Рубрика «Большой Взрыв»

Как далеко мы можем заглянуть в космос - 1Галактика JADEs-GS-z14-0 на вырезке из обзора JWST JADES кажется совершенно непримечательной, но тем не менее, она побила рекорд космических расстояний и наблюдений. Это первая галактика среди найденных галактик, существовавших уже в первые 300 миллионов лет жизни Вселенной, а это всего 2,1% от её нынешнего возраста. Со своей точки обзора в расширяющейся Вселенной эта галактика могла бы увидеть наш прото-Млечный Путь таким, каким он был примерно 13,52 миллиарда лет назад: когда нам было всего 2,1% от нашего нынешнего возраста.

Мы уже как-то изучали вопрос размера всей Вселенной. Учёные не могут сказать, конечна ли Вселенная или бесконечна, а если она конечна — какой у неё общий диаметр. Всё, о чём мы можем рассуждать более-менее определённо — это размер видимой Вселенной.

В этом вопросе часто возникает недопонимание. Если возраст Вселенной составляет 13,8 миллиарда лет (почему — об этом чуть позже), а скорость света действительно является пределом нашей космической скорости (ни один эксперимент этого пока не опроверг), то как далеко мы сможем заглянуть с нашей маленькой Земли? Ответ кажется очевидным: на 13,8 миллиарда световых лет, поскольку световой год — это расстояние, которое свет может пройти за год, и ничто не может двигаться быстрее этого.

К сожалению, как и многие другие ответы, которые кажутся очевидными, когда вы включаете свой здравый смысл, на самом деле всё не так. В действительности, если мы посмотрим на самый далёкий объект из всех, что мы можем увидеть, окажется, что он расположен гораздо дальше: на расстоянии 46 миллиардов световых лет от нас. Это может показаться невозможным, но это не так. Просто нужно взглянуть на картинку под другим углом.Читать полностью »

Почему во Вселенной материи больше, чем антиматерии? - 1

Существование антиматерии было предсказано уравнением физика Поля Дирака, описывающим движение электронов в 1928 году. Сначала было неясно, является ли это просто математической причудой или описанием реальной частицы. Но в 1932 году Карл Андерсон, изучая космические лучи, падающие на Землю из космоса, открыл антивещественного партнёра электрона — позитрон. В течение следующих нескольких десятилетий физики обнаружили, что у всех частиц материи есть партнёры-двойники из антиматерии.

Считается, что частицы антиматерии и материи представляют собой зеркальные копии друг друга. Антивещество можно рассматривать как вещество с обратным зарядом, чётностью и временем (по крайней мере, теоретически). Антиматерия возникает в таких природных процессах, как столкновения космических лучей и некоторые виды радиоактивного распада, и очень малую часть из таких античастиц удалось успешно соединить в экспериментах в антиатомы. Макроскопического количества антивещества учёные ещё никогда не получали (привет Дэну Брауну).Читать полностью »

Что такое хаббловская напряжённость и можно ли её облегчить? - 1

Вселенная расширяется. Это общепризнанный факт, о котором учёные знают уже почти столетие. Впервые этот факт был предложен русским физиком Александром Фридманом в 1922 году, а затем независимо от него в 1927 году бельгийским астрономом Жоржем Леметром. Подтверждающие наблюдения были впервые опубликованы в 1929 году американским астрономом Эдвином Хабблом.

Хотя расширение космоса признаётся научным сообществом практически повсеместно, две очень точные оценки скорости расширения Вселенной расходятся друг с другом. Это называется «хаббловской напряжённостью», и оно может стать первым серьёзным намёком на то, что космологи что-то упустили в своей теории создания и эволюции Вселенной. Хотя объяснение разногласий можно было бы списать на ошибку в одной или обеих оценках, последние измерения указывают на то, что расхождение действительно существует, что заставляет учёных серьёзно взглянуть на всю ситуацию.
Читать полностью »

Может ли Вселенная быть бесконечной? - 1


Возраст Вселенной составляет 13,8 миллиарда лет, а это значит, что свету с самого дальнего края наблюдаемой Вселенной потребовалось 13,8 миллиарда световых лет, чтобы достичь нас. Но за это время Вселенная продолжала расширяться, и хотя сегодня учёные считают, что скорость этого расширения падает, из-за того, что по всему объёму Вселенной постоянно появляется новое пространство, воспринимаемая скорость разбегания далёких объектов постоянно растёт. Сейчас край наблюдаемой Вселенной переместился и находится на расстоянии 46,5 миллиарда световых лет.

Это огромное пространство включает в себя, по разным оценкам, от 200 миллиардов до 2 триллионов галактик. И в каждой галактике в среднем насчитывается около 100 миллиардов звёзд.

Учёные используют различные инструменты и методы, называемые «лестницей космических расстояний", для оценки расстояний между объектами в необъятном космосе. Они начинают с расстояний, которые можно измерить напрямую. Например, с помощью отражения радиоволн от близлежащих тел в Солнечной системе, отмечая время, необходимое для возвращения волн на Землю.
Читать полностью »

Дата-центр ЦЕРН на 1 эксабайт: как хранят данные - 1

Большая наука невозможна без больших вычислений. По крайней мере, это утверждение справедливо в ядерной физике. Мы видим, что львиная доля самых мощных суперкомпьютеров установлена именно в научных учреждениях, в том числе университетах. Сразу несколько отраслей современной науки напрямую зависят от компьютерных расчётов и анализа больших данных, собранных по результатам наблюдений.

Например, в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН) работает один из крупнейших дата-центров в мире. Без этого вычислительного кластера мы бы искали бозон Хиггса ещё очень долго, а Стандартная модель так бы и осталась незавершённой.
Читать полностью »

Если Вселенная расширяется, то во что именно? - 1


На протяжении почти 60 лет Большой взрыв остаётся самой успешной теорией, объясняющей происхождение всего на свете. Начавшись с горячего, плотного, богатого материей и излучением состояния, Вселенная с тех пор расширялась и охлаждалась. В процессе эволюции в ней сначала образовались протоны и нейтроны, первые лёгкие элементы, стабильные атомы и, в конце концов, звезды, галактики, планеты и сложная химия, способная породить жизнь. Спустя 13,8 миллиарда лет после того, как всё началось, мы наблюдаем за всё ещё расширяющейся Вселенной и пытаемся понять, откуда всё это взялось и как стало таким, каким мы его видим сегодня.

Но если Вселенная расширяется всё это время, то во что? Или куда?

Простой ответ на этот вопрос столь же краток, сколь и неудовлетворителен: Вселенная расширяется сама в себя, а не в какую-либо «внешнюю» среду. Это ещё один пример того, как общая теория относительности противоречит нашему повседневному опыту и интуиции.
Читать полностью »

Как менялось наше представление о Большом взрыве - 1


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

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

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

Могут ли в нашей Вселенной существовать магнитные монополи? - 1


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

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

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

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

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

image


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


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