом и ограничивающей его четырехмерной поверхностью можно найти соответствие чёрной дыры меньшим по размерности объектом. Как будет выглядеть чёрная дыра без гравитации?
Малдасена нашел ответ. Она будет выглядеть как горячий газ обыкновенных частиц. Точнее, она будет выглядеть как кварк-глюонная плазма. И это ещё один аргумент в пользу того, что информация не теряется в чёрной дыре.

http://elementy.ru/bookclub/chapters/433949/Na_luzhayke_Eynshteyna_Glava_iz_knigi
http://www.astronet.ru/db/msg/1380936
http://razumru.ru/science/popular/zloschastiev.htm
http://www.e-reading.club/chapter.php/78063/131/Grin_-_Elegantnaya_vselennaya_%28superstruny%2C_skrytye_razmernosti_i_poiski_okonchatel%27noii_teorii%29.html
Как снимался фильм:
https://geektimes.ru/post/272908/
https://polymus.ru/ru/pop-science/news/interstellar-spetseffekty-po-nauke/
https://lenta.ru/articles/2014/11/18/interstellar/
https://medialeaks.ru/2805yt_thorn/
https://hi-news.ru/space/intervyu-kristofer-nolan-i-kip-torn-rasskazali-o-tom-kak-snimali-interstellar.html
Оригинал взят у yigal_s в сообщество научно-популярных фильмов

Приглашаю в ЖЖ-сообщество научно-популярных фильмов по физике, астрономии, биологии и другим естественным наукам. Cейчас в сети появляется много научных и научно-популярных роликов, хорошо бы где-то их собрать.

popscience_ru



Дайджест роликов по физке:


Зелёный луч Солнца.

Зелёный луч Солнца. Это редкое явление очень трудно заметить. Недаром, существует древняя легенда, что если кто увидит на закате или восходе Солнца "зелёный луч", то счастье и богатство ему будет обеспеченно. Явление это очень редкое. Для наблюдения зелёного луча необходимы три условия: открытый горизонт (в степи или на море в отсутствие волнения) , чистый воздух и свободная от облаков сторона горизонта, где происходит заход или восход Солнца. Впрочем, пыль, во время пыльной бури в пустыне может способствовать появлению зелёных лучей за счёт "отсекания" красного цвета Солнечного спектра.
Так какова причина этого явления? Солнце выглядит немного желтым, особенно после восхода или незадолго до заката, но не обманывайте себя. Если бы вы могли путешествовать в космосе и смотреть на солнце, вы бы обнаружили, что оно на самом деле белое, а не желтое. С помощью призмы, можно увидеть, как солнечный свет может быть разделен на спектр своих цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Смешав все эти цвета вместе, вы получите белый. Вот что странно. Если смотреть на все поступающие фотоны, наша звезда на самом деле отправляет большинство фотонов в зеленой части спектра. Наше Солнце появляется желтым для нас из-за атмосферы. Фотоны высокого спектра голубой, синий и фиолетовый могут быстро рассеиваться, нежели фотоны нижнего спектра красный, оранжевый и желтый. Когда солнце находится низко над горизонтом, вы видите его искажено из-за атмосферы Земли, синие фотоны рассеиваются и, солнце выглядит красными. Когда есть дым и загрязнения в воздухе, это усиливает эффект и солнце будет выглядеть еще краснее. Если солнце стоит высоко в небе, где оно встречает наименьшее количество атмосферных помех, свет от Солнца сместится в более "синюю" сторону.

Атмосфера Земли действует как призма. На заходе Солнца за счет поглощения весь диск становится красным. По мере его опускания за горизонт красная часть спектра уходит наверх. Но за счет низкой способности к рассеянию, мы его почти не видим, небо остается синим и постепенно темнеет.
Затем появляются лучи желтого и следом за ними ― зеленого цвета. Их мы и видим на протяжении нескольких секунд. По теории, последними должны быть лучи синего и даже фиолетового цвета. Но из-за высокой способности к поглощению мы их не видим. И поэтому последним солнечным лучом является зеленый. При очень высокой прозрачности воздуха он может быть зелено-синим и даже синим.
На восходе Солнца происходит обратная последовательность событий. Первый луч ― зеленый, затем к нему добавляется желтый, далее ― оранжевый, и последним появляется красный.















Но ещё сложнее поймать зелёный луч от менее яркой восходящей Луны. Однако тщательное планирование позволило запечатлеть зелёный луч на верхнем краешке диска полной Луны 2 июня из обсерватории Роке-де-лос-Мучачос на острове Ла-Пальма Канарского архипелага. Это телескопическое фото сделано в направлении немного южнее точки истинного востока. На нём видно, как полная Луна встаёт над далёкими горами и морем облаков. Над кромкой гор видны освещённые заходящим Солнцем силуэты куполов обсерватории Тейде, расположенной на острове Тенерифе в 143 километрах от места съёмки.


http://www.astronet.ru/db/msg/1337389

О цветном космосе: http://moris-levran.livejournal.com/8940.html
SN 1987A
1.Кварковые звёзды. В конце жизни массивные звёзды превращаются в нейтронные. При этом у такой звезды есть наружная оболочка (кора) из электронов и протонов, и внутренние слои из сверхтекучих нейтронов и внутреннего ядра. При этом могут начать рождаться пи – мезоны, или К – мезоны. По другому сценарию могут начать объединяться кварки из соседних нейтронов. Образуется кварковый газ или жидкость. Теоретические построения показывают, что при этом кроме обычных для нейтронов u –(верхнего) кварков, и d –(нижнего) кварков могут присутствовать в большом количестве s-(странные) кварки. В нейтронах и протонах таких кварков нет, зато есть в гиперонах. Из-за присутствия странных кварков такие звёзды называются странными. Как определить кварковая звезда или нейтронная? По темпу остывания. Кварковые звёзды будут остывать значительно быстрее нейтронных. Кроме того, радиус таких звёзд может быть менее10 км. Один из кандидатов в такие звёзды – RX J1856-37

2. Зеркальная материя. Отсутствие инвариантности (одинаковости) при зеркальном отражении в микромире всегда пугало физиков. Для защиты своих принципов вначале они выдвигали теорию о сохранении CP чётности (замена пространственных координат и заряда на противоположные). Однако для некоторых процессов (распада К-мезона на три или два пи мезона) заставило выдвинуть гипотезу о некой зеркальной материи для сохранения симметрии в микромире. Такие частицы взаимодействуют с обычным веществом только гравитационно, но ни как не иначе. При этом, не исключено, что из зеркальной материи могут образовываться звёзды и планеты. Присутствие их может выдавать только гравитация.
Один из механизмов, объясняющий гамма всплески на данный момент учёные космологи представляют так. Зеркальная сверхновая звезда, за время своей жизни накапливает некоторое количество обычной материи. Во время своего взрыва основная энергия испускается в виде зеркальных нейтрино и фотонов, а обычная материя испускает короткий, но очень мощный гамма-импульс.
Обнаружение зеркальной материи было бы триумфом теоретической физики, и прорывом в астрофизике.

3.Космические струны. Гипотетические реликтовые астрономические объекты. Являются следствием теории струн. Диаметр космических струн значительно меньше размеров атомных ядер (порядка 10˄−29 сантиметра), длина — как минимум десятки парсек, а удельная масса — порядка 10˄22 грамм на сантиметр, то есть тысяча километров струны имеет массу Земли, и это означает что струны обладают невероятной плотностью.Из теории следует, что космические струны возникли вскоре после Большого взрыва и были либо замкнутыми, либо бесконечными. Увидеть их не представляется возможным, но они создают выраженный эффект микролинзирования, по которому их возможно вычислить. Астроном из Принстона Э.Тернер обнаружил отклонение из-за микролинзирования около 157 секунд дуги - в десятки раз больший, чем раньше. Такое отклонение могла создать лишь гравитационная линза с массой в тысячу раз большей, чем любая доселе известная во Вселенной. Этот объект в созвездии Льва один из возможных кандидатов космических струн. Кольцевые струны примечательны ещё одним свойством. Они могут служить проходом из обычного мира в зеркальный: пролет сквозь кольцо равноценен повороту частиц на 180о, их зеркальному отражению. Наблюдатель, пройдя через кольцо, поменяет свою зеркальность, попадет в другой мир и исчезнет из нашего. Тот мир не будет простым отражением нашей Вселенной, в нем будут совсем другие звезды, галактики и, возможно, совсем другая жизнь. Вернуться путешественник сможет, пролетев сквозь это же (или любое другое) кольцо обратно. Обнаружить эти необычные объекты можно только астрономическими наблюдениями. О возможном обнаружении космической струны:
http://www.astronet.ru/db/msg/1187785
http://www.membrana.ru/particle/4519

4.Гравитационные волны. Гравитационные волны предсказываются общей теорией относительности. Проблема заключается в том, что из-за малой интенсивности регистрация их напрямую не удалась. Косвенные признаки их существования есть, они предсказаны и обнаружены с большой точностью за счёт наблюдения тесных звёздных пар из-за излучения последних. Более чем 30 летнее наблюдение за радиопульсаром J 1913+16 позволили проверить предсказания ОТО с точностью до 0,1%. Пульсары PSR B1913+16; PSR J0737-3039, PSR J0437-4715 и система двойных белых карликов RX J0806 демонстрирует сближение в точном соответствии с потерями энергии на гравитационное излучение, предсказанное в ОТО. Лучшими кандидатами на регистрацию гравитационных волн представляют собой катастрофы, связанные с коллапсами двойных звёздных систем. Регистрация реликтовых гравитационных волн появившиеся в первое время после Большого взрыва позволит получить информацию о процессах в начале рождения Вселенной. Но если гравитационные волны не обнаружатся, то это будет означать новый кризис в современной физике.

5. Кротовая нора или червоточина. wormhole. В 1935 году А. Эйнштейн и математик Н. Розен обратили внимание на то, что простейшие решения уравнений ОТО, описывающие изолированные, нейтральные или электрически заряженные источники гравитационного поля, имеют пространственную структуру «моста», почти гладким образом соединяющего две вселенные — два одинаковых, почти плоских, пространства-времени. Различают проходимые и непроходимые кротовые норы. Непроходимые коллапсируют (спадаются) слишком быстро. Проходимые кротовые норы должны быть заполнены экзотической материей с отрицательной плотностью энергии. Учитывая чрезвычайную разреженность тёмной энергии (10˄-29 г/см˄3), подходящей по характеристикам для этой роли, и полную неясность насчёт её природы, не следует ожидать в обозримом будущем создание таких червоточин, подходящих для путешествий как между Вселенными или во времени. Не исключено, что во Вселенной есть кротовые норы. При этом могут наблюдаться объекты со сходными характеристиками, но на разных расстояниях, и с разным доплеровским эффектом.

6. Белые дыры. Антипод чёрных дыр. Уникальное космическое образование рождает и выбрасывает в космос материю, ничего не поглощая в себя. . Теоретически предполагается, что белые дыры могут образовываться при выходе из-за горизонта событий вещества черной дыры, находящейся в другом времени. На сегодняшний день неизвестны физические объекты, которые можно достоверно считать белыми дырами, также нет теоретических предпосылок по методам их поиска. Единственным случаем когда появилось упоминание об обнаружении такого объекта можно считать заявление израильскими астрофизиками Алоном Реттером и Шломо Хеллером что причиной аномальной гамма-вспышки под номером GRB 060614, зафиксированной 14 июня 2006 года, была именно «белая дыра». GRB 060614 располагается в созвездии Индейца на расстоянии более полутора миллиона световых лет от Земли 1,6 миллиона лет от Земли. После вспышки никакой сверхновой, которая была бы связана с GRB 060614, учёные не обнаружили. Кроме того, на этом участке неба вообще не предвиделось гамма-всплесков и появления новых объектов.

7.Тёмная материя. Впервые подозрение, что кроме обычной материи во Вселенной присутствует что-то ещё возникло в 30-х годах XX века, когда швейцарский астроном Фриц Цвикки обнаружил несоответствие скорости движения галактик скопления Волосы Вероники вокруг общего центра. расчётной массе скопления. Кроме того, исходя из теории Большого Взрыва, вся материя должна была бы разлететься, не успев создать звёзды, галактики, сверхскопления. Но если предположить наличие тёмной материи, то скопления звёзд вполне предсказуемо образуются. Считается, что на обычную материю приходится 5%, на нейтрино (доказанная часть тёмной материи – 0,3-3%, барионную тёмную материю приходится 4-5%, небарионную тёмную материю 20-25%, тёмную энергию 65-70%. Что же из себя представляет небарионная тёмная материя?В рамках суперсимметричных (SUSY) теорий существует фотино, гравитино, хиггсино (суперпартнёры фотона, гравитона, бозона Хиггса), снейтрино, вино, зино. Топологические дефекты пространства-времени: магнитные монополи, космические струны, доменные стенки, трёхмерные текстуры, обладающие колоссальной массой. Основная трудность при поиске частиц тёмной материи заключается в том, что все они электрически нейтральны. Кроме того, взаимодействие с обычной материей происходит только посредством гравитации. При прямом поиске изучаются следствия взаимодействия этих частиц с электронами или атомными ядрами с помощью наземной аппаратуры. Косвенные методы основаны на попытках обнаружения потоков вторичных частиц, которые возникают, например, благодаря аннигиляции солнечной или галактической тёмной материи.

8. Тёмная энергия. О темной энергии можно сказать еще меньше, чем о темной материи. Она равномерно распределена повсюду. Она обуславливает антигравитацию: благодаря её присутствию темп расширения Вселенной возрастает. А еще темная энергия обладает отрицательным давлением, благодаря которому в веществе возникает сила, препятствующая его растяжению. Гипотетическая плотность тёмной энергии невелика (порядка 10˄−29 г/см˄3), её вряд ли удастся обнаружить лабораторным экспериментом. Тёмная энергия может оказывать такое глубокое влияние на Вселенную (составляя 70 % всей энергии) только потому, что она однородно наполняет пустое (в иных отношениях) пространство. Главный подозреваемый - вакуум. Энергия вакуума не изменяется при расширении Вселенной, что и соответствует отрицательному давлению. Еще один кандидат - гипотетическое сверхслабое поле, получившее название квинтэссенция. Ясно одно, наш мир на 95% состоит из неизвестного вида материи. И это ещё только предстоит исследовать. Последствия присутствия тёмной энергии тоже предстоит оценить. По одним теориям, ускоренное расширение Вселенной приведёт к тому, что большая часть галактик уйдут за горизонт событий и не станут наблюдаемы. По другому сценарию – расходящееся расширение приведёт сначала к разрыву всех гравитационных взаимодействий во Вселенной, затем превзойдёт силы электростатических и внутриядерных взаимодействий, разорвёт атомы, ядра и нуклоны и уничтожит Вселенную в Большом Разрыве. С другой стороны, тёмная энергия может со временем рассеяться или даже сменить отталкивающее действие на притягивающее. В этом случае гравитация возобладает и приведёт Вселенную к «Большому Сжатию». Некоторые сценарии предполагают «циклическую модель» Вселенной. Хотя эти гипотезы пока не подтверждаются наблюдениями, они и не отвергаются полностью. Решающую роль в установлении конечной судьбы Вселенной (развивающейся по теории Большого Взрыва) должны сыграть точные измерения темпа ускорения.

9. Высокоэнергетичные космические лучи. Самые сильные космические лучи обладают невероятной мощностью, имея энергию до ста миллионов раз большую, чем частицы, полученные в современных ускорителях. И, тем не менее, происхождение этих странных частиц до сих пор остаётся загадкой. «Даже после столетия изучения космических лучей, наиболее высокоэнергетические из этих космических лучей упорно остаются таинственными визитёрами и, по-видимому, намерены хранить свои секреты ещё долгие годы», пишет Дэниел Клери, представитель новостного редактора журнала Science. «Есть только две основные идеи о том, как это происходит в гравитационных потоках частиц вблизи сверхмассивных черных дыр, а также при превращении звезды в черную дыру вследствие коллапса сказал Фрэнсис Хальцена из Университета Висконсин-Мэдисон. Возможно в глубоком космосе существует какой-то неизвестный очень мощный механизм разгона элементарных частиц.

10. Барионная асимметрия Вселенной. Доминирование протонов, нейтронов и электронов над их античастицами означает, что наша Вселенная имеет барионный заряд. Он складывается из барионного заряда каждого из нуклонов. Было бы неестественно предположить, что избыток какого-либо заряда, включая и барионный, существовал с самого момента рождения Вселенной — Большого Взрыва. Наблюдаемый сегодня барионный заряд Вселенной мог образоваться на раннем этапе ее развития, если тогда имели место определенные явления, впервые охарактеризованные Андреем Дмитриевичем Сахаровым в 1966 г. Хотя в пределах наблюдаемой части Вселенной и не выявлено областей, которые могли бы состоять из античастиц, в далёких, не наблюдаемых нами ее частях нельзя исключить существования антимиров.
Причины барионной асимметрии до сих пор вызывают споры. Исследования физики элементарных частиц должны пролить свет в этой фундаментальной астрономической проблеме. Это тот случай, когда исследования в физике элементарных частиц может объяснить астрономические наблюдения, и наоборот, астрономические наблюдения помогут отсеять те теории в физике элементарных частиц, которые не согласуются с данными наблюдательной астрономии.

Profile

byzantine
moris_levran
moris_levran

Latest Month

October 2019
S M T W T F S
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  

Tags

Syndicate

RSS Atom
Powered by LiveJournal.com
Designed by Paulina Bozek