Рубрика «Большой Взрыв» - 7

в 10:50, , рубрики: астрономия, Большой Взрыв, Вселенная, материя, Научно-популярное, спросите итана, физика

При расширении Вселенной излучение растягивается, и длины волн увеличиваются – но что происходит с материей?

Медленно растущее дерево приносит лучшие плоды
— Мольер

Сегодня конец недели, и поэтому мы, просмотрев ваши вопросы, выбрали один, который получит ответ в нашей колонке. Спрашивает Андрей Новак:

Теория Большого взрыва утверждает, что при расширении пространства-времени свет смещается в область увеличения длин волн. А влияет ли это расширение на частицы материи? Ведь их размер конечен.

Удивительный вопрос, если задуматься.

Спросите Итана №64: что происходит с материей при расширении Вселенной? - 1

С одной стороны, удивительная история, начавшаяся в нашей Вселенной около 13,8 миллиардов лет назад, продолжает развиваться. Вся материя во Вселенной, во всех её формах, была в горячем и плотном состоянии, и расширялась. Она расширялась не так, как это происходит у фрагментов взрыва, но как тесто, подходящее в печи.

Если вы представите все частички материи в виде атомов хлеба, вы начнёте понимать, как работает расширение Вселенной.
Читать полностью »

в 12:01, , рубрики: астрономия, Большой Взрыв, время, инфляция, Научно-популярное, пространство, пространство-время, спросите итана, физика

Если что-то существовало до Большого взрыва, что это может значить для рождения нашей Вселенной?

Ты можешь попытаться соврать самому себе. Ты можешь говорить себе, что ты вложил всё свое время и все свои усилия. Но ты знаешь правду — и я её знаю.
Дж. Дж. Уатт

Полвека прошло с тех пор, когда крупнейшие предсказания теории Большого взрыва были подтверждены, и навсегда изменили наше представление о Вселенной. Вместо концепции о вечной и бесконечной Вселенной у нас теперь есть понимание, что всё, что мы можем наблюдать, существовало примерно 14 миллиардов лет космического времени, а Солнце и Солнечная система существуют всего лишь треть от этого срока. Что и делает вопрос Себастьяна, заданный в нашей колонке, таким интересным:

Когда началось пространство-время? Когда я был ребёнком, я узнал, что началом всего был Большой взрыв. Теперь, видимо, это представление не совсем верно, поскольку до Большого взрыва была космическая инфляция, а взрыв был вовсе не взрывом, а состоянием, когда Вселенная была горячее и плотнее. Если до Большого взрыва была инфляция, значит, до него было и пространство-время?

Чтобы полностью ответить на вопрос, нам нужно рассмотреть три вещи. Первая – что мы подразумеваем под пространством и временем.

Спросите Итана №63: рождение пространства и времени - 1

Вы привыкли к обычному понятию пространства – длина, ширина, высота – и времени, которые вы можете представлять себе просто, как ответы на вопросы «когда» и «где». И это не такое уж и плохое представление – но есть две особенности пространства и времени, о которых вам нужно знать, и которые могут показаться не такими интуитивными. Понадобился Эйнштейн, чтобы разобраться в этом, и даже он не справился бы без посторонней помощи!
Читать полностью »

в 18:16, , рубрики: астрономия, Большой Взрыв, Вселенная, Научно-популярное, спросите итана, физика, фотоны

Фоновое космическое излучение во Вселенной когда-то поджаривало всё вокруг, но теперь оно почти приблизилось к абсолютному нулю. Куда делась вся энергия?

Думаю, что самое крутое, что можно сделать – исчезнуть на время, потому что это даст вам шанс появиться заново.
— Джош Майкл Хомме

Если подумать, Большой взрыв – одна из самых сложных абстракций, которые можно представить. Конечно, сейчас Вселенная расширяется, а значит, раньше всё было ближе друг к другу и Вселенная была плотнее. Но она была ещё и горячее, поэтому частицы в ней обладали большей энергией по сравнению с сегодняшним днём, когда они уже более «холодные». На этой неделе побеждает вопрос Барри Пэрдо, который спрашивает:

Насколько я понимаю, космическое микроволновое фоновое излучение (КМФИ) постепенно охлаждается с расширением Вселенной, и что частицы КМФИ с красным смещением переходят на увеличивающиеся длины волн и уменьшающиеся уровни энергии. Но куда уходит энергия этих частиц?

Давайте разберёмся и поймём, почему этот вопрос такой глубокий.

Спросите Итана №60: почему энергия исчезает из Вселенной? - 1

Легко понять, как падает плотность по мере расширения Вселенной, и как – если она вдруг начнёт сжиматься – её плотность начнёт расти. Ведь плотность, это всего лишь количество вещества в определённом районе пространства: массовая плотность – это масса на объём, количественная плотность – это количество на объём, и энергетическая плотность – это энергия на объём.

В случае материи – атомов, газа, планет, звёзд, галактик, даже тёмной материи – можно интуитивно связать это с пространством-временем, которое со временем меняется. Если пространство-время расширяется, плотность падает, если сжимается – растёт.
Читать полностью »

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

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

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

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

Доказательство существования Вселенной до Большого взрыва - 1

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

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

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

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

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

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

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

Начнём с первых двух вопросов и настоящего времени.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Поговорим о Вселенной и её расширении.

image

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

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

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

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

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

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

Джастин спрашивает об одной из величайших нерешённых загадок Вселенной.

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

в 12:27, , рубрики: астрономия, большое сжатие, Большой Взрыв, Вселенная, Научно-популярное, физика, чёрные дыры

Учитывая, что вся эта материя и вся энергия были так тесно собраны в одном месте, и были такими плотными в момент Большого взрыва – почему же Вселенная не реколлапсировала?

“Es ist immer angenehm, über strenge Lösungen einfacher Form zu verfügen.” (Всегда приятно иметь в своём распоряжении точное решение в простом виде)
– Карл Шварцшильд

Даже если бы вы знали все законы физики во всех местах Вселенной в любой момент, этого всё равно было бы недостаточно для предсказания текущего состояния Вселенной. Поскольку, хотя законы физики устанавливают правила эволюции системы, для старта ей всё ещё требуется набор начальных условий. На этой неделе наш выпуск посвящён вопросу Адреаса Лаузера, который спрашивает:

Хотя у меня нет особых сомнений в том, что теория Большого взрыва корректна, или, как вы бы сказали, неплохо аппроксимирует произошедшее, есть одна вещь, о которой я размышляю, когда думаю об этой части космологии. Есть ли объяснение тому, что Вселенная не превратилась сразу в чёрную дыру? Полагаю, что изначальная её плотность была гораздо выше предела Шварцшильда.

Мы уже обсуждали этот вопрос, но вам нужны дополнительные детали и ответ получше, чем я тогда давал. Вернёмся к моменту рождения самой успешной теории гравитации, ОТО, на 100 лет назад.
Читать полностью »

в 16:40, , рубрики: астрономия, Большой Взрыв, Вселенная, Научно-популярное, тёмная материя, тёмная энергия

Нам неизвестна природа ни тёмной материи, ни тёмной энергии, составляющих 95% нашей Вселенной. Значит ли это, что теория Большого взрыва подлежит сомнению?

Если в вашей теории есть бесконечности – именно в этих местах она и перестаёт описывать реальность. Если космос родился из Большого взрыва, и при этом бесконечен, нам приходится верить, что он мгновенно стал бесконечно большим. А это абсурд.
— Жанна Левин

Это в некотором роде чудо, что несмотря на все наши знания, добытые с помощью научных исследований, мы всё ещё сталкиваемся с вопросами, на которые у нас нет ответов. И каждую неделю вы стараетесь огорошить меня в моей еженедельной колонке своими вопросами и предложениями. На этой неделе читатель jlnance спрашивает:

Учёные уверены, что понимают эволюцию Вселенной прямо от самого начала большого взрыва. И они уверены, что Вселенная состоит из тёмной материи, чей состав неизвестен, и что её динамика управляется тёмной энергией, которая также изучена слабо (это что,- новая сила?)

И как же тогда возможно сделать экстраполяцию до Большого взрыва, если о материи и силе во Вселенной известно так мало?

Это важный вопрос, которы стоит себе задавать каждый раз после получения новых фактов: “Правилен ли теперь наш старый образ мышления?” Давайте выясним.
Читать полностью »

1...678...9
Главная   |  Архив новостей  |   Android  |   Google  |   Apple  |   Microsoft  |   Информационная безопасность  |   Веб – разработка
Публикации RSS  |  Комментарии RSS
https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js