Содержание
Ученые выяснили, что происходило со Вселенной до Большого взрыва – Москва 24, 30.07.2020
30 июля 2020, 13:06
Наука
Фото: depositphotos/Juric.P
Американские ученые подтвердили гипотезу, согласно которой нынешняя Вселенная была образована в результате распада «предыдущей Вселенной». Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.
С начала 1980-х ученые из Университета штата Пенсильвания работают над космологической парадигмой, которая базируется на петлевой квантовой гравитации. Из нее исходит, что все современные крупные структуры Вселенной являются квантовыми флуктуациями пространства-времени, происходившими при рождении мира.
Теория Большого взрыва является общепризнанной гипотезой происхождения Вселенной. Согласно ей, космос зародился в момент сингулярности, то есть момент, при котором вся материя и энергия была сжата в одну точку. Однако данная теория не объясняет то, что происходило до сингулярности.
В связи с этим ученые из Университета Пенсильвании придерживаются теории Большого отскока. Они считают, что нынешняя Вселенная появилась из сверхсжатой массы Вселенной предыдущей фазы.
Чтобы доказать эту теорию, исследователи прослеживают мельчайшие неоднородности структуры Вселенной. При этом они используют математический аппарат, основанный на теории относительности Альберта Эйнштейна и квантовой механике.
Данные неоднородности фиксируются на фоне сверхвысокочастотного реликтового космического излучения, которое было испущено, когда Вселенной было 380 тысяч лет. Однако само излучение обладает тремя аномальными явлениями, которые не поддаются объяснению в классической физике.
Именно с помощью петлевой квантовой космологии ученые объясняют природу двух из трех аномалий. Исследователи уверены, что именно квантовые флуктуации стали причиной появления неоднородности реликтового излучения. Они растягивались из-за силы тяжести во время фазы ускоренного расширения Вселенной.
Данные неоднородности не учитывались в теории относительности, которая рассматривала пространство-время как гладкий континуум. Первый автор работы, профессор Абхай Аштекар отметил, что квантовая петлевая теория объясняет наличие квантовых нитей в пространстве-времени.
«Ткань рубашки тоже выглядит как двумерная поверхность, но при ближайшем рассмотрении вы можете увидеть, что она соткана из плотно упакованных одномерных нитей. Так и в ткань пространства-времени вплетены квантовые нити. Учитывая эти нити, петлевая квантовая космология позволяет нам выйти за пределы континуума, описываемого общей теорией относительности», – отметил Аштекар.
Ранее телескоп Hubble сделал серию снимков Сатурна в период, когда верхняя часть планеты наклонилась ближе к Солнцу. Средняя температура поверхности составила 178 градусов по Цельсию. Однако основное тепло Сатурн получает из своих недр, а не от Солнца.
наука
Ещё больше новостей – в телеграм-канале «Москва 24». Подписывайтесь!
Новости СМИ2
Российские ученые нашли доказательства теории Большого взрыва
Тренды
Телеканал
Pro
Инвестиции
Мероприятия
РБК+
Новая экономика
Тренды
Недвижимость
Спорт
Стиль
Национальные проекты
Город
Крипто
Дискуссионный клуб
Исследования
Кредитные рейтинги
Франшизы
Газета
Спецпроекты СПб
Конференции СПб
Спецпроекты
Проверка контрагентов
РБК Библиотека
Подкасты
ESG-индекс
Политика
Экономика
Бизнес
Технологии и медиа
Финансы
РБК КомпанииРБК Life
РБК
Тренды
Фото: Unsplash
Российско-германский космический телескоп «Спектр-РГ» подтвердил теорию создания Вселенной в результате Большого взрыва
Что происходит
- Ряд открытий, сделанных космическим телескопом «Спектр-РГ», подтверждают теорию создания Вселенной в результате Большого взрыва, сообщил ученый секретарь Института космических исследований Андрей Садовский.
- Одним из таких открытий стало обнаружение очень далекого квазара (сверхмассивной черной дыры в центре галактики, которая испускает много энергии), который образовывался на ранних стадиях формирования Вселенной.
- Теория Большого взрыва — наиболее проработанная учеными космологическая модель создания мира, которая объясняет рождение Вселенной из сингулярности — точки с минимальным размером и бесконечной плотностью и температурой. Считается, что расширение Вселенной в результате Большого взрыва случилось примерно 13 млрд лет назад.
- Орбитальная астрофизическая обсерватория «Спектр-РГ» была запущена в 2019 году с космодрома Байконур. Это проект Федеральной космической программы России с участием Германии. Основной его целью является построение полной карты Вселенной в рентгеновском диапазоне.
Что это значит
Зарождение нашей Вселенной — тайна, над разгадкой которой астрофизики бьются уже долгие годы. Несмотря на разнообразие различных теорий, наиболее популярными на данный момент считаются теория Большого взрыва и горячей Вселенной, согласно которым Вселенная возникла из сингулярного состояния и с тех пор непрерывно расширяется и охлаждается.
Благодаря открытиям, сделанным космическим телескопом «Спектр-РГ», ученым удалось в очередной раз это подтвердить.
Истоки теории Большого взрыва кроются в работах Альберта Эйнштейна, в которых он обозначил основы общей теории относительности. Практически сто лет спустя, — в 2014 году, — с помощью телескопа, установленного на Южном полюсе, американским астрофизикам удалось зафиксировать гравитационные волны, являющиеся своеобразным «эхом» Большого взрыва, что стало первым подтверждением данной теории.
Развитие астрофизики и современных технологий позволяет углублять знания о Вселенной и процессах, происходящих в ней, — в настоящее время в космос запущено большое количество обсерваторий, которые запечатлевают космические объекты и явления.
Например, в апреле 2021 года орбитальный телескоп NASA «Хаббл» обнаружил такое редкое явление как двойной квазар. Предполагается, что это два квазара, которые находятся в ядрах двух сходящихся галактик, которые впоследствии могут объединиться в сверхмассивные черные дыры.
Мерцающий свет двойных квазаров
(Видео: Hubble Space Telescope)
Обновлено 13.09.2021
Текст
Ксения Янушкевич
Главное в тренде
Материалы по теме
Самый мощный взрыв в истории Вселенной
Владимир Манько
Журналист
7 90 что привело к возникновению нашей Вселенной. Приблизительные оценки его мощности показывают, что он может достигать 10 54 мегатонн в тротиловом эквиваленте.
Для сравнения: во время самого мощного искусственного взрыва в истории человечества — испытания советской «Царь-бомбы» РДС-202, проведенного 30.
10.1961 — было выделено около 210 петаджоулей энергии, что соответствует взрыву 50 мегатонн тротила.
Проблема в том, что во время этого события образовалась не только вся материя и энергия нашего мира, но и заполненное ими пространство — и это пространство начало расширяться вместе с ними. Чтобы адекватно оценить мощность Большого Взрыва, его должен увидеть «сторонний наблюдатель» совсем из другого пространственного измерения. К сожалению, получить такую информацию «изнутри» невозможно.
Запись гамма-вспышек
Если говорить о взрывах, которые уже произошли «внутри» нашей Вселенной, то до недавнего времени таковыми считались гамма-всплески. Большинство из них, по мнению ученых, являются результатом гравитационного коллапса сверхмассивных звезд (в 100 раз массивнее нашего Солнца и более). Одна из таких вспышек, получившая обозначение GRB 080319B, была зарегистрирована спутником Swift 19 марта 2008 года. Несмотря на то, что расстояние до ее источника составляло 7,5 миллиардов световых лет, ее можно было наблюдать с Земли невооруженным глазом почти минуту.
А в сентябре того же года появилась еще более мощная вспышка GRB 0809.16С. Его свету потребовалось 12,2 миллиарда лет, чтобы добраться до нас.
Гамма-вспышка GRB 080319B, сфотографированная рентгеновским телескопом Swift. Причина высокой яркости GRB 080319B в максимуме заключалась в том, что наша планета оказалась прямо на пути ее джета — узкого потока высокоэнергетических фотонов и частиц, движущихся со скоростями, близкими к скорости света. Источник: NASA
Во время таких событий энергия, выбрасываемая в космос за считанные минуты, в десятки и сотни раз превышает энергию, излучаемую солнцеподобными звездами за все время их активного существования (т.е. 9-12 миллиардов лет). Но недавно астрономы зафиксировали еще более высокоэнергетическое событие в нашей Вселенной, которое вдобавок произошло недалеко от Солнечной системы.
Послесвечение гамма-вспышки 080916C, сфотографированное космическим телескопом Хаббл. Источник: NASA
Взрыв в созвездии Змееносца
В 2016 году рентгеновский орбитальный телескоп Chandra сфотографировал гигантское скопление галактик в созвездии Змееносца, примерно в 390 миллионах световых лет от нашего Млечного Пути.
Изучение полученных изображений показало, что межгалактический газ в центре этого скопления распределен неравномерно — наблюдается довольно резкий скачок плотности, а граница между разреженным и более плотным веществом имеет вогнутую форму.
Астрономы уже обнаружили подобные структуры в центральных областях других галактических скоплений. Их происхождение обычно связывают с деятельностью сверхмассивных черных дыр, «заселяющих» центры подавляющего большинства крупных галактик. Эти объекты связаны в первую очередь с поглощением вещества, но на самом деле вещество, падающее на сверхмассивное тело, излучает много энергии (иногда до 40% от массы эквивалента), и часть ее принимает участие в создании так называемых аккреционным диском и взаимодействием с магнитными полями, причем часть этого вещества при этом фактически выбрасывается обратно в космос в виде джетов — узких пучков высокоэнергетических частиц, скорость которых близка к скорости света.
Изображение скопления галактик в созвездии Змееносца, синтезированное из рентгеновских лучей (обычный розовый), а также инфракрасного (белый) и радио (голубой).
Источник: Chandra X-ray Observator y
А вот что касается скопления в Змееносце, то ученые изначально пришли к выводу, что такое объяснение здесь не подходит. Дело в том, что «волны плотности», связанные со струями из массивных черных дыр, имеют размеры порядка тысячи или десятков тысяч световых лет. При этом найденная структура простирается на 1,5 млн световых лет и находится на расстоянии 1,8 млн световых лет от центра скопления. Расчеты показывают, что энергия, необходимая для ее образования, в пять раз больше, чем самая мощная вспышка черной дыры.
Однако после более детального изучения дополнительной информации, собранной спутником XMM-Newton , а также наземными радиотелескопами MWA и GMR , астрономам пришлось пересмотреть свои выводы. Анализ показал, что в прошлом скопление Змееносца действительно испытало мощный всплеск активности сверхмассивной черной дыры в центре одной из галактик. Это событие произошло не менее 240 миллионов лет назад и теперь может считаться крупнейшим выбросом энергии со времен Большого взрыва.
Однако в отличие от гамма-всплесков, которые длятся минуты или часы, это излучение «растянулось» на месяцы, а возможно, и на годы. Поэтому, скорее всего, даже если бы в то время, когда электромагнитное излучение от этого всплеска достигло Земли, астрономы уже существовали здесь, они бы не сразу поняли, что имеют дело с огромным вселенским катаклизмом. А при отсутствии рентгеновских и радиотелескопов она запросто могла остаться незамеченной.
Большой взрыв Черная дыра Вселенная
Этот мощный взрыв гамма-излучения был «самым ярким за все время» | Умные новости
Послесвечение гамма-всплеска, снятое рентгеновским телескопом обсерватории Нила Герелса Свифта.
НАСА/Свифт/А. Бирдмор (Университет Лестера)
9 октября астрономы обнаружили яркую вспышку света, более энергичную, чем они когда-либо видели, сообщает Space.com Тереза Пултарова. Вскоре обсерватории по всему миру обратились к источнику, поскольку ученые бросились изучать это явление.
По словам исследователей, взрыв произошел на расстоянии 2,4 миллиарда световых лет от Земли. Названный гамма-всплеском (GRB), массивный взрыв испустил вспышки высокоэнергетического рентгеновского и гамма-излучения и, вероятно, был вызван коллапсом гигантской звезды.
Гамма-всплески — самый мощный класс взрывов во Вселенной. И по сравнению со всеми другими ранее обнаруженными, этот считается в десять раз ярче, как говорит Джиллиан Растинежад, астроном из Северо-Западного университета, чья команда наблюдала гамма-всплеск 14 октября.0018 Живая наука Роберт Ли. Из-за невероятного свечения астрономы назвали это событие «ЛОДКА» — самым ярким за все время.
«Это событие происходит раз в столетие, может быть, раз в 1000 лет», — говорит Space Брендан О’Коннор, астрофизик из Университета Мэриленда и Университета Джорджа Вашингтона, возглавлявший вторую группу, изучающую гамма-всплеск. .com . «Мы просто в восторге от этого события и чувствуем себя очень счастливыми, что можем изучить его».
Взрыв произошел совсем недавно по сравнению с другими длинными гамма-всплесками, сообщает Растинежад Space.com . Ученые могут наблюдать за этими событиями , чтобы узнать больше о происхождении самых тяжелых элементов во Вселенной, о том, как образуются черные дыры, и о секретах темной материи согласно Inverse .
И этот конкретный всплеск может дать исследователям особую возможность узнать больше о гамма-всплесках, в том числе о том, почему он был таким интенсивным.
«Поскольку это событие кажется нам таким ярким, мы сможем изучать его намного дольше и более подробно», — говорит О’Коннор Space.com . «Сейчас на него смотрят не менее 50 телескопов на всех длинах волн, и это поможет нам максимизировать науку».
Судя по данным Большого телескопа, эта последовательность показывает гамма-излучение в течение десяти часов на месте взрыва.
НАСА / Министерство энергетики / Сотрудничество Fermi LAT
Есть два типа гамма-всплесков, как писал в прошлом году Джонатан О’Каллаган из Quanta Magazine .