Архивы Дальний космос

Тайна Большого взрыва – узнаем ли мы когда-нибудь с чего все началось?

Вселенная родилась в результате Большого взрыва. Но что было до него? Изображение: techquila.co.in

Ведущая космологическая модель гласит, что Вселенная родилась около 13,7 миллиардов лет назад в результате Большого взрыва. Вот только каким он был на самом деле? Невероятно огромным или крошечным? Оглушительно громким или окутанным тишиной? И главное – где именно он произошел, если вокруг вообще ничего не было? Вопросов настолько много, что некоторые исследователи полагают, что взрыв мог повторяться несколько раз, а значит неверно даже название. Получается довольно странная картина – о Большом взрыве знают все, но никто не может с уверенностью сказать, на что было он был похож. В конечном итоге, чтобы говорить о начале времен нужно подобрать не только правильные слова, но и правильную физику. Так, открытия последних лет позволили нам сформировать более-менее ясное представление о Вселенной, однако пытаясь заглянуть все дальше в прошлое, мы все чаще переходим к физике элементарных частиц. Это означает, что чтобы узнать больше о космическом детстве и о таинственном Большом взрыве, физики должны использовать концепции физики высоких энергий, выходящие за рамки экспериментальных результатов.

Что было в начале?

Стремление понять происхождение Вселенной перешло от мифов и легенд к количественным выводам современной космологии, основанной на общей теории относительности и ее значения для понимания структуры космоса. Такие ключевые открытия, как расширение Вселенной (о чем мы узнали благодаря наблюдениям американского астронома Эдвина Хаббла) и успешное построение теории Большого взрыва, легли в основу нашего понимания космоса. Но несмотря на значительный прогресс, самые ранние моменты и фундаментальная причина возникновения Вселенной по-прежнему окутаны тайной.

При этом вопрос «что было до Большого взрыва» возникает всегда, стоит кому-то задуматься о происхождении Вселенной. Ведь если никакого «до» не было, то что же послужило причиной? Поразительно, но всего несколько столетий назад ответ был прост: некое вечное божество привело все в движение. Даже сэр Исаак Ньютон верил, что Бог создал Вселенную около 6000 лет назад.

Большой взрыв стал началом всего. Но было ли что-то до него?
Изображение: squarespace-cdn.com

Все изменилось с открытием космического расширения, когда бельгийский космолог (а также священник-иезуит) Жорж Леметр понял, что у Вселенной должно было быть начало. Правда, эта идея мало кому понравилась, а в начале 1960-х годов теория стационарного состояния Фреда Хойла была довольно популярна как среди ученых-иконоборцев, так и среди непрофессионалов.

Теория стационарной Вселенной

Хойл и его коллеги признавали расширение Вселенной, но не верили в Большой взрыв, полагая что медленное, непрерывное образование новой материи может поддерживать среднюю плотность и общие свойства Вселенной постоянными с течением времени.

Согласно стационарной модели, материя непрерывно образуется по мере расширения Вселенной, однако со временем теория Хойла была вытеснена идеей Большого взрыва, которая гласит, что плотность материи во Вселенной падает по мере удаления галактик друг от друга. Окончательный отказ научного сообщества от идеи Хойла состоялся в 1964 году после открытия космического микроволнового фонового излучения (реликтового излучения).

Теория стационарной Вселенной. Стационарной модель Вселенной разработана в 1948 году Фредом Хойлом, Томасом Голдом, Германном Бонди и другими в качестве альтернативы теории Большого взрыва. Согласно этой модели, по мере расширения Вселенной между разлетающимися галактиками постоянно создается новая материя. Изображение: cdn.britannica.com. Фото.

Стационарной модель Вселенной разработана в 1948 году Фредом Хойлом, Томасом Голдом, Германном Бонди и другими в качестве альтернативы теории Большого взрыва. Согласно этой модели, по мере расширения Вселенной между разлетающимися галактиками постоянно создается новая материя. Изображение: cdn.britannica.com

Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram – так вы точно не пропустите ничего интересного!

С тех пор количество подтверждающих доказательств происхождения нашей Вселенной от Большого взрыва достигло такой степени, что сомнений практически не осталось. Правда, вопрос о том, что было до него по-прежнему не имеет ответа, а многие ученые предпочитают не замечать этот вопрос, поскольку он ответ на него, кажется, мы так никогда и не узнаем.

Начало времен

Отметим, что когда астрономы говорят о Большом взрыве, они обычно имеют в виду не самое начало Вселенной (нулевой момент времени), а невероятно горячее и компактное состояние Вселенной в первые пару минут ее существования. В какой-то степени это объясняется тем, что никто не имеет ни малейшего представления об истинной природе времени, не говоря уже о его начале.

Британский физик Джулиан Барбур, например, утверждал, что времени вообще не существует, кроме как в виде иллюзии в нашем сознании. Согласно другим (в том числе Стивену Хокингу), время возникло вместе со Вселенной, что делает бессмысленным само понятие «до». Спрашивать, что было до Большого взрыва, все равно что спрашивать, что находится к северу от Северного полюса или какое расстояние меньше нуля.

Вероятно мы так и не узнаем что было до Большого взрыва. Изображение: static.scientificamerican.com

С другой стороны, мы просто не знаем, существовало ли время до Большого взрыва или нет. Согласно некогда популярной идее о циклической Вселенной, текущее расширение пространства может однажды превратиться в сжатие – Большой хлопок, способный перерасти в новый Большой взрыв и положить начало следующему циклу вечной последовательности.

Это интересно: Ученые создают самую подробную карту вещества во Вселенной. Почему это важно?

Безусловно, это всего лишь одна из многих гипотез, согласно которым наша Вселенная не уникальна, а, так или иначе, является частью, возможно, бесконечной мультивселенной. Но если мультивселенная также бесконечна во времени, то мы возвращаемся к идее о том, что все существовало вечно, а значит вопрос о том, что было до Большого взрыва попросту теряет смысл.

Возможно, вопрос о том, что было до Большого взрыва не имеет смысла. Изображение: d.newsweek.com

Наконец, южноафриканский физик Нил Турок считает, что Большой взрыв породил не только нашу Вселенную, но и Антивселенную, состоящую из антивещества и движущуюся назад во времени. Опять же, интригующая идея, но и нет никаких шансов на подтверждение (или опровержение!) с помощью наблюдений.

Вам будет интересно: «Все везде и сразу» с точки зрения науки: какой может быть мультивселенная?

В конечном итоге, мы, кажется, должны признать, что ничего не знаем об истинном начале Вселенной. И даже если склоняемся к идее вечной мультивселенной, у которой вообще нет реального начала, мы не знаем, почему существует нечто (или, более того, почему существует все), а не ничто.

Правда ли, что телескоп Джеймса Уэбба обнаружил жизнь за пределами Земли?

Космический телескоп Джеймса Уэбба обнаружил признаки жизни на далекой экзопланете. Так ли это?

Будучи очарованными поисками жизни за пределами Земли, каждая новость о потенциально обитаемой планете вызывает бурю эмоций. Недавно издание The Spectator опубликовало репортаж, в котором говорится, что космический телескоп Джеймса Уэбба обнаружил планету с явными признаками жизни. Эксперты, однако, выступили против публикации, отмечая, что информация в ней вырвана из контекста. И хотя представитель NASA также сообщил журналистам, что пока никаких доказательств существования жизни за пределами Солнечной системы обнаружено не было, исследователи признают возможность предстоящего революционного открытия, для подтверждения которого (минутка разочарования) потребуются годы последующих исследований.

Так как свету требуется время, чтобы добраться до нас, самые удаленные объекты являются самыми старыми. Такие телескопы "Хаббл" и Джеймс Уэбб, заглядывают в далекое прошлое нашей Вселенной, постепенно открывая ее самые сокровенные тайны.

Космическая обсерватория

Космический телескоп Джеймса Уэбба, запущенный в декабре 2021 года, является самой крупной инфракрасной обсерваторий из всех когда-либо созданных человеком. На сегодняшний день Уэбб открыл экзопланеты величиной с Юпитерой, парные планетоподобные объекты в туманности Ориона и даже обнаружил свет, исходящий от самых первых галактик во Вселенной.

Напомним, что Уэбб опирается на наследие предыдущих космических телескопов, еще больше расширяя границы наших знаний о Вселенной. Так, основные наблюдения Уэбба сосредоточены на четырех областях: изучение первого света во Вселенной и первого скопления галактик, рождение звезд и протопланетных систем, а также исследование экзопланет (включая происхождение жизни и ее поиск).

Телескоп Джеймса Уэбба работает в инфракрасном диапазоне, который для человеческого глаза невидим

Отметим, что Уэбб работает схоже с любыми другими телескопами, в том смысле, что его основная задача – улавливать свет и фокусироваться на нем (именно так мы можем заглянуть в дальний космос). Однако есть и отличия – Джеймс Уэбб видит в другой части электромагнитного спектра, который для нас невидим.

Грубо говоря, эта обсерватория улавливает инфракрасное излучение или «тепло», прямо как камера ночного видения.

Размер также имеет значение, так как позволяет телескопу улавливать больше света, и, следовательно, видеть более удаленные, меньшие по размеру и холодные объекты. Ну а благодаря космическому расположению Уэббу не нужно смотреть сквозь атмосферу, которая блокирует много действительно полезной и интересной информации.

Мир экзопланет

В 2023 году список планет, расположенных далеко за пределами Земли, значительно пополнился – согласно имеющимся данным, исследователи открыли более 5500 далеких миров. Среди них есть как и хорошо знакомые каменистые и газовые планеты, так и абсолютно удивительные миры с присутствием на поверхности таких тяжелых элементов как углерод и кислород.

Особое внимание, однако, привлекла экзопланета под названием K2-18b, обнаруженная в 2019 году. Все дело в том, что в ее атмосфере присутствует молекула, которая на Земле образуется только в результате жизнедеятельности. Таким образом разговоры о потенциальной обитаемости на K2-18b ведутся не первый год.

Так выглядит звездная система K2–18 в представлении художника

Экзопланета K2–18b, в 8,6 раз массивнее Земли, вращается вокруг красного карлика в созвездии Льва и находится примерно в 120 световых годах от Солнечной системы. Вскоре после открытия этого мира астрономы сообщили о наличии водяного пара в атмосфере планеты, однако результаты последующих исследований показали, что водяные пары на самом деле могут быть метаном.

В сентябре пристальное внимание на K2–18b обратил телескоп Джеймса Уэбба, мощные приборы которого предоставили ученым массу новых данных. Так, обсерватория выявила присутствие углеродсодержащих молекул, которые включают метан и углекислый газ, что подпитывает предположение о богатой водородом атмосфере и поверхности, покрытой водяным океаном.

Потенциально обитаемая K12-18b может выглядеть так

Эти особенности, как известно, могут быть признаками наличия на этой экзопланете жизни.

Признаки жизни

Итак, среди наблюдений, сделанных Уэббом, выделяется возможное обнаружение молекулы под названием диметилсульфид (DMS), которая на нашей планете вырабатывается только жизнью. Так, большинство DMS, обнаруженных в атмосфере Земли, вырабатываются фитопланктоном – микроскопическими организмами в океанах. Однако в официальном заявлении NASA говорится, что «вывод о наличии DMS в атмосфере “не надежен”» и нуждается в дальнейшей проверке.

Предстоящие наблюдения Уэбба должны подтвердить, действительно ли DMS присутствует в атмосфере K2-18b на значительных уровнях, – объясняет астроном из Кембриджского университета и ведущий автор нового исследования Никку Мадхусудхан.

K12-18b – самая настоящая суперземля

В то же самое время обилие метана и углекислого газа в атмосфере планеты, как и нехватка аммиака, подтверждают гипотезу о том, что под богатой водородом атмосферой K2-18b может находиться водный океан. Исследователи отмечают, что этот далекий мир может считаться суперземлей – то есть планетой больше Земли, но меньше газовых гигантов Солнечной системы, покрытой жидким океаном и плотной атмосферой.

Это интересно: Обнаружена экзопланета, которая не должна существовать

Так как в нашей Солнечной системы нет планет, подобных K2-18 b, подобные миры изучены плохо, несмотря на то, что они зачастую расположены вокруг красных карликов – самых маленьких, наиболее холодных и распространенных звезд во Вселенной.

Список потенциально обитаемых планет, открытых на сегодняшний день

Результаты, полученные в ходе нового исследования, опубликованного в журнале Astrophysical Journal Letters, подчеркивают важность учета разнообразных пригодных для обитания сред при поиске жизни на других планетах. Авторы работы отмечают, что «традиционно поиск обитаемых планет был сосредоточен в основном на небольших каменистых мирах, однако более крупные планеты значительно более благоприятны для атмосферных наблюдений».

Не пропустите: Есть ли жизнь во Вселенной? Одиноки ли мы?

Экзопланета в зоне Златовласки

Еще одной причиной, по которой астрономы особенно заинтересованы в изучении K2-18b заключается в том, что экзопланета находится в так называемой зоне обитаемости (или зоне Златовласки) – то есть расположена на оптимальном расстоянии от звезды (не слишком близко но и не слишком далеко). подобное расположение позволяет воде на поверхности планеты оставаться в жидком состоянии.

Однако NASA предупреждает, что, несмотря на кажущийся состав атмосферы и близость к звезде, размер K2-18b означает, что внутри нее, вероятно, находится большая мантия из льда, как у Нептуна, но с более тонкой, богатой водородом атмосферой и поверхностью, покрытой океаном. Представители космического агентства утверждают, что, хотя, по прогнозам, на суперземлях присутствуют океаны, они, возможно, слишком горячие чтобы быть пригодными для жизни.

Телескоп Джеймса Уэбба NASA позволяет наиболее детально изучать атмосферу экзопланет

Мы получили самый подробный спектр этой потенциально пригодной для жизни экзопланеты, что позволило определить молекулы, которые присутсвуют в ее атмосфере, – пишут авторы научной работы.

Отметим также, что изучение потенциального состава атмосферы экзопланет – сложная задача, особенно когда местное солнце намного ярче самой планеты. Авторы нового исследования, все же, смогли детально проанализировать K2-18b, наблюдая за светом от ее звезды, когда он проходил через атмосферу планеты.

Больше по теме: Млечный Путь, возможно, полон мертвых цивилизаций

Поскольку K2-18b проходит перед звездой, телескопы способны обнаружить падение яркости, которое при этом происходит. Таким образом, изучая обнаруженный свет, эксперты могут определить некоторые газы, из которых состоит атмосфера экзопланеты.

Мы вряд ли одиноки на просторах бесконечной Вселенной.

Полученный нами результат стал возможен только благодаря расширенному диапазону длин волн и беспрецедентной чувствительности космической обсерватории Джеймса Уэбба, которая позволила надежно обнаружить спектральные особенности всего за два прохождения, – говорит Мадхусудхан.

Теперь же команда намерена провести последующие исследования с помощью телескопа MIRI (Mid-Infrared Instrument), который, как они надеются, подтвердит полученные ранее выводы и даст новое представление об условиях окружающей среды на K2-18b. Однако на данный момент утверждать, что знаменитая K2-18b обитаема, нельзя.

Как материя распределяется по Вселенной и почему это важно?

Распределение материи во Вселенной ставит под сомнение ведущую космологическую модель

Устройство Вселенной, ее происхождение и эволюция являются главными загадками космологии. Согласно Стандартной модели, описывающей формирование и эволюции Вселенной, после Большого взрыва космос представлял собой бурлящий плазменный бульон, который начал быстро расширяться благодаря невидимой силе – темной энергии. По мере расширения Вселенной, обычная материя, взаимодействующая со светом, сгущалась вокруг скоплений невидимой темной материи, образуя первые галактики, соединенные вместе обширной космической паутиной. По этой причине считается, что что обычная материя, темная материя и темная энергия составляют около 5%, 25% и 70% Вселенной соответственно. Однако результаты исследования, опубликованного в журнале Physical Review D, предполагают, что стандартная космологическая модель неверна, а космос менее уплотнен, чем полагали ученые.

Проблемы стандартной космологической модели

Стандартная космологическая модель Вселенной – это история эволюции космоса, написанная языком математической физики. Она гласит, что все началось спустя долю секунды после Большого взрыва, а все, что происходило с тех самых пор можно проследить вплоть до текущего момента. В эту историю внесли вклад тысячи ученых, включая Альберта Эйнштейна.

Так, Общая теория относительности гласит, что космос – это непрерывно расширяющееся пространство-время, включающее в себя всю материю, энергию, а также элементарные частицы (представленные в Стандартной модели физики элементарных частиц). Центральный постулат классической космологической модели гласит, что Вселенная возникла как сверхгорячий, сверхплотный «бульон» из таких элементарных частиц, как кварки, электроны, фотоны и др.

Вселенная родилась около 14 миллиардов лет назад и с тех пор расширяется с ускорением

Это интересно: Ученые полагают, что Больших взрыва было два

С течением времени Стандартная модель получала все больше подтверждений, а обнаружение реликтового излучения – теплового излучения, оставшегося после Большого взрыва и равномерно заполняющего Вселенную – стало одним из важнейших ресурсов для космологов и помогло им расширить границы понимания космоса.

Реликтовое излучение, однако, привнесло целый ряд проблем и парадоксов в стандартную космологическую модель. Наиболее актуальной из них была однородность реликтового излучения, которое выглядело одинаково, куда бы астрономы ни направили свой взгляд. Это подразумевало, что условия в сильно удаленных друг от друга регионах ранней Вселенной были идентичными – то есть либо в ранней Вселенной произошло нечто необъяснимое, либо равномерность космического микроволнового фонового излучения имела более глубокое объяснение.

Рождение и расширение Вселенной – главные вопросы современной космологии

В поисках ответов физики пришли к теории инфляции, согласно которой Вселенная ускоренно расширялась в первые секунды после Большого взрыва. Эта идея впоследствии получила подтверждение и легла в основу стандартной космологической модели. Правда, к ней были добавлены еще два дополнения – во-первых, признание того, что во Вселенной больше материи, чем можно увидеть в телескопы, а во-вторых – существование гораздо большего количества таинственной невидимой материи.

Еще больше интересных статей об эволюции и происхождении Вселенной читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен – там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!

Космология в темноте

В конечном итоге, отслеживая движение материи, излучающей свет, астрономы были вынуждены признать, что во Вселенной существует, по-видимому, гораздо больше невидимой или темной материи, не входящей в Стандартную модель физики элементарных частиц. И это было что-то новенькое. Дальнейшие наблюдения показали, что темная материя составляет около 85% массы во Вселенной.

Дальше, однако, все стало еще сложнее – изучая далекие сверхновые, астрономы обнаружили, что Вселенная расширяется с ускорением. Это означало, что весь космос должен быть полон невидимой формы энергии, и эта энергия раздвигает пространство. Эта энергия получила название «темная энергия» и, как считается, составляет 75% от общего энергетического бюджета Вселенной.

Темная материя и темная энергия не дают покоя ученым

Больше по теме: Физики переосмысли строение Вселенной. Темная энергия больше не нужна?

Таким образом, инфляция, темная материя и темная энергия являются ключевыми игроками в современной космологической модели. Эту модель иногда называют инфляционной космологией, которую должен изучить и освоить каждый студент. Отметим также, что помимо успехов, классическая стандартная модель соответствует ключевым особенностям карт реликтового излучения и объясняет особенности, наблюдаемые в крупномасштабном распределении галактик.

Без сомнения, на сегодняшний день стандартная космологическая модель является триумфом научного процесса. И все же, она не лишена недостатков и регулярно подвергается пересмотру.

Кризис космологии

В 2023 году результаты исследования более чем 25 миллионов галактик выявили странное противоречие в том, как астрономы измеряют плотность Вселенной – это открытие, как утверждают его авторы, может угрожать стандартной модели, описывающей формирование и эволюцию Вселенной.

Расхождение, обнаруженное путем измерения искривления света мощными гравитационными полями далеких галактик, говорит о том, что космос менее уплотнен, чем считалось раньше. Если говорить проще, то новое открытие – это вызов, уступающий место так называемой «Новой физике» или совершенно иной модели Вселенной. Работа опубликована в журнале Physical Review D в конце декабря.

Возможно наше представление о Вселенной неверно

Мы по-прежнему проявляем достаточную осторожность и не говорим, что современная космологическая модель полностью неверна. Но поскольку члены астрономического сообщества приходят к одному и тому же выводу в ходе многочисленных экспериментов, ведущую космологическую модель, вероятно, придется пересмотерть, – говорится в заявлении Майкла Штрауса, заведующего кафедрой астрофизических наук Принстонского университета и одного из руководителей исследования.

Считается, что после Большого взрыва космос представлял собой бурлящий плазменный бульон, который начал быстро расширяться благодаря невидимой силе (темной энергии). По мере расширения Вселенной обычная материя, взаимодействующая со светом, сгущалась вокруг скоплений невидимой темной материи, образуя первые галактики, соединенные вместе обширной космической паутиной.

Тем не менее, с этой картиной возникает все больше проблем. Чтобы проверить имеющиеся модели, астрономы часто сравнивают прошлое Вселенной с настоящим. Их прошлые измерения основаны на реликтовом излучении, однако постоянная Хаббла — величина, которая отслеживает скорость расширения Вселенной (предсказанная с помощью реликтового излучения) – расходится с расчетами, основанными на данных изученных небесных объектов. Это несоответствие привело к современному кризису в космологии.

Сколько материи во Вселенной?

Новое расхождение относительно материи во Вселенной сосредоточено вокруг числа под названием S8, которое измеряет, сколько материи скапливается во Вселенной. Новые данные, полученные с помощью японского телескопа Subaru, изучающего силу искажения света из-за присутствия вещества в галактиках, позволил исследователям подтвердить мнение о том, что существует реальное расхождение между измерениями скопления в ранней Вселенной и тем, каким оно было 9 миллиардов лет назад.

Космос таит в себе слишком много секретов

Хотя проблема указывает на еще одну большую брешь в нашем понимании Вселенной, у космологов пока нет приемлемых теорий для замены стандартной космологической модели. Возможно, астрономы ошибаются относительно количества темной материи или того, как она собирается вместе. Нельзя также исключать, что темная энергия менялась на протяжении всего времени существования космоса – это объяснение, вероятно, может послужить решением как проблемы постоянной Хаббла, так и всей космологической модели.

Больше по теме: Новое значение постоянной Хаббла: почему Вселенная расширяется с ускорением?

Или, что самое интересное, результаты нового исследования могут означать, что стандартная модель нуждается в полном пересмотре. однако, чтобы узнать наверняка, ученым придется провести более точные измерения с помощью еще более мощных телескопов. Двумя такими претендентами являются обсерватория Веры Рубин в Чили и римский космический телескоп Нэнси Грейс, которые будут запущены в эксплуатацию в 2025 и 2027 годах соответственно. Но нас, так или иначе, ожидает немало интересных и удивительных открытий!

Главные научные открытия 2023 года по версии Hi-News.ru

Наука не стоит на месте и 2023 год вновь это доказал

2023 год можно назвать годом перемен – пандемия COVID-19 закончилась, Индия стала самой густонаселенной страной мира, а искусственный интеллект захватил нашу жизнь (и стал похож на ИИ из научно-фантастических фильмов). В это же время вооруженные военные конфликты обострились, климатические изменения усилились, а угроза ядерной войны вновь напомнила о себе. Словом, год выдался непростой, однако ученые совершили огромное количество открытий, многие из которых навсегда изменят повседневную жизнь. Чего стоит одна только Нобелевская премия по химии за новаторское открытие в области нанотехнологий, а физики и вовсе пролили свет на движение электронов внутри атомов и молекул. В ударе были и астрономы, которые обнаружили низкочастотные гравитационные волны, а нейробиологи и вовсе создали устройство, переводящее мысли в текст. Рассказываем какие открытия, по мнению редакции Hi-News.ru, стали самыми выдающимися за прошедший год!

Открытие новых миров

В очередной звездный для науки год астрономы обнародовали новые открытия о космосе, а число открытых экзопланет – миров, за пределами Солнечной системы – перевалило за 5500, среди которых есть те, которые мы раньше не видели. Так, космическая обсерватория Джеймса Уэбба подтвердила присутствие тяжелых элементов — углерода и кислорода — в атмосфере далекой экзопланеты HD149026b, более известной как Смертриос.

Для астрономов это открытие стало неожиданностью, поскольку газовые гиганты в нашей Солнечной системе, такие как Юпитер и Сатурн, содержат в своей атмосфере только водород и гелий. Общее правило таково: чем больше планета, тем меньше тяжелых элементов в ее атмосфере. Открытие перевернуло эту идею с ног на голову.

Открытие новых миров. Смертриос — экзопланета у звезды HD 149026, находящаяся на расстоянии приблизительно 257 световых лет от Солнца в созвездии Геркулеса. Фото.

Смертриос — экзопланета у звезды HD 149026, находящаяся на расстоянии приблизительно 257 световых лет от Солнца в созвездии Геркулеса.

Список экзопланет также пополнился миром, который, по словам некоторых исследователей, не должен существовать. Речь идет о планете под названием LTT9779 b, которая отражает около 80% света, падающего на нее от звезды, вокруг которой она вращается.

Эту «зеркальную планету» окутывают металлические облака, которые состоят в основном из силиката (то есть песка и стекла) и титана. На сегодняшний день LTT9779 b является единственной в своем роде.

Открытие новых миров. Далекая планета под названием LTT9779 b отражает 80% света своей звезды, что делает странный мир с металлическими облаками самым большим известным «зеркалом» во Вселенной. Год в этом зеркальном мире длится всего 19 часов. Фото.

Далекая планета под названием LTT9779 b отражает 80% света своей звезды, что делает странный мир с металлическими облаками самым большим известным «зеркалом» во Вселенной. Год в этом зеркальном мире длится всего 19 часов.

Еще одним впечатляющим открытием стала планета K2-18b, на которой обнаружены признаки существования жизни. И хотя мир, расположенный на расстоянии 110 световых лет от Солнца, был открыт еще в 2015 году, признаки жизни удалось уловить только в 2023 году.

Считается, что K2-18b полностью покрыта водой, в которой могут плавать микроскопичнеские организмы.

Революция в космологии

В 2023 году исследователи сообщили об открытии низкочастотных гравитационных волн, пронизывающих Вселенную. Напомним, что гравитационные волны, существование которых предсказал Альберт Эйнштейн, удалось зафиксировать в 2015 с помощью американской лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO) и европейской обсерватории VIRGO. С тех пор было обнаружено около 100 других гравитационно-волновых сигналов.

В ушедшем году эксперты коллаборации NANOGrav сообщили об обнаружении так называемых стахатических (или низкочастотных) гравитационных волн. Их источником предположительно могут быть медленно сближающиеся пары сверхмассивных черных дыр, космические струны и космологические фазовые переходы.

Революция в космологии. Наиболее трудными для обнаружения считаются стохастические гравитационные волны, исходящие от менее массивных объектов и «окутывающих» нашу планету со всех сторон по всей Вселенной. Фото.

Наиболее трудными для обнаружения считаются стохастические гравитационные волны, исходящие от менее массивных объектов и «окутывающих» нашу планету со всех сторон по всей Вселенной.

Хотите всегда быть в курсе последних открытий в области науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram – так вы точно не пропустите ничего интересного!

Обнаружить эту стохатическую ряб пространства-времени удалось с помощью миллисекундных пульсаров – звезд, с периодом вращения в диапазоне от 1 до 10 миллисекунд, расположенных по всему Млечному Пути. Это открытие можно назвать огромным и революционным успехом.

Во-первых, теперь мы точно знаем, что само пространство-время заполнено низкочастотными гравитационными волнами, а во-вторых сможем понять как формируются структуры в космосе (уже в самом ближайшем будущем).

Сказать, что мы хоть что-то знаем про космос, будет очень самонадеянно.

Полученные данные также означают, что в ранней Вселенной было гораздо больше гигантских черных дыр, чем считалось ранее, а дальнейшее изучение нового типа гравитационных волн может раскрыть детали происхождения Вселенной и объяснить невидимые силы, питающие темные космический океан.

Не пропустите: Необычное открытие доказало, что Вселенная расширяется не так, как мы думали

«Новая физика» – редкий распад бозона Хиггса

Вы наверняка слышали о «новой физике», приход которой знаменует собой крах Стандартной модели, описывающей электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие всех известных элементарных частиц. Отметим, что революции в физике говорят уже много лет, а в январе 2021 года ученые доказали существование энионов – третьего царства частиц. Последующие открытия также подтвердили существование неизвестных для науки элементарных частиц, взаимодействие между которыми необходимы для эволюции и при роды Вселенной.

2023 год не стал исключением и в этом плане. Так, одним из важнейших открытий в области физики стало свидетельство редкого распада бозона Хиггса – знаменитой «частицы Бога», о существовании которой мир узнал в 2012 году. Напомним, что бозон Хиггса отвечает за механизм появления масс у некоторых элементарных частиц и – главное – подтверждает правильность Стандартной модели.

«Новая физика» – редкий распад бозона Хиггса. Первое свидетельство редкого распада бозона Хиггса является косвенным доказательством существования частиц, выходящих за рамки Стандартной модели. Фото.

Первое свидетельство редкого распада бозона Хиггса является косвенным доказательством существования частиц, выходящих за рамки Стандартной модели.

Самое поразительное в этом открытие то, что зафиксированный редкий распад выходит за рамки той самой Стандартной модели и является косвенным доказательством существования неизвестных науке элементарных частиц. Дальнейшие эксперименты запланированы на 2029 год, а значит наше представление о мироздании (как и вся современная физика с ее противоречиями и загадками) уже в самом скором будущем могут измениться.

Вам будет интересно: Обнаружены новые элементарные частицы. Почему это важно?

Самый жаркий год за всю историю наблюдений

Несмотря на то, что ученые много лет говорят о последствиях климатических изменений, именно 2023 год показал какими суровыми они могут быть. Так, температура в июле стала самой высокой не только за всю историю наблюдений, но и за последние 100 тысяч лет. Более того, данные научных исследований свидетельствуют об ускоренном таянии ледников и вечной мерзлоты.

Количество экстремальных погодных явлений в прошлом году заставило задуматься об изменении климата даже тех, кто никогда им не интересовался – в сентябре, например, на Ливию и Азию обрушились тайфуны и наводнения, а лесные пожары в Канаде и на гавайском острове Мауи стали самыми смертоносными за последние сотню лет.

2023 год побил все мыслимые и немыслимые температурные рекорды

Наша страна также не стала исключением – в июне температура в Сибири на протяжении двух недель достигала 40°C, а 2024 год для Москвы и Санкт-Петербурга также начался с рекордов, правда на этот раз речь идет о минусовых температурах.

Искусственный интеллект изменил мир

По данным портала «Грамота.ру» словом 2023 года стало существительное «нейросеть». Выбор, как отмечают специалисты, был сделан на основе сбалансированных критериев – анализа больших данных, частотности запросов, оценки ведущих экспертов: лингвистов, социологов и других экспертов. И да, вряд ли кто-то сильно этому удивлен.

Как бы не ходили вокруг да около, но главным прорывом (открытием, достижением, сенсацией – как угодно) действительно стали системы Искусственного интеллекта или же просто нейросети – системы, принимающие огромные объемы данных, ищущие в них закономерности и генерирующие статистически вероятные результаты. И да, они все больше и больше напоминают поведение человека (хотя по-прежнему очень далеки от нас).

Искусственный интеллект изменил мир. Нейронная сеть — это система искусственного интеллекта, котор учит компьютеры обрабатывать данные способом, вдохновленным человеческим мозгом. Фото.

Нейронная сеть — это система искусственного интеллекта, котор учит компьютеры обрабатывать данные способом, вдохновленным человеческим мозгом.

Подробнее по теме: В чем искусственный интеллект лучше людей в 2023 году

Как и другие технологии, ИИ-системы меняют общество и его устройство. Как подчеркивают авторы ежегодного доклада AI Index Report 2023, искусственный интеллект в ушедшем году вступил в новую фазу своего развития, а внедрение этой технологии, наравне с рисками и возможностями, находятся в руках корпоративных компаний. Так или иначе за небольшой промежуток времени нейросети оказали существенное влияние на мировую экономику, образование и рынок труда.

К счастью, общество довольно быстро адаптировалось к этой технологической инновацией, а разговоры о том, не уничтожит ли это чудо 21 века человеческую цивилизацию не утихали на протяжении всего года. И, к слову, как бы скептически к подобным речам мы не относились, риски, связанные с ИИ действительно стоят внимания.

Новые методы лечения болезни Альцгеймера

Ранее мы рассказывали, что болезнь Альцгеймера может поражать даже 19-летних. Что поразительно, так как Альцгеймер — самая распространенная неизлечимая форма деменции, при которой мозг человека начинает разрушаться, а лекарства от недуга не существует. В прошлом для лечения болезни применялось несколько препаратов, которые не прошли клинических испытаний, но в июле 2023 года исследователи сообщили об изобретении нового препарата под названием .

Leqembi – первый в своем роде препарат, который замедляет снижение когнитивных функций у пациентов с ранней стадией болезни Альцгеймера. Производят лекарство такие фармацевтические компании как Eisai и Biogen.

Новые методы лечения болезни Альцгеймера. Болезнь Альцгеймера — одна из самых страшных заболеваний в мире, против которой у ученых все еще нет эффективного лекарства. Фото.

Болезнь Альцгеймера — одна из самых страшных заболеваний в мире, против которой у ученых все еще нет эффективного лекарства.

Препарат воздействует на бета-амилоид – основной компонент амилоидных бляшек, обнаруживаемых в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера и влияющих на память и мышление. Разработанное лекарство «помечает» бляшки для очистки иммунной системой организма, что замедляет симптомы болезни Альцгеймера. Словом, это крайне важная веха в лечении болезни.

Не пропустите: Ученые смогли превратить мутировавшие раковые клетки в здоровые

Еще одним знаменательным собтием, связанным с болезнью Альцгеймера, стало открытие редкой генетической мутации, защищающей от этого недуга. Мутация, выявленная учеными, передается по наследству. И хотя мы по-прежнему далеки от лечения опасных нейродегенеративных заболеваний, подобных болезни Альцгеймера, открытия 2023 года приближают нас к созданию универсального лекарства и метода лечения. Это означает, что в будущем миллионы людей не будут страдать от деменции.

В космосе произошел крупнейший взрыв – его отголоски достигли Земли

В космосе произошел самый яркий гамма-всплеск за всю историю наблюдений

9 октября 2022 года в космической темноте вспыхнул самый яркий взрыв за всю историю наблюдений. Гамма-всплеск, получивший название GRB 221009A, произошел примерно в 2,4 миллиардах световых лет от Земли и был настолько мощным, что стал причиной больших колебаний электрического поля ионосферы Земли, о чем говорится в недавно опубликованном исследовании. Ученые из Университета Аквилы и Национального института астрофизики в Италии предоставили доказательства изменения электрического поля ионосферы на расстоянии около 500 километров. Новая работа, опубликованная в журнале Nature Communications, проливает свет на сложные взаимодействия между космическими явлениями и слоями атмосферы Земли, предлагая ценную информацию о последствиях экстремальных астрофизических событий на нашей планете.

Гамма-всплески (GRB) – это кратковременные вспышки гамма-излучения, наиболее энергичного компонента электромагнитного спектра. За ним следует рентгеновское излучение.

Что такое гамма-всплески?

Гамма-всплески (gamma ray-bursts, GRB) – это самые мощные взрывы во Вселенной, которые представляют собой краткие вспышки высокоэнергетического света. Считается, что они являются результатом самых взрывоопасных событий на космических просторах, включая рождение черных дыр и столкновения нейтронных звезд. По данным NASA, гамма-всплески, длящиеся от нескольких миллисекунд до нескольких минут, могут быть в сотни раз ярче обычной сверхновой.

Первое наблюдение гамма-всплеска состоялось 2 июля 1967 года с помощью американского спутника Vela 4A, входящему в серию космических аппаратов для обнаружения рентгеновского и гамма-излучения (изначально предназначенных для мониторинга любых ядерных испытаний). В период с 1971 по 1973 год ученые из Лос-Аламосской национальной лаборатории изучали несколько гамма-всплесков, обнаруженных спутниками Vela, и определили, что гамма-всплески имеют «космическое происхождение». С тех самых пор исследователи очарованы этими массивными космическими взрывами и их источниками.

Гамма-всплеск от черной дыры

Гамма-всплески – это космические лаборатории, которые позволяют нам изучать состояния материи и физику, которые невозможно воспроизвести на Земле, – объясняет Брендан О’Коннор, научный сотрудник Центра космологии Макуильямса при Университете Карнеги-Меллон.

Как объясняют специалисты по изучению массивных космических взрывов, гамма-излучение, связанное с гамма—всплесками, создается коллимированной струей материала, движущейся почти со скоростью света – так называемыми релятивистскими скоростями — что позволяет изучать механизмы излучения релятивистских частиц. Так, местоположения гамма-всплесков информируют исследователей о формировании и эволюции галактик и звезд на протяжении всей истории Вселенной.

Источники гамма-всплесков

Астрофизики отмечают, что источник (или причина) гамма-всплеска зависит от его длительности. Так, гамма-всплески, которые длятся менее двух секунд, являются результатом слияния двух нейтронных звезд или нейтронной звезды и черной дыры. Более длительные гамма-всплески, которые могут длиться часами, происходят во время коллапса массивных звезд (т.е. рождения черных дыр).

Гамма-всплески возникают в результате струй частиц, ускоренных примерно до 99,9% скорости света.

По словам профессора Рэдбудского университета Эндрю Левана, за несколько секунд гамма-всплеск может испустить столько энергии, сколько Солнце выделит за все 9 миллиардов лет своей жизни. Исследователи также отмечают, что гамма-всплески тесно связаны с галактиками, в которых происходит интенсивное звездообразование.

В прошлом считалось, что гамма-всплески способны убить всю жизнь в галактике, однако эта теория сегодня опровергнута. Все потому, что энергия гамма-всплесков напоминает лучи, подобно тем, что исходят от маяка. Это, однако, не значит, что они полностью безопасны. Так, эксперты Европейского космического агентства (ЕКА) полагают, что все, что попадает в радиус 200 световых лет от излучения, испарится.

Самый мощный взрыв во Вселенной

Среди множества зарегистрированных на сегодняшний день гамма-всплесков, самым мощным является GRB 221009A, произошедший в созвездии Стрельца 9 октября 2022 года, а его излучение шло до Земли 1,9 млрд лет. Этот мощнейший взрыв длился около семи минут и был обнаружен более чем через 10 часов после первоначального наблюдения. Вспышку зафиксировали сразу несколько космических обсерваторий, включая Swift и Fermi (NASA), а также Integral (ЕКА).

Вспышка света от новорожденной черной дыры, находящейся в миллиардах световых лет от нашей планеты, ударила по Земле с такой силой, что потрясла верхние слои атмосферы, – сообщают авторы нового исследования.

Теперь же, через год после крупнейшего в истории наблюдений гамма-всплеска, с помощью спутниковых наблюдений и специально разработанной аналитической модели, ученые доказали, что GRB 221009A оказал глубокое влияние на проводимость ионосферы Земли, вызвав сильное возмущение не только в нижней части ионосферы, но и в верхней (на высоте около 500 километров).

Самый мощный взрыв во Вселенной. Световое эхо от гамма-всплеска, создаваемое светом, проходящим сквозь толстый слой пыли по мере его приближения к нам, создает эффект «расширяющегося кольца». Фото.

Световое эхо от гамма-всплеска, создаваемое светом, проходящим сквозь толстый слой пыли по мере его приближения к нам, создает эффект «расширяющегося кольца».

И хотя вероятность событий на уровне вымирания из-за гамма-всплесков считается незначительной, астрофизики признают потенциальные риски, связанные с их огромной мощностью. Но какой именно эффект на ионосферу оказал GRB 221009A и стоит ли беспокоиться?

Это интересно: Обнаружен странный повторяющийся сигнал исходящий из центра Млечного Пути

Влияние гамма-всплеска на ионосферу Земли

Напомним, что ионосфера – ионизированная часть верхних слоев атмосферы Земли, расположенная на высотах примерно от 50 до 1000 км, является важнейшей областью, в которой атмосфера соприкасается с космосом. Ионосфера играет жизненно важную роль в защите нашей планеты от экстремального ультрафиолетового и рентгеновского излучения Солнца, так как ионизирует атмосферные атомы и молекулы, создавая пучок свободных электронов.

Ионосфера также отражает радиоволны, которые мы используем для связи и навигационных систем. Так, во время вспышек на Солнце исследователи фиксируют изменения в нижних слоях ионосферы, что и произошло в случае с «самым мощным взрывом на просторах Вселенной» – по словам авторов научной работы, последствия GRB 221009A сравнимы с последствиями солнечной вспышки.

Эффект от мощнейшего в истории гамма-всплеска стал причиной возмущения земной ионосферы

Вам будет интересно: Астрономы определили лучшее место и время для жизни в Млечном Пути

К счастью, беспокоиться о последствиях мощнейшего гамма-всплеска не стоит – земная атмосфера поглотила его до того, как последнее приблизилось к поверхности. Подобные гамма-всплески, тем не менее, могут взаимодействовать с атмосферой на больших высотах.

Так как ранее влияние гамма-всплесков на всю ионосферу изучено не было, мы использовали спутниковые данные и впервые смогли обнаружить и измерить вариации электромагнитного поля на больших высотах ионосферы, – говорится в работе.

Эффект, все же, был огромным: зафиксированное воздействие на ионосферу сохранялось около 10 часов. Эти данные, по словам исследователей, могут помочь им лучше понять и смоделировать воздействие отдаленных взрывов на атмосферу Земли – и предсказать, что могло бы произойти, если бы один из них произошел поблизости.

Гамма-всплеск произршел в созвездии Стрельца примерно в 2,4 млрд световых лет от нашей планеты

«Беспрецедентный поток фотонов, связанный с GRB 221009A, оказал сильное влияние на проводимость ионосферы Земли», – пишут исследователи. Отметим, что фотоны гамма-излучения обладают энергией, в миллиард-триллион раз превышающей энергию видимых фотонов, и испускаются в результате высокоэнергетических событий.

Атмосфера Земли, стабильность ионизации которой имеет решающее значение для эволюции и выживания жизни, подвергается воздействию космических взрывов, которые производят высокоэнергетические гамма-всплески (GRB).

Фактически, огромное изменение электрического поля ионосферы, вызванное сильным изменением проводимости ионосферы, было обнаружено в верхней части ионосферы (507 километров), но никто… ничего не заметил. Разве наш маленький защитный атмосферный пузырь не прекрасен?

Ученые полагают, что Больших взрыва было два

Темная теория Большого взрыва: ученые подозревают, что Вселенную породило два Больших взрыва, а не один

Рождение и эволюция Вселенной – извечные загадки космологии. Согласно общепринятой теории, своим существованием мы обязаны Большому взрыву, который произошел примерно 13,7 млрд лет назад. С тех пор Вселенная расширяется со все возрастающей скоростью, а причины, по которым это происходит, неизвестны. Массу вопросов у ученых также вызывает таинственная темная материя, которая «удерживает» космические объекты вместе, как будто склеивая их и не поддается непосредственному наблюдению. Так как темная материя является, по сути, основой, на которой «держатся» звезды и галактики, ученые считают что она может предоставить детальное понимание того, как возникла Вселенная. По этой причине недавно исследователи выдвинули новую, крайне спорную гипотезу, согласно которой в начале времен существовал не один, а два Больших взрыва.

Согласно новой гипотезе, меняющей общепринятое представление о происхождении Вселенной, существует так называемый "Темный Большой взрыв".

В начале времен

Теория Большого взрыва является ведущим объяснением возникновения Вселенной. И хотя современные технологии не позволяют астрономам в полной мере заглянуть в прошлое, многое из того, что нам известном об этом знаменательном событии, почерпнуто из математических формул и моделей.

Считается, что до Большого взрыва все во Вселенной было
сконденсировано в бесконечно малой, горячей и плотной точке (сингулярности), которая внезапно начала раздуваться и растягиваться — сначала с невообразимыми скоростями, а затем с более измеримыми (в течение последних 13,7 миллиардов лет).

В начале времен. Теория большого взрыва гласит, что изначальное излучение высокой энергии, разлетаясь в разные стороны, объединялось в такие структуры как звезды, галактики и скопления галактик. Фото.

Теория большого взрыва гласит, что изначальное излучение высокой энергии, разлетаясь в разные стороны, объединялось в такие структуры как звезды, галактики и скопления галактик.

Период внезапного и взрывного расширения называется космической инфляцией, который длился всего доли секунды. Когда же он внезапно завершился, во Вселенной начали появляться частицы, атомы и вещество, из которого впоследствии сформировались звезды и галактики.

Момент, когда Вселенная перешла от инфляциb к заполнению горячей и плотной плазмой, является началом того, что ученые называют Большим взрывом.

Кстати, кое-что астрономы все-таки могут увидеть – так называемое «эхо» Большого взрыва или реликтовое излучение – тепловое излучение, возникшее вскоре после Большого взрыва и равномерно заполняющее Вселенную. Это распространяющееся во всех направлениях излучение пережило большую часть истории Вселенной и сохранило отпечатки всех изменений, происходивших на протяжении 13,7 миллиардов лет.

Наиболее обоснованная теория происхождения нашей Вселенной гласит, что она родилась в процессе Большого взрыва.

Подробнее о том, что именно представляет собой космическое микроволновое фоновое излучение и почему к нему приковано так много внимания можно прочитать здесь.

Сегодня большинство членов астрономического сообщества согласны с теорией Большого взрыва, однако некоторые теоретики рассматривают альтернативные варианты. Так, согласно новой гипотезе около 14 млрд лет назад произошел не один Большой взрыв, а два.

Инфляция и темная материя

Чтобы понять, почему ученые предположили существование двух Больших взрывов, вспомним инфляцию, во время которой Вселенная расширялась быстрее скорости света из-за так называемой «ваакумной энергиии”, которая впоследствии изменила форму и создала всю известную нам материю. Ну а любой разговор о материи во Вселенной, как известно, будет неполным без упоминания темной материи, призванной объяснить ряд астрономических аномалий.

Так как галактики состоят из обычной материи, ученые применяют законы физики, чтобы предсказать «правила» их движения. Вот только изучая космос астрономы сталкиваются с рядом сюрпризов, например, со слишком быстрым вращением галактик или определенным скоплением галактик, которого не должно существовать (поскольку отдельные галактики движутся так быстро, что должны избегать гравитационного притяжения своих соседей).

Считается что темная материя не вступает в электромагнитное взаимодействие и по этой причине ненаблюдаема.

Хотя существует несколько возможных объяснений этим и другим астрономическим явлениям, большинство исследователей считают причиной таинственную темную материю (или, если хотите, другую форму материи). Если они правы, то темной материи во Вселенной намного больше обычной (как минимум в пять раз) и эта дополнительная масса создает дополнительное гравитационное притяжение, а значит галактики могут вращаться и двигаться быстрее, чем ожидалось.

Напомним, что единственная причина, по которой исследователи пришли к выводу о существовании темной материи заключается в ее гравитационном воздействии на наблюдаемые космические объекты. И да – не существует никаких доказательств того, что темная материя взаимодействует с наблюдаемыми объектами каким-либо другим образом.

Два Больших взрыва

В работе, еще не прошедшей экспертной оценки и опубликованной на сервере препринтов ArXiV, рассматривается возможность существования сразу двух Больших взрывов. Все потому, что и обычная и темная материя взаимодействуют с помощью гравитации, а значит могли появиться во Вселенной не одновременно. В исследовании предполагается, что, хотя энергия инфляции в конечном итоге перешла в обычную материю, темная материя могла иметь другое происхождение.

Помимо энергии вакуума, ответственной за период инфляции, могла существовать вторая форма энергии – энергия темного вакуума, которая стала источником темной материи, – предполагают авторы нового исследования.

Два Больших взрыва. Если темная материя и обычная материя взаимодействуют только посредством гравитации, десятки экспериментов с темной материей, проводимых сегодня, потерпят неудачу (так как зависят от темной и обычной материи). Фото.

Если темная материя и обычная материя взаимодействуют только посредством гравитации, десятки экспериментов с темной материей, проводимых сегодня, потерпят неудачу (так как зависят от темной и обычной материи).

Если новая гипотеза верна и энергия обычного вакуума и темного вакуума различны, то нет никакой необходимости в том, чтобы они одновременно превращались в частицы: вместо того чтобы быть созданной через долю секунды после рождения Вселенной, темная энергия вакуума могла создать частицы темной материи… через месяц. То есть довольно короткое время по сравнению со временем существования Вселенной, но долгое по сравнению с временными рамками, используемыми в физике элементарных частиц.

Больше по теме: Квантовый мир: как связаны стерильные нейтрино и темная материя?

В статье утверждается, что «Темный Большой взрыв» мог породить различные типы темной материи, включая частицы, масса которых в 10 триллионов раз превышает массу одного протона. Исследователи предполагают, что Темный Большой взрыв мог привести к образованию более легких частиц, участвующих в процессе поглощения во время столкновений.

Авторы новой работы ожидают, что изучение гравитационных волн может дать ценную информацию о темной теории Большого взрыва. Новая работа также согласуется с более широким сдвигом во взглядах астрономического сообщества, переходящим от единичного события, создающего Вселенную, к рассмотрению множественных фазовых переходов, которые постепенно привели к появлению различных форм материи, включая темную материю.

Два Больших взрыва. Темная материя – один из самых интригующих аспектов нашей Вселенной, который не взаимодействует с электромагнитными полями и составляет примерно 27% известной Вселенной и, тем не менее, является одним из самых загадочных природных явлений. Фото.

Темная материя – один из самых интригующих аспектов нашей Вселенной, который не взаимодействует с электромагнитными полями и составляет примерно 27% известной Вселенной и, тем не менее, является одним из самых загадочных природных явлений.

Не пропустите: Что произошло в первые микросекунды после Большого взрыва?

Но можно ли проверить новую гипотезу? Недавние наблюдения ранней Вселенной, произошедшие всего через миллионы лет после Большого взрыва, предоставляют уникальную возможность для изучения этого теоретического “темного” Большого взрыва. Космологи надеются, что тщательное изучение этих ранних моментов может пролить свет на тайны, окружающие темную материю, загадку, которая интриговала астрономов почти полвека.

Получено изображение «космической паутины» – впервые в истории

Обширная, по большей части невидимая сеть нитей, которая охватывает и соединяет Вселенную, наконец-то была замечена мерцающей в темноте.

Несмотря на то, что Вселенная кажется хаотичной, у нее есть структура, состоящая из массивных нитей галактик, разделенных между собой гигантскими пустотами. Эта «космическая паутина», как называют ее ученые, подобно рекам, питающим океаны, потоками газа простирается по всему космосу. Увидеть эти потоки, однако, практически невозможно –настолько они слабые. В то время как астрономы знали о космической паутине на протяжении десятилетий и даже мельком видели свечение ее нитей вокруг ярких космических объектов, называемых квазарами, эти протяженные структуры оставались невидимыми для широкой общественности. К счастью, до недавнего времени. На снимках, недавно полученных с помощью Keck Cosmic Web Imager, или KCWI можно увидеть свет, излучаемый самой большой и скрытой частью космической паутины: перекрещивающимися тонкими нитями в пространстве между галактиками.

Хотя во Вселенной существуют огромные расстояния между объектами, это не серия изолированных островов, как может показаться на первый взгляд. Современные модели Вселенной предполагают, что существует обширная космическая паутина темной материи, нити которой простираются на огромные расстояния, соединяя галактику с галактикой, скопление с скоплением.

В поисках «космической паутины»

Термин «космическая паутина» была введен в 1996 году Ричардом Бондом из Университета Торонто для описания запутанной структуры Вселенной, состоящей из сгустков и нитей, естественным образом образованных темной материей (и подвергшейся воздействию гравитации). Сегодня исследователи полагают, что «космическая паутина» связана с темной материей (невидимой субстанцией, составляющей львиную долю массы Вселенной).

Первым убедительным доказательством существования «космической паутины» стало создание карты темной материи на небольшом участке неба. Чтобы лучше разобраться в происходящем отметим, что около 88% массы Вселенной не светится а потому невидимо для телескопов. И хотя никто не знает, что именно представляет собой темная материя, ее гравитационное притяжение играет важную роль в формировании Вселенной.

В поисках «космической паутины». Карта космической паутины, созданная в 2014 году. Окраска отражает плотность газообразного водорода, прослеживающего космическую паутину, причем более яркие цвета отражают более высокую плотность. Фото.

Карта космической паутины, созданная в 2014 году. Окраска отражает плотность газообразного водорода, прослеживающего космическую паутину, причем более яркие цвета отражают более высокую плотность.

Больше по теме: В космической паутине обнаружены миллиарды карликовых галактик

Так, в 2002 году ученые из Института астрономии в Эдинбурге изучали одну из крупнейших космических структур – сверхскопление Abell 901 диаметром 10 миллионов световых лет и с помощью метода гравитационного линзирования составили карту темной материи. Результаты работы опубликованы в журнале Astrophysical Journal.

Тщательно изучив выбранную область и проанализировав изображения более чем 50 000 галактик за пределами сверхскопления, исследователи пришли к выводу, что нитевидная структура или же «космическая паутина» действительно существует, – пишет Science.

3D-карта галактических нитей

Следующим важным шагом в изучении нитевидной структуры Вселенной стала самая большая и подробная 3D-карта Вселенной, разработанная в 2021 году в рамках проекта DESI. На ней можно увидеть гигантскую космическую паутину из галактик на расстоянии миллиардов световых лет.

И это – только начало. К моменту завершения своей основной миссии в 2026 году исследователи внесут в каталог более 35 миллионов галактик, удаленных на расстояние до 11 миллиардов световых лет.

3D-карта галактических нитей. На изображении показан трехмерный срез сети нитей газообразного водорода, пересекающих пространство между галактиками. Фото.

На изображении показан трехмерный срез сети нитей газообразного водорода, пересекающих пространство между галактиками.

«В распределении галактик на трехмерной карте присутствуют огромные скопления, нити и пустоты. Это самые большие сооружения во Вселенной. Но внутри них вы находите отпечаток самой ранней Вселенной и историю ее расширения,» – объясняют исследователи. И поскольку крупномасштабная структура космоса теперь хорошо видна, нетрудно понять, почему ее часто называют космической паутиной.

Еще больше интересных статей о последних открытиях в области астрономии и космологии читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен – там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!

Изображение «космической паутины»

До публикации нового открытия исследователи едва ли могли разглядеть галактические нити в космической темноте. Однако теперь, по словам астрофизика Кристофера Мартина из Калифорнийского технологического института, все изменилось. А ведь большая часть космической паутины лежит на пустынной территории между галактиками, ее трудно представить (и тем более увидеть).

Отметим, что в 2015 году Мартин и его коллеги нашли «неопровержимые доказательства» так называемой модели формирования галактик с холодным потоком: длинные нити, направляющие газ в большие галактики. Для этой работы они использовали прототип прибора KCWI, Cosmic Web Imager, расположенный в Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института.

Слабое свечение галактических нитей наконец удалось запечатлеть

Космическая паутина очерчивает архитектуру нашей Вселенной. Это место, где находится большая часть нормальной, или барионной материи в нашей галактике и непосредственно прослеживает местоположение темной материи, – говорит Мартин.

Результаты нового исследования, опубликованного в журнале Nature Astronomy 28 сентября, позволили нам наконец увидеть структуру Вселенной. По его словам авторов научной работы, полученное детальное изображение предоставит астрономам недостающую информацию, необходимую для понимания деталей того, как формируются и эволюционируют галактики. Новое открытие также может помочь ученым составить детальную карту распределения темной материи во Вселенной.

Это интересно: Похожа ли Вселенная на мозг?

Линия сигнатуры Лайман-альфа

Лучший способ непосредственно увидеть космическую паутину – это уловить сигнатуры ее основного компонента, газообразного водорода, с помощью спектрометров, распределяющих свет на множество длин волн (спектр). Идентифицировать газообразный водород в этих спектрах можно по его самой сильной линии излучения – линии Лайман-альфа.

Именно эту сигнатуру и обнаружили авторы нового исследования в ходе работы с помощью KCWI – точного спектрометра. Из-за расширения Вселенной, которое распространяет свет на более длинные волны, газ, расположенный дальше от Земли, имеет более красную линию сигнатуры Лайман-альфа.

Линия сигнатуры Лайман-альфа. Линия Лайман-альфа (англ. Lyman-alpha line, Ly-α) — спектральная линия водорода (или, в общем случае, водородоподобного атома) в серии Лаймана. Фото.

Линия Лайман-альфа (англ. Lyman-alpha line, Ly-α) — спектральная линия водорода (или, в общем случае, водородоподобного атома) в серии Лаймана.

Сложив двумерные изображения, полученные KCWI на каждой длине волны света, можно создать трехмерную (3D) карту излучения космической паутины. Чтобы сделать это исследователи наблюдали область пространства на расстоянии от 10 до 12 миллиардов световых лет.

"По сути, мы создаем 3D-карту космической паутины. Мы берем спектры для каждой точки изображения в диапазоне длин волн, и длины волн преобразуются в расстояние", – объясняет Мартин.

Но есть и проблемы. Одна из них заключается в том, что тусклый свет космической паутины можно спутать с окружающим фоновым светом, включая свечение атмосферы и даже свет нашей собственной галактики. Чтобы решить эту проблему, исследователи придумали новую стратегию, позволяющую вычесть этот фоновый свет из интересующих изображений.

Мы смотрим на два разных участка неба, A и B. Структуры нитей накала будут находиться на разных расстояниях в двух направлениях на участках, поэтому можно взять фоновый свет с изображения B и вычесть его из A, и наоборот, оставив только структуры. Мы провели детальное моделирование этого в 2019 году, чтобы убедиться в том, что метод сработает, – пишут исследователи.

Линия сигнатуры Лайман-альфа. Галактики в нашей Вселенной конденсируются из клубящихся газовых облаков. Затем этот газ конденсируется в звезды, которые освещают галактики, делая их видимыми для телескопов в диапазоне длин волн света. Астрономы полагают, что холодные темные нити в глубоком космосе прокладывают себе путь к галактикам, снабжая их газом, который является топливом для образования новых звезд. Фото.

Галактики в нашей Вселенной конденсируются из клубящихся газовых облаков. Затем этот газ конденсируется в звезды, которые освещают галактики, делая их видимыми для телескопов в диапазоне длин волн света. Астрономы полагают, что холодные темные нити в глубоком космосе прокладывают себе путь к галактикам, снабжая их газом, который является топливом для образования новых звезд.

В результате у астрономов теперь есть «совершенно новый способ изучения Вселенной». Более того, отныне ученые могут заглянуть еще дальше в прошлое, так как KCWI поможет узнать о более отдаленных нитях и эпохе, когда образовались первые звезды и черные дыры.

Не пропустите: Ученые создают самую подробную карту вещества во Вселенной. Почему это важно?

Говоря о новых способах изучения Вселенной, Мартин объединился с художником Мэттом Шумейкером, чтобы перевести данные из космической паутины в музыку для проекта, посвященного жизни Майкла Андерсона – погибшего астронавта в результате крушения космического шаттла «Колумбия» в 2003 году. Послушать новое произведение можно здесь.

Необычное открытие доказало, что Вселенная расширяется не так, как мы думали

Скорость расширения вселенной раньше оценивалась неправильно.

Сказать, что мы хоть что-то знаем про космос, будет очень самонадеянно. В нем хранится столько тайн, которые мы можем изучать тысячи лет и не дойти даже до одного процента познаний. Но кое-какие открытия ученые время от времени все же делают. Даже на нашем уровне понимания каждое из них вызывает восторженное: ”А, вот оно как…”. Вот и сейчас недалеко от Млечного Пути обнаружено расположение галактик в гигантском пузыре, и астрономы полагают, что это может быть пережитком ранней Вселенной — тех времен, когда только случился большой взрыв, а то, к чему мы привыкли, только начало формироваться. Нам еще только предстоит доказать Теорию большого взрыва, но новое открытие становится еще одним шагом на этом нелегком пути. Так о чем же нам говорит новое открытие?

Новое скопление Галактик

Обнаруженное скопление астрономы назвали Хо’олейлана — гавайское имя, вдохновленное эпосом Кумулипо, повествующим о создании структуры во Вселенной.

Характеристики скопления позволяют предположить, что это нечто, известное как барионное акустическое колебание (БАО). Звучит сложно, но если сказать попроще, то это окаменевшая акустическая волна, которая распространялась по ранней Вселенной, прежде чем застыть на месте.

«Джеймс Уэбб» уловил свет самых первых галактик во Вселенной.

Такие колебания можно найти по всей Вселенной. Но Хо’олейлана, расположенное на расстоянии всего 820 миллионов световых лет от Млечного Пути, ошеломило астрономов. Так близко к нам по вселенским меркам ничего подобного ранее не находили.

Мы не искали это скопление специально. Оно настолько огромно, что простирается до краев того сектора неба, который мы анализировали — говорит астроном Брент Талли из Гавайского университета.

Увеличиваются ли галактики

Увеличение галактик — важная особенность, которую открыли исследователи. Они увидели гораздо больше, чем ожидали. Очень большой диаметр в один миллиард световых лет превосходит любые теоретические ожидания. Все это косвенно говорит о высокой скорости расширения Вселенной.

Вселенная огромная, и миллион световых лет по ее меркам — ничтожное расстояние.

Исследователи измерили расстояния до 55 877 галактик в определенном секторе неба, используя восемь различных методик для получения самой точной карты. Только когда вы сможете определить, насколько далеко находятся галактики, закономерности их плотности начнут сходиться воедино.

Исследователи увидели очень специфическую, шокирующе знакомую картину: кольцо диаметром около 1 миллиарда световых лет, в котором галактики кажутся более плотно сгруппированными, с плотным скоплением в центре. Именно такова структура барионного акустического колебания.

Не забывайте о нашем Дзен, где очень много всего интересного и познавательного!

Что было со Вселенной в самом начале

Когда Вселенная была совсем молодой, она была заполнена горячей плотной плазмой, которая вела себя как жидкость. Борьба между внутренним притяжением гравитации и внешними силами породила сферические акустические волны, которые распространялись через плазму.

Когда Вселенная достигла возраста около 380 000 лет, она достаточно остыла, чтобы из частиц, которые свободно колебались, могли образоваться атомы. Внешняя рябь акустических волн прекратилась и застыла в виде областей более высокой плотности в формировавшейся материи с радиусом около 490 миллионов световых лет. На самом деле это не кольца, а сферы. Но из-за перспективы они кажутся нам именно кольцами.

Присоединяйтесь к нам в Telegram!

Эти структуры полезны по многим причинам. Например, они могут помочь нам измерить космические расстояния, поскольку мы точно знаем, насколько они велики. Они также могут помочь нам отслеживать расширение Вселенной. Но мы сможем найти их только в том случае, если сможем определить, как галактики группируются вместе.

Исследователи сошлись во мнении, что построение карты было удивительной вещью. Они смогли увидеть, что гигантская оболочка Хо’олейланы состоит из элементов, которые в прошлом считались одними из крупнейших структур Вселенной.

Большой взрыв наделал много дел. После него Вселенная только остывала почти 400 миллионов лет

Некоторые из структур, которые являются частями Хо’олейланы, включают Пустоту Волопаса, сферическую область галактик с пониженной плотностью диаметром 400 миллионов световых лет. Так же сюда входит Великая стена Комы и Великая стена Слоана образуют части панциря. А сверхскопление Волопаса почти мертво в центре пузыря.

Могут ли законы физики объяснить устройство Вселенной?

С какой скоростью расширяется Вселенная

Поскольку пузырь больше, чем ожидалось для БАО, открытие Хо’олейланы предполагает, что Вселенная может расширяться быстрее, чем мы думали. Оценки обычно варьируются от 67 до 74 километров в секунду на мегапарсек. Новые данные предполагают, что расширение происходит примерно на 10% быстрее.

В любом случае это очень много и не укладывается в понимание человека. Но по словам исследователей, потребуются дальнейшие наблюдения и анализ, чтобы попытаться распутать этот увлекательный клубок.

Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal.

Обнаружена самая яркая планета, которая «не должна существовать»

Астрономы определили самую отражающую экзопланету из когда-либо обнаруженных. Это – сверхгорячий мир, похожий на Нептун, мерцающий в далеком космосе.

Согласно заявлению Европейского космического агентства (ЕКА), планета, получившая название LTT9779 b, отражает около 80 процентов света, падающего на нее от звезды, вокруг которой она вращается. Для сравнения, только 30 процентов света нашего Солнца отражается от Земли. А Венера – самая яркая планета нашей Солнечной системы, отражает 75 процентов солнечного света. Исследователи определили, что металлические облака, состоящие в основном из силиката (который состоит из песка и стекла), а также титана, покрывают экзопланету, отражая свет и придавая миру его необычный блеск. Несмотря на то, что «зеркальная» планета впервые привлекла внимание астрономов еще в 2020 году, она, возможно, не должна существовать – все потому, что LTT9779 b является единственной в своем роде (по крайней мере на сегодняшний день).

Облака из стекла и металла на планете, где их быть не должно, делают LTT9779b более яркой, чем Венера!

Космическое зеркало

Расположенная в 262 световых годах от Земли, экзопланета LTT9779 b была обнаружена в 2020 году. Ее масса почти в 30 раз больше земной, а радиус примерно равен половине радиуса Юпитера. При этом расстояние между экзопланетой и звездой составляет лишь крошечную долю пространства между Землей и Солнцем. Все эти факторы в совокупности заставляют необычную экзопланету очень быстро совершать один оборот по орбите — год в этом зеркальном мире длится всего 19 часов.

Результаты исследования, недавно опубликованного в журнале Astronomy and Astrophysics показали, что этот странный мир с металлическими облаками, из которых льется титановый дождь, является самой блестящей планетой из когда-либо обнаруженных.

Космическое зеркало. Далекая планета под названием LTT9779 b отражает 80% света своей звезды, что делает странный мир с металлическими облаками самым большим известным «зеркалом» во Вселенной. Фото.

Далекая планета под названием LTT9779 b отражает 80% света своей звезды, что делает странный мир с металлическими облаками самым большим известным «зеркалом» во Вселенной.

Только в 1 из 200 солнцеподобных звездных систем есть экзопланета с орбитой, которая длится менее одного земного дня; эти миры известны как планеты со сверхкоротким периодом обращения.

Обнаружить планету, которая, по словам ученых, «не должна существовать» удалось с помощью аппарата Европейского космического агентства Characterizing Exoplanet Satellite (Cheops). Астрономы наблюдали за «небесным зеркалом» чтобы определить его отражательную способность, измерив разницу между тем, сколько света планета и звезда отражали вместе, и тем, сколько света отражалось только звездой.

Результаты исследования показали, что сторона планеты, обращенная к звезде, отражает около 80% падающего на нее звездного света, что является самым высоким альбедо, или отражательной способностью когда-либо наблюдавшейся планеты.

Планета намного холоднее, чем мы ожидали, что говорит о том, что она отражает большую часть падающего на нее звездного света, предположительно, из-за облаков, – сказал соавтор исследования Николас Коуэн.

Обнаруженный мир, по словам астрономов, не должен сущестововать

Секрет высокого альбедо LTT9779 b заключается в металлических облаках – атмосфера планеты, вероятно, содержит такое большое количество силикатных и титанатных газов, что они могут превращаться в жидкости, подобно тому, как водяной пар может образовывать мини-облака в ванной, если оставить душ включенным достаточно долго.Атмосфера планеты, вероятно, превышает 2000 градусов по Цельсию.

Самая необычная планета во Вселенной

Необычная атмосфера зеркальной экзопланеты также объясняют одну из ее загадок – размер. До сих пор все известные планеты были либо газовыми гигантами, которые намного больше Юпитера, либо скалистыми планетами размером не больше Земли. В результате эксперты предсказали, что меньшие газовые гиганты, такие как LTT9779 b, не могли существовать так близко к своей родной звезде.

«Это планета, которой не должно существовать», – говорится в заявлении соавтора исследования Вивьен Парментье, астрофизика из Оксфордского университета в Великобритании и обсерватории Лазурного берега во Франции. «Мы ожидаем, что атмосфера планет, подобных LTT9779 b, будет унесена их звездой, оставив после себя голые скалы».

На планете LTT9779b из металлических облаков идут титановые дожди — её существование уникально

Соавтор исследования Серхио Хойера, планетолог из Марсельской лаборатории астрофизики во Франции и научный сотрудник миссии Cheops, однако, считает, что облака отражают свет и не дают планете слишком сильно нагреваться, а высокое содержание металла делает атмосферу и саму планету тяжелыми.

Это гигантское зеркало в космосе, – говорит Джеймс Дженкинс, соавтор исследования, астроном из Университета Диего Порталеса.

Тем не менее, LTT9779 b скорее всего была больше Юпитера когда только сформировалась и с тех пор, вероятно, подвергается эрозии. Из-за экстремальных температур LTT9779 b и кипящего металлического дождя также кажется маловероятным, что на этом зеркальном мире может существовать инопланетная жизнь.

Необычные миры и космические аппараты

До сих пор самой яркой известной планетой во Вселенной была Венера, которая отражает 75% солнечного света благодаря своему высокоотражающему слою облаков. Не так давно исследователи обнаружили в облаках Венеры фосфин – газ, вырабатываемый микроорганизмами на Земле, а значит на этой горячей планете может существовать жизнь. Теория, однако, была опровергнута в ходе исследования 2022 года. Увы, но жизни на Венере все-таки нет.

Напомним, что помимо Луны, самым ярким объектом на нашем ночном небе является планета Венера, толстый слой облаков которой отражает около 75% солнечного света. Для сравнения: Земля отражает около 30% поступающего солнечного света.

Аппарат ЕКА Cheops – первая в истории миссия по детальному изучению далеких экзопланет

Отметим, что точное измерение крошечного изменения сигнала от звезды, затмевающей планету, стало возможно только с помощью аппарата ЕКА Cheops – первой в истории космической миссией, посвященной наблюдению за уже известными экзопланетами. В отличие от крупных исследовательских миссий, нацеленных на обнаружение новых систем экзопланет, Cheops обладает достаточной гибкостью, чтобы быстро сосредоточиться на интересных целях, и может достичь охвата и точности, которых невозможно достичь никаким другим способом.

Не пропустите: Правда ли, что астрономы поймали радиосигнал от экзопланеты?

Так, рассматривая одну и ту же экзопланету с помощью разных приборов, астрономы получают полную картину. “LTT9779 b является идеальной мишенью для наблюдения благодаря исключительным возможностям космических телескопов ”Хаббл» и «Джеймс Уэбб»», – отмечает специалист по научным операциям ЕКА Эмили Рикман.

Они позволят нам исследовать эту экзопланету в более широком диапазоне длин волн, включая инфракрасный и ультрафиолетовый свет, чтобы лучше понять состав ее атмосферы, – отмечает эксперт.

Необычные миры и космические аппараты. Экзопланета была обнаружена миссией NASA TESS и специалистами Европейской южной обсерватории ещё в далёком 2020 году, после чего вызвала интерес у исследователей Европейского космического агентства. Фото.

Экзопланета была обнаружена миссией NASA TESS и специалистами Европейской южной обсерватории ещё в далёком 2020 году, после чего вызвала интерес у исследователей Европейского космического агентства

Все эти технологии делают будущее изучение далеких миров светлым, а Cheops – первая из трех специализированных миссий. В 2026 году к нему присоединится Plato, который сосредоточится на планетах земного типа, вращающихся на расстоянии, возможно, пригодном для поддержания жизни, от своей звезды. «Ариэль» присоединится к флоту в 2029 году и будет специализироваться на изучении атмосфер экзопланет. Так что ждем с нетерпением!

Чем питаются черные дыры и влияет ли это на их внешний вид

Когда объект, такой как звезда, попадает в черную дыру, он подвергается процессу, называемому «вырыванию приливов». Это означает, что гравитационное притяжение черной дыры разрывает звезду на атомы, прежде чем они достигнут горизонта событий.

Мы – это то, что мы едим – новое исследование показывает, что данное правило распространяется и на черные дыры. Эти загадочные объекты скрывают множество тайн и собирают вокруг себя множество теорий. Даже то, как они “кушают” до конца неизвестно. Когда сверхмассивные черные дыры в центрах галактик откачивают газ из своего окружения, перегретый газ излучает на длинах волн в диапазоне от рентгеновского излучения до радио. Такой процесс поглощения принято называть аккрецией, пожирая ближайшую материю для наращивания массы – в этом черные дыры мастера. Таким образом недавнее исследование показывает влияние поглощаемых газов на аккреционный диск.

Чем питаются Черные Дыры?

Черные дыры – это объекты во Вселенной, которые славятся своей огромной массой и сильным гравитационным полем. Однако, как и любые другие объекты, они нуждаются в источнике питания. Но что же именно питает черные дыры и как они удовлетворяют свою потребность в энергии?

Существуют доказательства того, что в центре каждой галактики находится супермассивная черная дыра.

Может быть интересно – обладают ли черные дыры квантовыми свойствами.

Черные дыры могут питаться различными веществами, но наиболее распространенным источником питания для черных дыр является газ и пыль, которые находятся вблизи диска аккреции. Это такая область, где газ и пыль вращаются вокруг черной дыры в результате ее сильного гравитационного поля. Диск аккреции может быть очень горячим и светящимся, именно благодаря ему черная дыра становится видимой для нас.

Когда газ и пыль в диске аккреции приближаются к черной дыре, они начинают быстро вращаться и нагреваться до очень высоких температур. В результате процесса аккреции возникает огромное количество энергии, которая выделяется в виде яркого света и рентгеновского излучения. Черные дыры, питающиеся газом и пылью, называются активными галактическими ядрами и могут иметь очень яркое излучение.

Однако не все черные дыры питаются газом и пылью. Существуют черные дыры, которые находятся в состоянии покоя и не поглощают ничего. Такие черные дыры называются неактивными или голодными. Кроме того, некоторые из них могут питаться звездами, которые приближаются к ним на расстояние, достаточное для того, чтобы их гравитация стала сильнее, чем у звезды. В этом случае звезда начинает разрушаться под воздействием сил гравитации и поглощается.

Как состав газа влияет на свойства черной дыры

Ученые решили рассмотреть вопрос изменения состава газа, начав с простой модели, которая помогла оценить эффекты изменения от чистого водорода к чистому гелию. Для этого команда использовала данные телескопа Event Horizon, сфокусировавшись на двух галактиках в качестве эталонов. Они корректировали параметры модели до тех пор, пока смоделированный поток не стал соответствовать наблюдаемому.

Черные дыры могут служить «машинами времени» в теории относительности Эйнштейна, где они могут вызывать кривизну пространства-времени, позволяя путешествовать во времени в будущее. Однако, это остается объектом дебатов и не было доказано экспериментально.

Результаты расчетов показали, что с увеличением количества гелия электроны должны иметь более высокую температуру, плазма должна быть менее плотной, а магнитное поле должно быть слабее, чтобы получить тот же поток излучения. Другими словами, изменение состава газа приводит к изменению других физических свойств системы, чтобы сохранить количество излучения. Эти изменения могут повлиять на другие наблюдаемые свойства, такие как поляризация или ориентация излучаемых световых волн.

Поляризация – это процесс, когда электромагнитные волны колеблются в определенной плоскости, в отличие от случайного колебания в разных направлениях. В контексте света, поляризация означает разделение световых волн на определенные направления колебаний, что приводит к изменению их характеристик. Поляризация может происходить как естественным образом (например, при распространении света в воздухе), так и быть искусственно созданной (например, при использовании поляризационных фильтров). Этот эффект имеет много применений в нашей жизни, включая создание трехмерных изображений в кино и телевидении, улучшение качества связи в беспроводных сетях и многие другие технологии.

Варианты аккреции и их влияние на внешний вид

Чтобы исследовать изменения поляризации и других наблюдаемых свойств, ученые использовали результаты этих простых систем для обоснования более сложных моделей движения частиц на высоких скоростях и создания смоделированных изображений. Ученые рассмотрели два крайних случая — один, в котором газ, окружающий сверхмассивную черную дыру, представляет собой чистый водород, и другой, в котором это чистый гелий. Команда также исследовала две предложенные модели того, как происходит аккреция газа — одна, в которой вещество образует аккреционный диск, который постоянно подает вещество в черную дыру, и другая, в которой вещество подается случайными всплесками.

Если вы приблизитесь к черной дыре, то гравитационное поле будет настолько сильным, что вы начнете растягиваться вдоль направления, связанного с черной дырой, в явлении, называемом «спагеттификацией».

А чтобы черная дыра не добралась до вас – обязательно подписывайтесь на наш Telegram и Дзен, ведь мы публикуем только актуальные новости из мира науки!

Авторы обнаружили, что состав газа влияет на наблюдаемую нами поляризацию, причем модель, основанная только на гелии, имеет более упорядоченный характер поляризации. Кроме того, изменение как состава газа, так и метода аккреции (стационарный или случайный) приводит к сложным результатам, включая изменение того, где в диске генерируется излучение. Эти результаты показывают, что присутствие гелия может влиять на электромагнитное излучение, испускаемое черной дырой, предполагая, что будущие модели должны рассматривать состав аккрецированного газа как важную переменную.

Ученые создают самую подробную карту вещества во Вселенной. Почему это важно?

Ученые создают самую подробную в истории карту вещества во Вселенной. С ее помощью можно обнаружить материю, скрытую от наших глаз и инструментов

Через 400 000 лет после Большого взрыва первичная плазма зарождающейся Вселенной начала остывать, что привело к образованию первых атомов. Затем появилось реликтовое излучение – тепловое излучение, равномерно заполняющее Вселенную и распространяющееся во всех направлениях. Этот космический микроволновый фон (CMB), впервые зарегистрированный в 1965 году, удалось зафиксировать с помощью современных телескопов и увидеть какой была Вселенная вскоре после своего рождения. Сегодня мощные астрономические инструменты позволяют создавать каталоги и карты, отображающие не только галактики и небесные тела, но и крупномасштабные структуры Вселенной. Считается, что они формировались миллиарды лет по мере расширения и «старения» нашего мира. Но вот что особенно интересно – недавно исследователи пришли к выводу, что все вещество во Вселенной, будь то темная материя или плазма, расположено неравномерно. Если создатели новой, самой подробной карты Вселенной правы, то наши представления о космосе придется пересмотреть.

Вселенная – это театр теней, а галактики – его главные действующие лица.

Реликтовое излучение

После того, как ученые обнаружили реликтовое излучение, они нанесли на карту крошечные колебания температуры, оставшиеся после Большого взрыва. Пристальное внимание к СМВ объяснимо – это излучение пережило большую часть истории Вселенной, сохранив отпечатки всех изменений, происходивших на протяжении 14 миллиардов лет.

За это время реликтовое излучение встречалось с галактиками и другими космическими структурами, растягивалось, сжималось и деформировалось. Отпечатки этих встреч, оставленные СМВ, многое говорят о распределении всей материи во Вселенной, что является ключом к разгадке фундаментальных космологических загадок.

Реликтовое излучение. Реликтовое излучение позволяет многое узнать не только об условиях, царивших в ранней Вселенной, но и о самих галактиках на ее просторах. Фото.

Реликтовое излучение позволяет многое узнать не только об условиях, царивших в ранней Вселенной, но и о самих галактиках на ее просторах.

В отличие от стандартных оптических исследований, которые фиксируют свет, испускаемый звездами, СМВ учитывает основную массу галактик, скрытую от глаз либо в виде сгустков темной материи, либо в виде рассеянного ионизированного газа, соединяющего галактики.

Больше по теме: Почему в межзвездном пространстве не так темно, как считалось раньше?

Вселенная теней

По мере развития астрономических инструментов стало понятно, что реликтовое излучение хранит в себе намного больше информации, чем считалось раньше. Так, за последние 10 лет ученым удалось подтвердить эффект Сюняева—Зельдовича, теоретезированный в 1960-е годы – он позволяет понять как менялась интенсивность радиоизлучения реликтового фона на горячих электронах межзвездного и межгалактического газа.

Еще один эффект, известный как слабое гравитационное линзирование, искажает траекторию реликтового излучения, когда оно проходит вблизи массивных объектов и искажается подобно тому, как если бы на него смотрели через основание винного бокала. Если говорить совсем просто, то слабое гравитационное линзирование позволяет увидеть невидимое и отличить темную материю от обычной.

Большая часть вещества во Вселенной скрыта от наших глаз и инструментов

Еще больше интересных статей о реликтовом излучении и новейших космических телескопах читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен – там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!

В совокупности эти эффекты позволили космологам составить точную карту местоположения и температуры абсолютно всей видимой материи во Вселенной (которая сохраняет характерную сигнатуру, извлекаемую из полученных изображений СМВ). И если наложить эту карту на имеющиеся изображения звезд и галактик, можно не только измерить космические расстояния, но и отследить процессы звездообразования.

В 2021 году команда ученых из Страсбургской астрономической обсерватории (Франция), применила этот подход. Изучив данные CMB, полученные с помощью Европейского космического агентства (ЕКА) и космологического телескопа Атакамы, исследователи объединили их с данными оптических телескопов, включающих почти 500 000 галактик. Поразительно, но полученный результат позволил измерить соотношение обычной и темной материи.

Вещество неравномерно распределено по Вселенной, однако раньше считалось иначе

Анализ также показал, что взрывы сверхновых звезд и аккрецирующие сверхмассивные черные дыры вытесняют газ из узлов темной материи и распределяют его (обычные телескопы не в состоянии этого обнаружить). Более того, новые данные не совпадают с предсказаниями большинства космологических моделей, а значит ответить на целый ряд фундаментальных вопросов космологии с их помощью невозможно.

Кстати, после Большого взрыва во Вселенной происходила масса необычных и странных процессов. О том, каких именно, можно прочитать здесь, рекомендуем!

Самая подробная карта Вселенной

Учитывая данные, полученные за последние 10 лет с помощью новейших астрономических инструментов ученые пришли к выводу, что вещество во Вселенной распределено не равномерно что не соответствует общепринятой космологической теории. Подробная карта скоро будет представлена широкой общественности и, как полагают астрономы, поможет понять целый ряд существующих противоречий. Все это означает, что наше понимание устройства Вселенной ошибочно (по крайней мере частично).

В исследовании принимают участие более 150 ученых, в том числе из Чикагского университета и Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми. Цель проекта – определить и понять силы, ответственные за эволюцию Вселенной. Исследователи полагают, что если материя не распределена по Вселенной «комками», то в существующей сегодня модели не хватает чего-то действительно важного.

Перед вами карта того, как темная материя распределена по Вселенной

Проведенный в ходе работы анализ (включая анализ последних данных о реликтовом излучении) позволил определить более точное местоположение материи, которая не только не распределяется равномерно и не «комкуется» но и группируется в определенных областях, – объясняют астрономы.

Согласитесь, звучит революционно. Эти выводы, однако, являются предварительными и у ученых впереди много работы. Однако результаты анализа уже позволили получить крайне полезную информацию благодаря наблюдениям и современным астрономическим инструментам. Посмотреть как выглядит общепринятая модель Вселенной можно здесь.

Ранее ученые опубликовали первую карту наблюдаемой Вселенной в рентгеновском излучении, подробнее мы рассказывали в этой статье.

Новая эра космологии

Исследователи, принимающие участие в создании самой масштабной карты Вселенной за всю историю наблюдений только начинают осознавать истинные возможности проделанной работы: «Это сенсационное улучшение космологической модели по сравнению со всеми созданными ранее. В это трудно поверить, но мы, возможно, находимся на перепутье… новой модели Вселенной», – сообщают авторы научной работы.

Подробная карта всей видимой материи во Вселенной

Так как в основе стандартной модели космологии лежит реликтовое излучение, новые данные могут оказаться революционными. Отметим также, что в работе ученые объединили данные двух крупнейших исследований Вселенной, проведенных с помощью Dark Energy Survey и South Pole Telescope.

Пять-10 лет назад люди думали, что с космологией покончено. Но это меняется и мы, судя по всему, вступаем в новую эру космологических исследований, – утверждают космологи.

Вселенная и ее мощь поражают воображение

Кстати, ранее астрономы составили подробную карту одной из границ Солнечной системы. Заинтригованы? Вам сюда!

Если результаты будущих исследований подтвердят озвученые выводы, то наша Вселенная на самом деле не является одинаковой для наблюдателя во всех направлениях. И хотя звучит заманчиво, говорить об окончательных выводах преждевременно. И тем не менее только представьте – возможно в самом ближайшем будущем мы наконец докажем существование темной материи. А это – настоящий прорыв.

Что можно увидеть в космосе в любительский телескоп — смотрите фото и делайте выводы

Космос в телескопе выглядит не так, как многие себе это представляют

Нередко люди, далекие от астрономии, вдохновляются фотографиями с телескопа Хаббл или, к примеру, Джеймса Уэбба, и приобретают себе любительский телескоп. Своими глазами рассматривать поверхности планет, пролетающие ледяные кометы или туманности, которые находятся в миллионах световых лет от Земли — это невероятно интересно. Приближаясь к окуляру телескопа, человек с замиранием сердца предвкушает, как сейчас он погрузится в загадочный мир космоса, завораживающий скрытыми от посторонних глаз деталями и яркими красками. Но что же в итоге? Как это часто бывает, ожидание и реальность друг от друга сильно отличаются. Но это вовсе не значит, что покупать телескоп не имеет смысла. Просто посмотрите на эти фото, и вы сами все поймете.

Чем дорогой телескоп отличается от дешевого

Если вы зайдете в любой интернет-магазин, то заметите, что цены на любительские астрономические телескопы начинаются от 50 или даже 25 долларов США (примерно 1560 рублей) и могут доходить до нескольких тысяч долларов. Не нужно быть специалистом, чтобы понять, что чем дороже телескоп, тем лучше в него будут видны различные космические объекты. Но насколько велика и критична эта разница?

С технической точки зрения телескопы отличаются между собой оптикой, типом конструкции, диаметром объектива и, конечно, размерами. Любительские телескопы бывают линзовыми, линзово-зеркальными и зеркальными. При покупке недорогого аппарата диаметром до 100 мм, лучше отдать предпочтение линзовой или линзово-зеркальной модели. Если же вас интересует телескоп с диаметром объектива свыше 100 мм, то лучше, чтобы он был зеркальным.

В дорогой телескоп объекты выглядят более четкими и детализированными

Насколько сильно отличаются возможности дешевых телескопов от дорогих и стоит ли платить больше? Планеты можно увидеть даже в самый дешевый телескоп. Вопрос только в том, что и как будет видно.

Многие думают, что в дорогой телескоп объекты будут более крупными, так как он сильнее увеличивает, что позволит рассмотреть мелкие детали. Но на самом деле это не совсем так. Да, дорогие телескопы сильнее увеличивают, но разница не настолько значительная, насколько отличается цена. Особенно это касается объектов, расположенных на большом расстоянии.

А вот в плане четкости картинки отличие будет существенным. Для лучшего понимания, телескопы разной ценовой категории можно сравнить с разным разрешением видео на YouTube — между видео в 360p, 1080p и 4k разница колоссальная. Так вот один и тот же объект в дешевый телескоп будет виден подобно видео с разрешением 360p, а в дорогой — 720p или даже 1080p.

От чего зависит видимость объектов

Видимость объектов зависит не только от качества телескопа, но и внешних факторов. Причем речь вовсе не об облачности. Колоссальное влияние на видимость оказывает световое и атмосферное загрязнение. Дело в том, что все городское освещение рассеивается в атмосфере, а также отражается от частичек пыли, которые летают в воздухе.

Видимость галактики Андромеды в разных условиях

В результате объекты могут выглядеть очень нечеткими и размазанными даже в самый дорогой телескоп. Поэтому, если вы решили заниматься астрономией на собственном балконе, особенно в большом городе, то это не лучшая идея. Чтобы посмотреть на планеты и различные космические объекты, придется выехать за город где отсутствует уличное освещение и меньше атмосферное загрязнение. Именно поэтому обсерватории строят в горах, вдали от цивилизации.

Что можно увидеть в телескоп?

Многие люди думают, что в телескоп можно рассматривать планеты Солнечной системы в деталях, и выглядеть они будут так, как на картинках, которые публикует NASA. Вот тут любителей и ожидает самое большое разочарование. Дело в том, что многие планеты даже в дорогой телескоп выглядят как небольшие размытые пятнышки. Но это вовсе не значит, в любительский телескоп вообще ничего интересного увидеть нельзя.

Так выглядит Венера в условно недорогой телескоп

Меркурий и Венера

Меркурий по причине близкого расположения к Солнцу увидеть сложно, кроме того, наблюдать его можно очень редко. Даже если у вас получится поймать его в объектив телескопа, выглядеть он будет словно маленькая размытая клякса.

Венера в дорогой любительский телескоп

С Венерой ситуация получше, ее можно увидеть и в недорогой телескоп, но выглядеть она будет тоже не сильно впечатляюще — серебристый серпообразный объект совсем небольшого размера. Ни о каких деталях говорить не приходится, даже если вы будете смотреть на Венеру в дорогой аппарат.

Это размытое красноватое пятно и есть Марс — так он выглядит в условно недорогой телескоп

Марс

Большинство людей интересует не Венера и не Меркурий, а Марс, где ученые по сей день пытаются найти жизнь или хотя бы ее следы, если она когда-то существовала, а может даже стала причиной «гибели» красной планеты. Но, к сожалению, рассмотреть Марс тоже не получится. Даже когда планета находится на самом близком к Земле расстоянии, в дешевый телескоп она выглядит как красное пятно с округлыми очертаниями, к когда Марс далеко от нашей планеты, и этого видно не будет.

Марс в дорогой телескоп выглядит поинтереснее

В дорогой аппарат деталей будет побольше. Если по везет, вы сможете увидеть даже полярные шапки. Но, в любом случае, картинка будет далека от того, что многие обычно себе представляют.

Таким можно увидеть Юпитер в дешевый телескоп

Юпитер и Сатурн

Смотреть на Юпитер гораздо интересней. Даже Галлилео Галлилей смог увидеть эту планету в свою подзорную трубу, поэтому мощный телескоп не нужен. В дешевый аппарат вы и подавно увидите Юпитер с его экваториальными полосами. В дорогой телескоп изображение будет более четким, вы сможете разобрать даже четкие границы между экваториальными полосами. Также в любой телескоп можно увидеть четыре спутника Юпитера. К сожалению спутник Энцелад, на котором может быть жизнь, в любительский телескоп не виден.

Так выглядит Сатурн в дорогой телескоп

Еще больше впечатление производит Сатурн. В любой телескоп можно увидеть его знаменитые кольца и спутники. А если смотреть на планету в дорогой аппарат, можно разобрать еще и экваториальные полосы.

Уран, Нептун и Плутон

Что касается Плутона, его не получится увидеть ни в дешевый, ни в дорогой телескоп так, чтобы в этом был какой-то смысл. Слишком далеко он находится от Земли, кроме того, имеет маленькие размеры.

Даже в дорогой телескоп Уран видно плохо

Уран и Нептун увидеть можно, причем в дорогой телескоп можно даже рассмотреть цвет этих планет. Но, в любом случае, они будут выглядеть как маленькие размытые пятна. То есть для любителей эти планеты особого интереса не представляют.

Объекты глубокого космоса

Для наблюдения за объектами глубокого космоса, большое увеличение, как это ни странно, вообще не требуются. А вот от диаметра объектива зависит многое, так как он определяет светосилу телескопа. То есть, чем больше диаметр объектива, тем больше света он способен уловить. Именно способность улавливать свет позволяет в ночном небе увидеть какую-нибудь галактику или туманность.

Поэтому при обозрении объектов глубокого космоса разница между дешевыми и дорогими телескопами чувствуется более отчетлива. Но еще более важным является отсутствие светового загрязнения. Пытаться рассматривать объекты глубокого космоса из центра большого города не имеет смысла в любой телескоп.

Так выглядит скопление Геркулеса в любительские телескопы разной ценовой категории

Чтобы добиться результата, небо должно быть безоблачным и безлунным, а атмосфера не должна быть загрязненной. В таком случае в дорогой телескоп получится увидеть сотни различных объектов. Правда четко будет видно лишь несколько десятков. На обилие красок рассчитывать не стоит — дальний космос выглядит черно-белым. А как же фото, спросите вы? Краски в них добавляют искусственно при помощи фильтров. А иногда фотографии вообще раскрашивают искусственно, но вовсе не для красоты. Таким образом ученые различают как различные газы взаимодействуют в космосе и формируют галактики и туманности.

Так выглядят звезды в телескоп

Звезды и Солнце

Звезды вряд ли представляют большой интерес для наблюдения. Они выглядят абсолютно так же, как и без телескопа. Единственное, часто вы будете обнаруживать, что объект, который невооруженным взглядом выглядит как одна звезда, на самом деле состоит из нескольких звезд, близко расположенных друг к другу. Наблюдать такие «множественные» звезды можно в любой телескоп.

Таким можно увидеть Солнце через хороший фильтр в дорогой телескоп

Что касается Солнца, увидеть его в телескоп можно лишь два раза в жизни — левым глазом и правым глазом. И в этой шутке действительно есть доля шутки. Без специальных приспособлений на нашу звезду смотреть нельзя. Но можно приобрести специальный фильтр, который работает по принципу солнцезащитных очков. Даже в самый недорогой телескоп с использованием фильтра можно увидеть на Солнце пятна. В дорогой телескоп, как обычно, деталей будет больше.

Так выглядит Луна в недорогой телескоп

Луна

Как не сложно догадаться, Луну можно рассматривать в телескоп во всех подробностях. Надо сказать, что крупные детали рельефа нашего спутника можно увидеть даже в подзорную трубу или бинокль.

Дорогой телескоп позволяет более детально рассмотреть Луну

В телескоп же можно увидеть даже сравнительно небольшие кратеры и различные неровности спутника. Особенно много деталей вам покажет дорогой телескоп. Но пытаться разглядеть американский флаг и луноход не стоит даже в него, так как возможностей телескопа для этого в любом случае недостаточно.

Комету можно увидеть даже в недорогой телескоп

Кометы, сверхновые и искусственные спутники Земли

Иногда, когда кометы подходят близко к Солнцу, их можно увидеть в любой телескоп. Они обычно выглядят как туманная оболочка и маленькая светящаяся точка внутри. Но иногда кометы приближаются к Земле, что позволяет рассмотреть их более детально. А еще в телескоп можно увидеть земные спутники и даже МКС.

В хороший телескоп можно увидеть даже отдельные детали МКС

Если заниматься наблюдением космоса более серьезно, время от времени можно увидеть такие явления, как взрывы сверхновых, затмение звезд астероидами, и пр. Также можно наблюдать переменные звезды, которые с течением времени меняют свою яркость.

Обязательно подписывайтесь на ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ, где вас ожидают поистине захватывающие и увлекательные материалы.

Да, наблюдение за космическими объектами в телескоп — это не такое красочное шоу со множеством деталей и подробностей, как многие себе представляют. Однако от этого оно не становится менее увлекательным и захватывающим.

Джеймс Уэбб разглядел «Столпы Творения»

«Столпы Творения», запечатленные космическим телескопом Джеймс Уэбб

Космический телескоп Джеймс Уэбб, преемник Хаббла, обратил свой инфракрасный взор на Столпы Творения – могущественные космические колонны, окутанные звездной пылью. Впервые мир увидел эти скопления межзвездного газа и пыли весной 1995 года на изображениях, полученных Хабблом. В 2011 году их увидел космический телескоп «Гершель», а в 2014 «Хаббл» сделал новую фотографию в более высоком разрешении. И так как человечество вступило в новую астрономическую эпоху после запуска обсерватории Джеймс Уэбб, новый снимок Столпов Творения стал настоящей сенсацией. Дело в том, что Уэбб наблюдает космос в инфракрасном диапазоне, улавливая все, что раньше было скрыто от наших глаз, включая далекие галактики и пылевые облака, так что новый снимок Столпов творения был лишь вопросом времени. На изображении видны высокие горы газа и пыли в туманности Орла, расположенной в 6500-7000 световых лет от Земли.

Космические обсерватории

За последние несколько месяцев космический телескоп Джеймс Уэбб подарил миру новый взгляд на космос и Вселенную – его официальная галерея с каждым днем становится все больше и больше. Каждое новое изображение Уэбба дарит астрономам улучшенное понимание таких далеких явлений, как белые карлики и туманности.

Этот астрономический инструмент полностью оправдывает труд и вложенные в него ресурсы, включая 10 миллиардов долларов – рекордную сумму для современной науки. И хотя с момента запуска прошло совсем немного времени, мы уже наблюдаем объекты, скрытые от таких предшественников Уэбба как Хаббл.

Это интересно: Сколько памяти у телескопа «Джеймс Уэбб»? Спойлер: меньше, чем в вашем смартфоне

Новый телескоп Джеймса Уэбба работает в инфракрасном диапазоне, который для человеческого глаза невидим.

Напомним, что космический телескоп Хаббл был запущен на околоземную орбиту в 1990 году и работает до сих пор. Чувствительность Хаббла и сделанные им изображения позволили нам увидеть объекты, расположенные на огромных расстояниях от нашей планеты и галактики.

Этот революционный инструмент также является единственным космическим телескопом, улавливающим видимый свет.Исследователи отмечают, что четкость Хаббла и Уэбба по сравнению с наземным телескопическим изображением в десять раз выше — и это поистине впечатляющий результат.

Хаббл находится на очень близкой орбите вокруг Земли, а Уэбб будет на расстоянии 1,5 миллиона километров (км) во второй точке Лагранжа (L2)

Более того, в то время как Уэбб изучает Вселенную в инфракрасном диапазоне, Хаббл работает в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах. Еще больше радует тот факт, что Хаббл продолжит работу вплоть до 2030-х гг., а значит впереди немало революционных открытий. Еще одним важным отличием является большое зеркало Уэбба, а также расстояние от Земли, на котором вращаются оба космических телескопа.

Больше по теме: Телескоп «Джеймс Уэбб» сфотографировал взрыв сверхновой. Почему это важно?

Там, где рождаются звезды

Разница между обсерваториями Хаббл и Уэбб огромна. И чтобы увидеть ее астрономы сравнили два изображения знаменитых Столпов Творения на фоне туманно-голубого неба. Эти могущественные колонны находятся в созвездии Орла – местом рождения новых звезд и одной из наиболее продуктивных звездных фабрик Млечного Пути.

Звездная фабрика (звездный питомник) – одни из самых удивительных мест во Вселенной. Они образуются при разрушении плотных газопылевых облаков, запуская потоки звездного вещества в окружающее пространство. Как правило звездообразующие облака окружены магнитными полями.

Во Вселенной огромное количество звездных питомников. Одно из них – Столпы Творения

Еще больше интересных статей о космосе и последних научных открытиях читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен – там постоянно выходят статьи, которых нет на сайте!

Так как изображение Столпов творения сделано с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона Уэбба (NIRCam), астрономы заявили, что в будущем смогут составить список звезд туманности и их типов. Дальнейшие наблюдения также приведут к лучшему пониманию того, как именно рождаются, формируются и погибают звезды. Новое изображение не только потрясающе красиво – оно раскрывает никогда не наблюдаемые космические процессы.

Самое интересное в новом изображении то, что оно на самом деле показывает нам процесс звездообразования, — рассказал Space.com Антон Кукемур, астроном-исследователь из STScI.

Чтобы увидеть разницу между снимками Хаббла и Уэбба, исследователи из NASA опубликовали сравнение двух изображений Столпов Творения – непроницаемых, угрожающе темных образований, поднимающихся из туманности Орла.

Вам будет интересно: Хаббл сфотографировал звезду возрастом почти 13 миллиардов лет

Столпы Творения – сравнение

Величественные космические колонны скрывают в себе много нового, а астрономы собирали это изображение из необработанных данных, полученных с помощью новейшей камеры телескопа Джеймс Уэбб NIRCam. По мнению исследователей, текстура, уровень детализации и количество научной информации в фотографиях Уэбба поражают самых искушенных из них.

Мы поражены тем, как Уэбб увидел пыль и газ, которые на снимках Хаббла были абсолютно темными, — говорится на сайте американского космического агенства NASA.

Столпы Творения в объективе Хаббла

На изображениях сделанных космическим телескопом Хаббл не видно никаких деталей. Однако теперь, впервые в истории, астрономы заглянули в самое сердце этой области, увидев звезды, формирующиеся внутри пыльных колонн. К слову, мы не так много знаем о них и мощных магнитных полях, удерживающих это космическое формирование.

Не пропустите: Знакомьтесь – новые телескопы, которые навсегда изменят астрономию

Как сообщают эксперты NASA, на изображении выше Столпы Творения напоминают скалы, но это внешнее сходство. На самом деле эти величественные колонны сформированы из холодного межзвездного газа и пыли, которые выглядят полупрозрачными в инфракрасном диапазоне. На новом изображении также видны новорожденные звезды, некоторым из которых всего несколько сотен тысяч лет.

Столпы Творения в видимом свете космического телескопа Хаббл в 2014 году. Справа — новое инфракрасное изображение, полученное обсерваторией Джеймс Уэбб.

Интересно, что по мнению астрономов наслаждаться этим зрелищем обитатели Вселенной, включая нас с вами, смогут всего несколько миллионов лет, когда туманность исчезнет. По мнению некоторых астрономов, это уже могло произойти из-за взрыва сверхновой, уничтожившей космическое формирование. Правда, узнать наверняка мы сможем только через тысячу лет, когда свет доберется до нашей Солнечной системы.

Что находится по ту сторону Млечного Пути?

Название нашей галактики восходит к древнеримскому via lactea, что в переводе означает «молочная дорога». Дело в том, что звездные скопления, за которыми наблюдали наши далекие предки, приводили их в замешательство. И чтобы хоть как-то понять причины, по которым ночное небо усеяно яркими огнями, люди наделяли звезды и туманности божественной силой и происхождением. Так, согласно греческому мифу, Зевс привел домой своего сына Геракла, чтобы Гера покормила его грудью, пока спала. Но Гера не любила полубога и проснувшись оттолкнула его от себя, отчего несколько капель молока пролились в ночное небо. В других культурах наблюдаемая с Земли звездная тропа называлась иначе и лишь со временем (и развитием технологий) человечество узнало что представляет собой Млечный Путь. И так как мы видим галактику исключительно сбоку, узнать что происходит на ее другой стороне едва ли возможно. Для этого необходимо создать подробную карту расположения звезд Млечного Пути. Но ученым это, на удивление, удалось.

Звездные скопления Млечного Пути

Как и другие галактики на просторах Вселенной, Млечный Путь представляет собой крупную систему из нескольких сотен миллиардов звезд, одна из которых — наше Солнце. При этом у астрономов по-прежнему нет полного понимания его природы, в отличие от других внешних звездных систем. Ситуацию усложняет толстый слой межзвездной пыли, который закрывает большую часть Галактики от наблюдения оптическими телескопами. По этой причине определить ее крупномасштабную структуру можно только с помощью радио и инфракрасных телескопов.

Согласно имеющимся данным, большинство звезд Млечного Пути – одиночные светила как наше Солнце. Следом идут двойные звезды и их скопления, в каждом из которых содержится от десятков до тысяч ярких небесных тел. Эти объекты отличаются друг от друга по возрасту, размерам и количеству в каждом отдельном скоплении.

Что находится по ту сторону Млечного Пути?

Количество звезд в одном только Млечном Пути поражает воображение

Напомним, что самыми большими и массивными звездными скоплениями являются шаровые скопления (названные так из-за своей округлой формы). По оценкам астрономов наша Галактика содержит более 150 таких скоплений, однако их точное количество по-прежнему неизвестно. При этом именно эти скопления образуют сферический ореол вокруг Млечного Пути.

Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram – так вы точно не пропустите ничего интересного!

Их отличительной чертой является возраст, определить который можно путем сравнения звездного населения шаровых скоплений с моделями звездной эволюции. Так, возраст самых первых звезд нашей Галактики колеблется от 11 до 13 миллиардов лет. Напомним также, что шаровые скопления — чрезвычайно яркие объекты, средняя светимость которых эквивалентна примерно 25 000 Солнц, а самые светящиеся как минимум в 50 раз ярче.

Млечный Путь со стороны

Для стороннего наблюдателя наша Галактика выглядит как огромный тонкий диск – такую форму Млечный Путь обрел из-за вращения. И если бы не сила гравитации, то каждое небесное тело в галактике отправилось бы в открытый космос, блуждая по просторам бескрайней Вселенной. Но так как наш обзор ограничен, количество наблюдаемых звезд не сильно превышает 6000.

По своим размерам Млечный Путь сильно уступает другим галактикам (Радиус звёздного диска Млечного Пути и радиус Галактики составляют 16 килопарсек)

На первый взгляд кажется что это много, но на самом деле эти шесть тысяч небесных светил – лишь малая часть нашей Галактики. Так, на каждую видимую звезду приходится более 20 миллионов невидимых, а большинство звезд либо слишком тусклые, либо находятся слишком далеко или же скрываются за облаками космической пыли.

Больше по теме: От облаков до компьютерной симуляции: как рождаются звезды?

Но можно ли в таком случае узнать как выглядит Млечный Путь со стороны? Некоторые исследователи считают, что для этого необходимо установить точное положение звезд и затем нанести их на трехмерную карту.

Чтобы сделать это, можно воспользоваться известной астрономической техникой, изобретенной почти 180 лет назад. Так называемый «звездный параллакс» был изобретен в 1838 году немецким астрономом Фридрихом Бесселем (для измерения расстояния до звезды в созвездии Лебедя).

Основы этого метода довольно просты: сначала необходимо поднести указательный палец к лицу и закрыть один глаз. Затем открыть его и закрыть другой, удерживая палец на расстоянии. Очевидное изменение положения пальца, когда вы смотрите на него правым и левым глазом, зависит от того, насколько далеко он находится от вашего лица. Главное условие – владение навыками тригонометрии и наличие самого обыкновенного оптического телескопа. И вуаля – Вселенная перед вами (почти как на ладони).

По ту сторону Галактики

Вспомнив нехитрый метод звездного параллакса, исследователи из Института радиоастрономии имени Макса Планка и Смитсоновского центра астрофизики решили выяснить как выглядит скрытая от нас часть Млечного Пути. В анализе, опубликованном в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, астрономы измерили расстояние до группы звезд на другой стороне Галактики на расстоянии 66 000 световых лет от Земли (что почти вдвое превышает предыдущий рекорд в 36 000 световых лет, достичь которого удалось в 2013 году).

Полностью разглядеть Млечный Путь с Земли невозможно.

Измерить расстояние удалось с помощью радиоинтерферометра VLBA (Very Long Baseline Array) — антенной решетки со сверхдлинными базами, который состоит из десяти радиотелескопов, контролируемых удаленно. Сооружение этого астрономического инструмента началось в 1986 и завершилось в 1993. Стоимость проекта составила 85 млн долларов. Строительство VLBA позволило астрономам обнаруживать сдвиги в положении звезд.

Это интересно: Астрономы определили лучшее место и время для жизни в Млечном Пути

Так, с помощью VLBA в 2014 и 2015 годах ученым удалось обнаружить свет из области космоса, где рождаются новые звезды, даже несмотря на облака газа и пыли, блокирующие большую часть исходящего излучения. И так как прогресс не стоит на месте, VLBA позволяет исследователям точно измерять расстояние от Земли до далеких звезд и внимательно наблюдать за спиральными рукавами Галактики и их формы.

Это означает, что с помощью VLBA мы можем нанести на карту всю Галактику. Мы полагаем, что на ее создание уйдет не менее десяти лет, – сообщают авторы нового анализа.

С помощью мощных астрономических инструментов мы способны изучить наблюдаемую Вселенную

Ну а пока ученые будут заняты наблюдениями и сбором данных, нам с вами придется затаить дыхание размышляя о том, какие светила и их скопления находятся на той стороне Млечного Пути. Ну а пока исследователи изучают скрытую часть Галактики, их коллеги уже создали самую настоящую карту погибших звезд и их останков. Стоит ли говорить насколько трудно было ее создать, ведь во Вселенной ничто не стоит на месте.

Не пропустите: Когда динозавры бродили по Земле, она была на другой стороне Млечного Пути

Эти сложные астрономические модели привели к созданию карты звездного некрополя – области, в которой звезды родились и погибли. И пока мы находимся в ожидании самой точной звездной карты Млечного Пути, предлагаем ознакомиться с еще одной удивительной работой – картой расположения черных дыр в наблюдаемой Вселенной. Заинтригованы? Тогда вам сюда!

Космическая музыка: как звучат черные дыры

В NASA опубликовали «звучание» чёрной дыры в созвездии Персей

Космос – тихое место. Отсутствие кислорода не позволяет звуковым волнам распространяться, так как большая часть космического пространства – это вакуум, в котором нет среды способной передавать звук. И все же многочисленные утверждения о том, что во Вселенной вообще нет звука не совсем верные. На самом деле скопления галактик содержат большое количество газа, который обеспечивает условия для распространения звуковых волн. Недавно исследователи из NASA представили изумленной публике запись, на которой черная дыра в созвездии Персей испускает пугающий звук. Совместно с командой из Массачусетского технологического института, исследователям удалось провести преобразование излучения рентгеновского эха в слышимые звуковые волны.

Сверхмассивная черная дыра в центре скопления галактик Персей, расположенного на расстоянии 250 миллионов световых лет от Земли, излучает волны давления, которые можно преобразовать в звук.

Как звучат черные дыры

Если вы вдруг окажетесь в открытом космическом пространстве, то как гласит слоган фильма «Чужой», ваш крик не услышит никто. Космический вакуум не позволяет звуковым волнам распространяться. Но стоит оказаться недалеко от скоплений галактик, окруженных газопылевыми облаками, кое-что услышать все-таки можно.

Напомним, что согласно Общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна, черные дыры – это объекты с гравитации такой силы, что ничто, даже свет, не говоря уже о звуке, не может вырваться наружу. Парадоксально, но именно черные дыры могут быть самыми яркими объектами во Вселенной.

Перед вами черная дыра М87. Снимок получен в 2019 году

Сверхмассивная черная дыра в центре скопления галактик Персей ассоциируется со звуком начиная с 2003 года. Волны давления, испускаемые этим космическим объектом, создают рябь горячего газа в скоплениях галактик. Эту рябь, как оказалось, можно преобразовать в ноты.

Ранее мы рассказывали про странные столкновения нескольких черных дыр и гравитационных волнах.

Недавно астрономам удалось преобразовать данные в звук с помощью рентгеновской обсерватории NASA «Чандра». Звук типичного рентгеновского эха черной дыры, который мы слышим на записи ниже — это нота, расслышать которую человек не способен, поэтому при обработке данных ее пришлось многократно усилить.

По сути, «музыка» черной дыры – это перевод астрономических данных, увеличенный на 57 или 58 октав выше их истинной высоты, – объясняют астрономы.

В ходе необычной и творческой работы звуковые волны были извлечены в радиальных направлениях, то есть наружу от центра сверхмассивной черной дыры. Затем сигналы были повторно синтезированы в диапазоне человеческого слуха.

Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram, чтобы не пропустить ничего интересного!

Космическая музыка

Но если вас удивляют «звуки космоса», напомним, что черная дыра в созвездии Персей – не единственный объект, который можно послушать. Большая часть космической музыки собрана приборами различных космических аппаратов – от зонда Juno, наблюдающего сигналы плазменных волн, исходящие из ионосферы Юпитера, до обнаружения аппаратом Кассини радиоизлучений Сатурна.

Чтобы услышать космического монстра, ученым пришлось многократно усилить преобразованный звук

Гравитационные волны – еще один пример. Они буквально растягивают и сжимают пространство, а рентгеновский, оптический и инфракрасный свет позволяет превратить рябь пространства-времени в музыкальные произведения. И если добавить к ним аранжировку, представить положение и яркость источников света в Млечном Пути совсем несложно.

А вы знали, что черная дыра под неофициальным названием "Единорог" расположилась всего в 1500 световых годах от Земли? О том, почему во Вселенной существует много маленьких черных дыр можно прочитать здесь.

Более того, композиторы занимаются этим уже почти 70 лет. Музыка, как и космос, постоянно развивается по мере того, как новые технологии стремятся улучшить наши слуховые познания Вселенной.

Столкновение двух черных дыр порождает гравитационные волны

При этом звук – это всего лишь набор волн давления, частоты которых вызывают отклик в нашем мозге. И хотя звук не может распространяться в космическом вакууме, другие виды волн – например, электромагнитные и гравитационные – могут. Именно ими руководствуются исследователи при создании музыкальных космических произведений.

Кстати, ранее мой коллега Рамис Гениев рассказывал о новой посылке для инопланетян с «человеческой» музыкой, рекомендую к прочтению.

Небесные заклинания

В поисках вдохновения астрономы также всматриваются в центр Млечного Пути, который находится далеко от нашей планеты. Переводя изначально цифровые данные (в виде единиц и нулей), полученные космическими телескопами в изображения, ученые создают визуальные снимки, которые в противном случае были бы невидимы для нас.

То же самое происходит и с обработкой звука: звезды и другие небесные объекты преобразуются в отдельные ноты, в то время как протяженные облака газа и пыли создают развивающийся гул.

Звук играет важнейшую роль в нашем понимании окружающего мира и Вселенной и с этим невозможно не согласиться, – полагают ученые.

Обложка альбома Celestial Incantations

Ранее исследователи опубликовали музыкальный альбом под названием «Небесные заклинания» (Celestial Incantations), который включает в себя «звуки» изнутри и за пределами Солнечной системы. Так, можно услышать излучение галактического пульсара и слияние двух черных дыр.

Чириканье черных дыр, первая акустическая запись атмосферы Марса, и звуки Солнечной системы можно здесь.

Теперь у нас есть возможность послушать преобразованные звуки, которые исходят от черной дыры и других космических объектов

Альбом представляет собой совместную работу ученых, музыкантов и художников и призывает задуматься о бесконечно расширяющейся Вселенной и мирах, что ее заполняют. По мнению создателей Celestial Incantations искусство играет важную роль в развитии науки и делает космос для обитателей Земли ближе.

Апрель 2024
Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
1	2	3	4	5	6	7
8	9	10	11	12	13	14
15	16	17	18	19	20	21
22	23	24	25	26	27	28
29	30