Содержание
Как умирает Вселенная | SINP MSU
Источник: http://www.gazeta.ru/science/2015/08/11_a_7681729.shtml
Наблюдая за галактиками в окрестностях Млечного Пути, астрономы увидели, как Вселенная медленно умирает. Ее звезды светят все слабее и всего за 2 млрд лет стали вдвое тусклее.
Наша Вселенная медленно умирает, и процесс этого увядания, хоть и медленный, все же может быть замечен современными средствами наблюдений. К такому выводу пришла международная группа астрономов, впервые в мире измерившая энерговыделение 200 тыс. галактик с небывалой точностью.
Ученые из Международного центра радиоастрономических исследований при Университете Западной Австралии (ICRAR) использовали семь мощнейших телескопов мира, чтобы исследовать галактики в 21 диапазоне длин волн, от ультрафиолетового до инфракрасного.
Изначально наблюдения проводились на англо-австралийском телескопе в Новом Южном Уэльсе, затем к работе присоединились две орбитальные обсерватории NASA и Европейского космического агентства.
«Мы использовали столько телескопов, сколько смогли получить, чтобы измерить энерговыделение более 200 тыс. галактик в максимально широком спектре длин волн», — пояснил профессор ICRAR Саймон Драйвер, накануне доложивший о результатах работы на генеральной ассамблее Международного астрономического союза, которая проходит в эти дни на Гавайских островах.
Работа по исследованию 200 тыс. галактик велась в рамках международного проекта Galaxy and Mass Assembly. Этот всеволновой проект призван дать ответы на космологические вопросы, а также изучить процессы формирования и эволюции галактик при помощи нескольких наземных и космических телескопов. Самыми известными среди них являются телескопы VLT, а также космические Herschel и Galex.
По словам Драйвера, целью работы астрономов было построение карты и моделирование всего энерговыделения внутри определенного объема Вселенной.
Согласно современным представлениям, вся энергия, которой обладает Вселенная, была создана в момент Большого взрыва, и часть ее сосредоточена сегодня в массе вещества.
Известно, что звезды светят за счет термоядерного превращения этой массы в энергию — процесса, описываемого известным уравнением Эйнштейна E = mc2.
«Хотя большая часть энергии, наблюдаемой вокруг, была создана после Большого взрыва, дополнительная энергия постоянно выделяется в звездах по мере того, как в них сливаются такие элементы, как водород и гелий, — пояснил Драйвер. — Эта заново выделяемая энергия либо поглощается космической пылью, либо проходит через родительскую галактику, либо вырывается в межгалактическое пространство и распространяется, пока не встретит на своем пути другую звезду, планету или, что бывает очень редко, зеркало телескопа».
Анализ полученных данных показал, что энерговыделение галактик в наши дни составляет лишь половину темпов, что были 2 млрд лет назад, то есть Вселенная медленно умирает, говорят астрономы.
Примечательно, что в оригинале статьи, принятой к публикации в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, слово «смерть» или «умирает» не встречается ни разу, подобный художественный прием был сделан в релизе для привлечения внимания.
«Мы выяснили, что в настоящее время Вселенная производит 1,5 * 1035 млрд ватт на кубический парсек в сравнении с 2,5 * 1035 млрд ватт 2,3 млрд лет назад», — утверждается в статье.
Об угасании Вселенной ученые говорят с конца 1990-х годов, однако лишь последняя работа доказала, что этот процесс происходит во всех длинах волн, от ультрафиолета до инфракрасного диапазона. «С этого момента Вселенная будет угасать, впадая в старость, которая длится вечно. Вселенная рухнула на диван, натянула плед и готова задремать вечным сном», — сказал профессор Драйвер.
После своего открытия ученые намерены расширить свои исследования, чтобы картировать энерговыделение на протяжении всей истории Вселенной. Для этого они используют новейшие, вступающие в строй телескопы, в том числе радиоинтерферометр Square Kilometre Array, ввод которого в эксплуатацию запланирован на следующее десятилетие в Южной Африке.
Смерть: как будет умирать Вселенная?
Однажды вы умрете.
Через секунд или через тысячу лет, неважно. Ваше тело и все его составляющие перестанут функционировать и воссоединятся с Землей как обычный, безжизненный материал. Земля тоже умрет, охваченная расширяющимся, стареющим Солнцем. Солнце выжжет все свое топливо, превратится в белого карлика, затем догорит и умрет. Млечный Путь столкнется с Андромедой и образует гигантскую эллиптическую галактику, которая погибнет, растеряв все свои звезды в межгалактическом пространстве.
Трупики этих оставшихся звезд умрут, распадаясь на свои составные части. Вселенная будет стареть до тех пор, пока вся материя не окажется в черных дырах или не будет плавать в виде свободных элементарных частиц. Эти черные дыры испарятся и вселенная умрет. Все, что было, станет холодным ничем, навсегда.
Как будет умирать Вселенная
Эта концовка — одна из возможных счастливейших, «тепловая смерть», она же смерть тепла, которая хотя бы оставит нам время попрощаться. Правда в том, что Вселенная намного старше людей, она была задолго до нас и будет еще долгое время после нас, и созерцать ее смерть нам, вероятнее всего, не придется..jpg)
Потому что мы ничтожны. Нам остается только изучать физику и развлекаться, ожидая своего воссоединения с Землей.
«Мы можем попытаться понять это, но повлиять хоть каким-нибудь образом — нет», говорит Кэти Мак, помощник профессора из Университета штата Северная Каролина. «Мы не унаследуем космос. Это интересная концепция».
Тепловая смерть, или «большое замерзание», обычно рассматривается как наиболее вероятное будущее, основанное на том, какими вещи выглядят сегодня. Вселенная расширяется и будет продолжать расширяться. По мере развития вселенной, звезды будут формироваться все реже из-за разрежения пыли и газа. Последние черные дыры будут медленно испаряться, теряя энергию в процессе излучения Хокинга, возможно, в течение 10100 лет. Через некоторое время распадутся оставшиеся частицы, и вся вселенная примет среднюю температуру почти абсолютного нуля. Вселенная, по своей сути, будет такой большой и скудной, что шансы найти в ней хоть что-то вообще будут практически нулевыми.
Конечно, случится все это нескоро. Если люди переживут собственное стремление к саморазрушению, атмосфера Земли просуществует еще миллиард лет, а Солнце еще 7-10 миллиардов лет, после чего станет красным гигантом, выбросит свои внешние слои и останется светящимся ядром размером с Землю, но намного тяжелее. Это белый карлик. Небольшие красные звезды могут просуществовать еще сотню триллионов лет, отмечает Джон Баэз, физик из Калифорнийского университета в Риверсайде. Возможно, люди смогут переселиться на одну из планет возле красного карлика вроде Проксимы Центавра, чтобы доживать свои дни. Эти временные масштабы за пределами человеческого понимания — просто попробуйте представить, сколько времени займет преодоление вселенной в нынешних ее размерах, если останавливаться и считать каждый атом на своем пути.
«Наверное, эта картина очень грустная», говорит Баэз. «Люди это животные, которые думают о будущем, и нам нравится думать о жизни как об истории с счастливым концом».
Тепловая смерть Вселенной или что-нибудь другое?
Некоторые гораздо более богатые событиями теоретические судьбы Вселенной могут настигнуть ее гораздо раньше.
Например, Большой Разрыв. Как вам известно, в 1998 году ученые обнаружили, что вселенная не просто расширялась, но расширялась все быстрее и быстрее. Они предположили, что за ускоренным расширением стоит некая энергия, кажущаяся присущей вакууму Вселенной, — темная энергия. Существует вероятность того, что через 100 миллиардов лет темная энергия приведет к тому, что вселенная будет расширяться так быстро, что разорвет галактики, солнечные системы, планеты и атомы до того, как они потеряют энергию самостоятельно. Пространство между каждой отдельной точкой будет расти бесконечно. Физики-теоретики делают ставку на тепловую смерть вселенной, но кто знает, как она закончит на самом деле — наблюдения не запрещают других вариантов.
Также есть шанс, что изменится сам вакуум пространства. Возможно, «поле Хиггса», пронизывающее вселенную и наделяющее субатомные частицы массой, находится не в самой низкоэнергетической конфигурации. Возможно, оно «метастабильное» по своей сути и есть более низкоэнергетическое состояние, до которого оно может распасться.
Представьте, что вы проводите всю жизнь, обитая на платформе, и думаете, что находитесь на твердой почве — эта платформа находится в метастабильном состоянии. Однажды эта платформа коллапсирует и покажет истинное дно в сотнях метров под собой. Законы физики, известные нам, перестанут работать, вы упадете вниз и умрете. Это может произойти, если вселенная перейдет из метастабильного состояния в более стабильное — если мы все это время находились на платформе. Вселенной придет конец, потому что эта новая вселенная с более низкой энергией не сможет поддерживать существование нынешней Стандартной модели, всех эти частиц, составляющих материю. Маловероятно, впрочем, что это событие произойдет до тепловой смерти. Но было бы красиво.
«В каком-то месте Вселенной родится пузырь истинного вакуума, который будет расширяться со скоростью света и поглотит Вселенную, уничтожая все», говорит Мак. Световая скорость этого события означает, что вы не увидите его на подходе — смерть будет мгновенной.
Впрочем, не все возможные космические исходы связаны с опустошением и пустотой. Возможно, в каком-то далеком будущем, энергия вакуума вселенной спонтанно подскочит и инициирует инфляцию в этой точке пространства, из которой начнут формироваться совершенно новые вселенные. Алан Гут, физик Массачусетского технологического института, который изобрел теорию космической инфляции, предвидел такой поворот событий. Может быть, именно так сформировалась и наша Вселенная. Может быть, бесконечное число вселенных сформировались таким образом. Возможно, за пределами досягаемости нашей собственной вселенной есть множество мест, которых не затронет ее кончина.
«Это самая оптимистичная теория, потому что даже если наша часть Вселенной умрет, другие части, возможно, хранящие жизнь, будут существовать вечно», говорит Гут. В любом случае, наша Вселенная умрет.
Возможно, темная энергия не является присущей пространству, постоянной величиной. Возможно, ее сила будет падать, что в конечном итоге замедлит расширение вселенной.
Сила гравитации снова вступит в права владения и все коллапсирует с «большим хрустом».
Есть многое, чего мы не знаем о вселенной, поэтому любая из этих идей может быть верной. Любое новое открытие о природе темной энергии, бозона Хиггса или самого пространства-времени может раскрыть совершенно другую судьбу Вселенной, в которой рушатся или возникают миры, бесконечности переплетаются и время замирает. Человечество будет обречено, вне зависимости от того, хочет оно того или нет.
Вас устраивает такое развитие событий? Расскажите в нашем чате в Телеграме.
Официально: Вселенная умирает медленно 2015
Поделитесь на Facebook
Share в Twitter
Share на Reddit
Share на LinkedIn
Алоба0003
Версия для печати
Авторы и права: Trifonov_Evgeniy
Самая полная оценка производства энергии в близлежащей Вселенной показывает, что производимая сегодня энергия составляет лишь около половины того, что было 2 миллиарда лет назад.
Группа международных ученых использовала несколько самых мощных в мире телескопов для изучения энергии Вселенной и пришла к выводу, что Вселенная медленно умирает.
«Мы использовали столько космических и наземных телескопов, сколько смогли, чтобы измерить выходную энергию более 200 000 галактик в максимально широком диапазоне длин волн», — Саймон, руководитель группы Galaxy And Mass Assembly (GAMA). Об этом говорится в заявлении Драйвера из Университета Западной Австралии. Астрономы создали видео, объясняющее медленную смерть Вселенной, чтобы проиллюстрировать открытие.
Когда Большой взрыв создал энергию Вселенной около 13,8 миллиардов лет назад, некоторая часть этой энергии оказалась запертой в виде массы. Когда звезды сияют, они преобразуют эту массу обратно в энергию, как описано в знаменитом уравнении Альберта Эйнштейна E = mc 2 (энергия = масса х скорость света в квадрате). [От Большого взрыва до наших дней — 10 простых шагов]
«Хотя большая часть энергии, циркулирующей во Вселенной, возникла в результате Большого взрыва, дополнительная энергия постоянно вырабатывается звездами по мере того, как они сливают такие элементы, как водород и гелий.
вместе», — сказал Драйвер.
«Эта новая энергия либо поглощается пылью, путешествуя по галактике-хозяину, либо уходит в межгалактическое пространство и путешествует, пока не столкнется с чем-то, например, с другой звездой, планетой или, очень редко, с зеркалом телескопа.»
Астрономы знали, что Вселенная медленно угасает с конца 1990-х годов. Используя несколько наземных телескопов, а также орбитальные аппараты НАСА GALEX и WISE и Herschel Европейского космического агентства, команда обнаружила, что выходная энергия падает на 21 длине волны, что делает их результаты наиболее полной оценкой выходной энергии на сегодняшний день. ближайшая вселенная.
«С этого момента Вселенная будет приходить в упадок, плавно соскальзывая в старость», — сказал Драйвер.
«Вселенная практически села на диван, натянула одеяло и вот-вот задремлет на вечный сон», — сказал он.
- Покойся с миром Вселенная — Твое время идет… Медленно | Видео
- Теория большого взрыва: 5 странных фактов о наблюдении за рождением Вселенной
- Чертеж Вселенной
- 8 загадочных тайн астрономии
Copyright 2015 SPACE.
com, компания по закупкам. Все права защищены. Этот материал нельзя публиковать, транслировать, переписывать или распространять.
ОБ АВТОРАХ
Нола Тейлор Тиллман — научный писатель, специализирующийся на космосе и астрономии. Подписывайтесь на Нолу Тейлор Тиллман в Твиттере
Читать дальше
Информационный бюллетень
Будьте умнее. Подпишитесь на нашу новостную е-мэйл рассылку.
Регистрация
Поддержка научной журналистики
Откройте для себя науку, которая изменит мир. Изучите наш цифровой архив с 1845 года, включая статьи более 150 лауреатов Нобелевской премии.
Подпишитесь прямо сейчас!
Новое исследование выясняет, почему Вселенная умирает: двустороннее: NPR
Новое исследование выясняет, почему Вселенная умирает: двустороннее более 200 000 галактик. Результаты показывают, что галактики вдвое меньше, чем 2 миллиарда лет назад.
Должен прочитать
Новое исследование показывает, что выход энергии из 200 000 галактик вдвое меньше, чем миллиарды лет назад. Это еще одно свидетельство того, что Вселенная медленно уменьшается. На этом недатированном изображении, полученном космическим телескопом НАСА «Хаббл», показана спиральная галактика NGC 1512, полученная во всех длинах волн от ультрафиолетового до инфракрасного.
Кевин Дитч/UPI/Ландов
скрыть заголовок
переключить заголовок
Кевин Дитч/UPI/Ландов
Новое исследование показывает, что выход энергии из 200 000 галактик вдвое меньше, чем миллиарды лет назад. Это еще одно свидетельство того, что Вселенная медленно уменьшается.
На этом недатированном изображении, полученном космическим телескопом НАСА «Хаббл», показана спиральная галактика NGC 1512, полученная во всех длинах волн от ультрафиолетового до инфракрасного.
Кевин Дитч/UPI/Ландов
Международная группа астрономов сообщает, что новые данные показывают, что выход энергии, измеренный в более чем 200 000 галактик, лишь примерно вдвое меньше, чем 2 миллиарда лет назад. Ученые указывают на это последнее исследование как на еще одно доказательство того, что Вселенная медленно умирает.
Проект «Галактика и массовая сборка» (GAMA) представил данные на международном астрономическом собрании на Гавайях.
«С этого момента Вселенная будет приходить в упадок, мягко соскальзывая в старость», — сказал Саймон Драйвер, профессор Университета Западной Австралии, который также возглавляет команду GAMA. «Вселенная фактически села на диван, натянула одеяло и вот-вот задремлет на вечный сон», — говорится в заявлении Саймона.
Уже около двух десятилетий ученые знают, что Вселенная угасает. Используя наземные и космические телескопы, исследование GAMA направлено на картирование и моделирование всей энергии в большой части космоса, чтобы лучше понять, как это происходит.
Исследование GAMA является крупнейшим в истории многоволновым исследованием и включает выход энергии на 21 длине волны энергии, от ультрафиолетового до дальнего инфракрасного, по данным группы.
Исследователи обнаружили, что снижение наблюдается на всех длинах волн.
Как сообщила корреспондент NPR Нелл Гринфилдбойс в выпуске Все учтено , «это может быть связано с тем, что топливо, необходимое для создания звезд и поддержания их работы, просто заканчивается».
«По сути, как только вы сожжете все топливо во Вселенной, все», — говорит Джо Лиске из Гамбургского университета, один из членов исследовательской группы. «Звезды умирают, как умирает огонь, а затем у вас остаются угли, которые затем светятся, но в конце концов остывают.