Содержание
Почти пусто: астрономы выяснили, сколько во Вселенной материи
Международная группа исследователей определила, сколько в космосе вещества. Новый независимый метод позволил еще раз убедиться в том, что его, как ни странно, очень и очень мало
Сколько в космосе материи? Ответ на этот вопрос искали и нашли астрономы из США и Египта, опубликовавшие результаты своих исследований в научном журнале Astrophysical Journal.
Закончили чтение тут
Космос как винегрет
Из чего состоит Вселенная? Разумеется, в ней есть звезды и планеты. А еще межзвездный газ, которого примерно столько же, сколько звезд (по массе). На бескрайних просторах между галактиками изредка встречаются атомы межгалактического газа.
Изредка-то изредка, однако в сумме это вещество весит вчетверо больше, чем звезды и межзвездный газ вместе взятые. Но и это далеко не основной ингредиент космического салата. Ученые уже несколько десятилетий знают о существовании еще одного компонента — темной материи. Это вещество не наблюдается ни в какие телескопы, но более чем ярко проявляет себя своей гравитацией. Под дудку его тяготения пляшут и звезды в галактиках, и галактики в скоплениях.
Существование темной материи — доказанный факт, он надежно установлен несколькими способами. Но вот вопрос, из чего она состоит, спорный. Несомненно, некоторую ее часть составляют привычные астрономам объекты, такие как черные дыры, коричневые карлики, холодный газ и так далее. Просто они слишком далекие и тусклые, чтобы земные телескопы могли их разглядеть. Эта часть темной материи называется барионной — в честь барионов, то есть класса частиц, к которому относятся протоны и нейтроны.
Именно из протонов и нейтронов состоят атомные ядра, а потому к барионной материи относится все знакомое нам обычное вещество.
Однако большинство специалистов склоняются к мысли, что львиная доля темной материи не может состоять из атомных ядер. После Большого взрыва просто не могло образоваться столько барионов, говорят они и приводят весьма убедительные расчеты. Так что предполагается, что большая часть темной материи состоит из неизвестных частиц, еще не открытых физиками-экспериментаторами. Эта загадочная субстанция вполне логично называется небарионной темной материей. Подчеркнем, что небарионная природа подавляющей части темной материи еще не доказана. Но эта гипотеза настолько авторитетна, что включена в господствующую модель Вселенной (ΛCDM-модель).
Однако и это еще не все. Главный ингредиент «космического винегрета» — темная энергия, ускоряющая расширение Вселенной.
Существование этого дополнительного ускорения — хорошо проверенный факт, за открытие которого Брайан Шмидт и Адам Рисс в 2011 году удостоились Нобелевской премии по физике. А вот о природе вызывающей его темной энергии ученые продолжают спорить. Большинство экспертов считают, что это некое свойство вакуума или же пронизывающее пространство поле. Встречаются, однако, и более экзотичные версии.
Божественные пропорции
Сколько в мире барионной материи (то есть видимой и некоторой части темной), небарионной темной материи и темной энергии? В каких пропорциях смешан этот салат? Это важный вопрос, от которого зависит, например, как расширяется Вселенная и как образовались галактики и их скопления.
Для начала поясним, как сравнивают материю с энергией. Дело в том, что в любой массе заключена энергия, количество которой можно вычислить по знаменитой формуле Е = mc2.
И, между прочим, это количество впечатляет: в одном грамме вещества заперто около двадцати килотонн в тротиловом эквиваленте. Пересчитав массу в энергию, космологи выясняют вклад барионного вещества, небарионной материи и темной энергии в полную энергию Вселенной. Такие расчеты проводились неоднократно и разными способами. Но авторы новой статьи использовали собственный путь.
Как взвесить Вселенную
Когда мир был юным, вещество было рассеяно по пространству гораздо более равномерно, чем сейчас. Под действием собственной гравитации оно стянулось в галактики и их скопления. Этот процесс очень сильно зависел от количества материи во Вселенной. Чем больше вещества (барионного и небарионного вместе взятого), тем чаще должны встречаться скопления галактик и тем более высокую массу они должны иметь. Исследователи смоделировали на компьютере образование скоплений галактик при разном количестве материи во Вселенной и сравнили результаты с данными наблюдений.
Это не новый метод, и он успел хорошо зарекомендовать себя. Но авторы внесли в него важное изменение. Они разработали и применили процедуру, которая помогает понять, принадлежит ли та или иная галактика к скоплению. Это непростой вопрос, поскольку при взгляде с Земли мы видим не трехмерную картину, а плоскую. Звездная система, которая кажется нам принадлежащей к кластеру, может на самом деле находиться перед ним или за ним.
Используя свой алгоритм, ученые индивидуально вычисляли массу каждого скопления. Этим их исследование отличается от работ предшественников, в которых использовалась средняя масса многих скоплений. Кроме того, астрономы опирались на собственный каталог скоплений галактик GalWCat19. В нем перечислены более 1800 кластеров, в которые входит в общей сложности более 38500 галактик. Свой каталог авторы сформировали по данным крупнейшего обзора SDSS, выбирая самые яркие и близкие скопления.
Особенно важно, что они близкие. Их свет путешествовал до Земли не более 2,5 млрд лет. Это позволяет не делать поправку на расширение Вселенной и те перемены, которые могли произойти в этих кластерах со временем.
Наш мир пуст
Завершив расчеты, исследователи получили, что вся материя в целом (видимое вещество, барионная часть темной материи и ее небарионная часть вместе взятые) обеспечивают только 31% всей энергии во Вселенной. Остальные 69% приходятся на таинственную темную энергию. Отметим также, что, хотя из расчета авторов это и не следует, ранее было установлена доля привычной нам барионной материи среди всей материи Вселенной — она составляет всего 20%.
Результаты авторов не очень отличаются от данных, полученных другими методами. Некоторые измерения отводят темной энергии чуть большую долю космического пирога — более 70%.
Другие останавливаются на 68%. Но так или иначе именно это загадочное нечто — по-прежнему самый большой резервуар энергии в космосе.
Совпадение результатов, полученных разными способами, — хорошее свидетельство их надежности. Другими словами, похоже, что Вселенная действительно устроена именно так.
Авторы приводят выразительный пример. Представим, что вся материя, в том числе и та, которая обычно считается небарионной, состоит из водорода. Сколько понадобилось бы атомов, чтобы обеспечить ее наблюдаемое количество? В среднем всего шесть атомов на кубический метр пространства. Для сравнения: в стакане воды больше атомов, чем стаканов воды в Мировом океане.
Считанные атомы на кубический метр — это не просто вакуум. Это настолько глубокий вакуум, что его создание лежит далеко за границами технических возможностей человечества.
Если усреднить космос, получится пустота. Звезды, планеты и мы сами существуем только потому, что материя не рассеяна по пространству равномерно, а собрана в плотные комки, разделенные пустынными безднами. Возможно, понимание этого факта поможет человечеству осознать свою уникальность в космосе и еще раз удивиться чуду научного познания, позволяющего на основе наблюдений и компьютерных моделей постигать устройство мироздания.
Космические деньги: почему бизнесмены инвестируют в безвоздушное пространство
8 фото
Ученые нашли старейшие из известных галактик в космосе
https://crimea.ria.ru/20221120/uchenye-nashli-stareyshie-iz-izvestnykh-galaktik-v-kosmose-1125449361.html
Ученые нашли старейшие из известных галактик в космосе
Ученые нашли старейшие из известных галактик в космосе — РИА Новости Крым, 20.11.2022
Ученые нашли старейшие из известных галактик в космосе
Две новые галактики обнаружили ученые с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб», одна из них оказалась старейшей из ранее известных людям.
Об этом со… РИА Новости Крым, 20.11.2022
2022-11-20T18:44
2022-11-20T18:44
2022-11-20T18:44
космос
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdnn1.img.crimea.ria.ru/img/07e5/06/19/1119728786_19:0:940:518_1920x0_80_0_0_bff61274469b9a93352ffce7188edecc.jpg
СИМФЕРОПОЛЬ, 20 ноя – РИА Новости Крым. Две новые галактики обнаружили ученые с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб», одна из них оказалась старейшей из ранее известных людям. Об этом со ссылкой на Astrophysical Journal Letters сообщает телеканал «360».По словам ученых, это открытие станет «новой главой в астрономии». «Одну из найденных галактик GLASS-z12 уже признали старейшей из всех известных. Ее датировали 350 миллионами лет после Большого Взрыва – она старше предыдущего «рекордсмена» примерно на 500 тысяч лет. Вторая галактика образовалась через 450 миллионов лет после Большого Взрыва», — передает телеканал.В телескопе видно только слабые оранжевые пятна, но ученые объясняют, что это самый дальний свет звезд, который видело человечество.
«Эти галактики сильно отличаются от Млечного Пути или других больших галактик, которые мы видим вокруг нас сегодня», – цитирует астрономов телеканал.Впервые звезды в подобных галактиках начали формироваться через 100 миллионов лет после Большого взрыва, объясняют ученые. Таким образом, история Вселенной расширилась после этого открытия, так как стало понятно, что «темные века» (промежуток времени между возникновением реликтового излучения и образованием первых звезд — ред.) закончились гораздо раньше, чем было принято считать.Также, по словам ученых, находка опровергает теорию о том, что первые галактики были структурированы хаотично, так как найденные имеют спокойные и упорядоченные диски.
https://crimea.ria.ru/20220809/uchenykh-ozadachilo-zagadochnoe-izmenenie-skorosti-vrascheniya-zemli-1124112137.html
космос
РИА Новости Крым
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.
xn--p1ai/awards/
2022
РИА Новости Крым
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://crimea.ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости Крым
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
1920
1080
true
1920
1440
true
https://cdnn1.img.crimea.ria.ru/img/07e5/06/19/1119728786_134:0:825:518_1920x0_80_0_0_5ee1a7557ee571d167c2ba82e4ad5eda.jpg
1920
1920
true
РИА Новости Крым
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости Крым
1
5
4.
7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
космос
СИМФЕРОПОЛЬ, 20 ноя – РИА Новости Крым. Две новые галактики обнаружили ученые с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб», одна из них оказалась старейшей из ранее известных людям. Об этом со ссылкой на Astrophysical Journal Letters сообщает телеканал «360».
По словам ученых, это открытие станет «новой главой в астрономии».
«Одну из найденных галактик GLASS-z12 уже признали старейшей из всех известных. Ее датировали 350 миллионами лет после Большого Взрыва – она старше предыдущего «рекордсмена» примерно на 500 тысяч лет. Вторая галактика образовалась через 450 миллионов лет после Большого Взрыва», — передает телеканал.
9 августа, 21:29
Ученых озадачило загадочное изменение скорости вращения Земли
В телескопе видно только слабые оранжевые пятна, но ученые объясняют, что это самый дальний свет звезд, который видело человечество.
«Эти галактики сильно отличаются от Млечного Пути или других больших галактик, которые мы видим вокруг нас сегодня», – цитирует астрономов телеканал.
Впервые звезды в подобных галактиках начали формироваться через 100 миллионов лет после Большого взрыва, объясняют ученые. Таким образом, история Вселенной расширилась после этого открытия, так как стало понятно, что «темные века» (промежуток времени между возникновением реликтового излучения и образованием первых звезд — ред.) закончились гораздо раньше, чем было принято считать.
Также, по словам ученых, находка опровергает теорию о том, что первые галактики были структурированы хаотично, так как найденные имеют спокойные и упорядоченные диски.
Сколько звезд?
Сколько звезд?
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
gif» valign=»TOP»>
./../../_base/body_bg.gif»>
|
./../../_base/nsright.gif»>Сколько звезд во Вселенной?
Одним словом, никто не знает. И проблема не в звездах, а в самой Вселенной.
Но давайте начнем с более простых вопросов — как вы будете считать миллиард звезд? Стоя на вершине горы на Аляске и глядя на ночное небо, вы увидите две-три тысячи звезд. Конечно, вы не сможете сосчитать даже их. Облачное небо, влага в воздухе, сияющая луна и ваше плохое зрение — препятствия для оценки даже видимого вам количества. Вот почему ученые полагаются на расчеты, чтобы получить вероятную цифру.
С Земли вы увидите примерно пять тысяч звезд. Однако наша планета — лишь крохотная частица в огромной вселенной. Как далеко мы должны заглянуть, чтобы достичь истинного знания?
Наша планета является частью Млечного Пути, состоящего из миллиардов звезд, газовых облаков, темной материи, черных дыр, нейтронных звезд и планет.
Если смотреть издалека, это выглядит как плотное скопление материи, но на самом деле между разными небесными телами есть огромные пространства. Виа Лактеа с Андромедой и карликовыми галактиками образуют «местную группу» — так ученые называют участок космоса диаметром более десяти миллионов световых лет. В свою очередь, это лишь одна из сотен групп галактик в сверхскоплении Ланиакея. И это всего лишь крошечная часть мира. Но подождите, есть ли части космоса, невидимые для нас? На самом деле, да, мы расширяем эту тему в статье. Но сначала давайте начнем с нашего дома.
Сколько звезд скрывает Via Lactea?
Увы, знания о Млечном Пути тоже ограничены. Несколько лет назад космическая обсерватория Gaia выпустила подробную трехмерную карту Виа Млечной, которая доказала существование почти 400 миллионов новых звезд. Детектор Gaia имеет почти миллиард квадратных пикселей, поэтому он может улавливать тусклые детали, которых раньше никто не видел. С развитием технологий мы продвигаемся дальше в открытии Вселенной, но мы никогда не можем быть уверены, что нас ждет за следующим углом.
Известно ли нам количество галактик во Вселенной?
Если звезды во Вселенной склонны собираться в группы, называемые галактиками, почему бы не попробовать их сосчитать? Однако здесь мы сталкиваемся с той же проблемой.
На Виа Мактеа около двухсот миллионов звезд. Или нет? Ученые называют это самой низкой оценкой, потому что дальнейшие исследования с использованием вычтенной массы галактики показывают, что количество звезд может достигать четырехсот миллионов.
И даже это только одна из двух видимых нам групп. Если мы примем во внимание невидимые части космоса, мы утонем в сфере неясной информации.
Тем более, что с нашим оборудованием тоже есть проблема. Астрономы фотографировали космическое пространство, чтобы подсчитать их количество, но количество звезд зависит от чувствительности оборудования и от того, как долго вы оставите его включенным, чтобы поймать все тусклые пятна. Вот почему с каждым улучшением качества снастей мы получаем новую информацию.
Такой случай произошел в 2016 году, когда в Astrophysical Journal была опубликована статья о количестве небесных тел. В нем говорилось, что у нас не менее двух триллионов галактик. Исследовательская группа использовала фотографии дальнего космоса с нескольких телескопов и информацию о ранней Вселенной. Чем дальше мы продвигаемся, тем сложнее становится задача. Более того, есть галактики, находящиеся так далеко, что их свет никогда не достигнет нас. И без этого следа их существование останется для нас неизвестным.
Итак, решение простое — галактики остаются загадкой. Наша миссия состоит в том, чтобы продолжать стремиться к постижению.
Будет ли когда-нибудь предел вселенной звезд?
Восприимчивость является основным вопросом в этом вопросе. С каждым мгновением становится больше места, потому что мир постоянно расширяется. Но скорость света не может угнаться за ней, поэтому мы сталкиваемся с подъемом темной материи, расширяющей Вселенную, в которой нет ничего, кроме небытия.