меню содержание news111 news111a news112
|
Размер Вселенной составляет минимум 156 миллиардов световых лет |
Если вы думали над тем, как велика Вселенная, то были не одни с такими раздумьями. Астрономы тоже
долго размышляли над этим и проводили расчёты. Теперь примерные размеры известны и они огромны.
Вселенная в поперечнике не уже чем 156 миллиардов световых лет. В работе (2004г) учёные исследова-
ли реликтовое излучение, наполняющее космос. Среди их выводов есть и такой, что мало вероятно, что-
чтобы существовал невиданный космический "зал зеркал", благодаря которому один объект может быть
виден в двух местах. Поэтому исключена идея о том, что если мы вгрызёмся глубоко в пространство и
время, то увидим нашу планету во дни её юности.
Возраст Вселенной оценивают примерно в 13,7 млрд. лет. Тогда, можно было бы резюмировать, что
радиус Вселенной - 13,7 млрд. световых лет, а диаметр - вдвое больше, то есть 27,4 миллиарда. Но Все-
ленная расширяется с того самого времени, когда, по мнению теоретиков, всё внезапно вылетело из
бесконечно плотной точки Большим взрывом.
"Пространство, проходимое светом в ранней Вселенной, выросло благодаря расширению Вселенной", -
объясняет Нил Корниш, астрофизик из Монтанского Государственного Университета. "Подумайте об
этом, как об интересной вещи".
Свет, прилетающий к нам от самых дальних галактик, очевидно должен был идти явно дольше 13-ти
миллиардов лет..
Нужно наглядное объяснение? Вообразите Вселенную всего лишь через миллион лет после рождения,
советует Корниш. Пучок света за один год пролетел бы путь в один световой год. " В то время Вселен-
ная была в 1000 раз меньше, чем сегодня", - говорит Корниш.
"Так что, тот световой год сегодня растянулся до тысячи световых лет".
Подсчёты приводят к итогу в 78 миллиардов световых лет. Свет не летел так далеко, но от исходной
точки фотона, который спустя 13,7 миллиардов лет полёта наблюдается нами, до нас стало 78 миллиар-
дов световых лет", объясняет Корниш. Это - радиус Вселенной, а взятый дважды - 156 миллиардов све-
товых лет - диаметр. Они вычислены исходя из взгляда в прошлое на 90% всего пройденного пути, по-
этому могут быть чуть больше.
"Можно думать об этом, как об обычном диаметре сферы", - говорит Корниш услужливо.
Вы могли слышать, что Вселенная почти плоская, а не сферическая. Плоская форма делает нашу геомет-
рию "нормальной", примерно как мы учили в школе: две параллельные прямые не пересекаются.
Учёные исследовали реликтовое излучение (РИ), появившееся примерно через 380 000 лет после Боль-
шого взрыва, когда Вселенная расширилась и остыла настолько, что появились атомы. Разница темпера-
тур сохранилась в РИ во всём космосе, благодаря чему в прошлом году был измерен возраст Вселенной
и подтверждены другие космологические величины. РИ это что-то вроде детской фотографии космоса,
ещё до того, как появились звёзды. Работа, о которой написали на прошлой неделе в " Journal Physical
Review Letters", была сфокусирована на поиске в данных РИ спаренных кругов, которые означали бы,
что Вселенная это зал зеркал, где несколько изображений одного предмета могут быть увидены в раз-
ных направлениях пространства-времени. "Зал зеркал" означал бы, что Вселенная конечна, но притво-
ряется бесконечной.
Подумайте об этом, как о компьютерной игре, где объект ушедший за правую сторону экрана, вылезает
из-за левой.
"Несколько лет назад мы показали, что в любой конечной вселенной, где у света было бы время повер-
нуть назад после Большого взрыва, сохранялась бы такая же температура редиктового излучения у пар
кругов", объяснил Корниш. Проводилсь поиски самых похожих показателей температуры РИ при помо-
щи карты РИ, сделанной в НАСА при помощи микроволнового анизотропного зонда Уилкинсона
(WMAP). Они не нашли желанных совпадений.
"Наши результаты не исключают эффекта "зала зеркал", но делают его вероятность намного меньше", -
сказал Корниш представителю сайта space.com , добавив, что итоги не дали признаков того, что Все-
ленная конечна, но это ещё не утверждает её бесконечности.
Результаты опровергают возможность формы футбольного мяча у Вселенной, которую в прошлом году
выдвинула другая группа исследователей. "Впрочем, если бы они надули свой мяч, чтобы он стал боль-
ше, то избежали бы наших ограничений и всё ещё были бы в границах реальности", - сказал Корниш.
Другие сложные формы не исключаются. Открытие уничтожает шанс увидеть нашу древность, если мы
не изобретём путешествия во времени.
Если бы Вселенная была конечной и имела размер в 4-5 миллиардов световых лет, то свет мог бы обе-
жать вокруг Вселенной, и в большой телескоп мы разглядели бы затвердевание Земли и зарождение
жизни", - произнёс Корниш. "К несчастью, наши результаты исключают эту заманчивую возможность".
"Проблема в том, что забавные вещи случаются в ОТО так, что они как бы нарушают СТО ( нет матери-
альной скорости выше световой и т.п. )
Вернёмся к тому открытию Хаббла, что далёкие галактики явно убегают от нас, и чем больше удаления
- тем быстрее они убегают. Соотношение этих показателей известно как постоянная Хаббла.
Парадоксальное следствие из открытия Хаббла таково, что галактики, удалившиеся от нас за критичес-
кое расстояние, будут убегать от нас быстрее, чем свет. Это критическое расстояние называется радиу-
сом Хаббла и иногда называется горизонтом по аналогии с горизонтом событий вокруг чёрной дыры.
В условиях СТО закон Хаббла - несомненно парадокс. Но в ОТО мы интерпретируем мнимый спад как
следствие расширения пространства ( аналогия со сморщеной изюминой внутри фруктового кекса ).
Галактики не движутся сквозь пространство ( во всяком случае, не быстро ) но само пространство так
разрастается, что они разбегаются. Ни СТО, ни ОТО не ограничивают мнимых скоростей скоростью
света. Никакого сверхсветого сигнала не пройдёт через этот механизм, и парадокса уже нет.
Правда, данные WMAP по РИ содержат твёрдое доказательство того, что в очень молодой Вселенной
было время, когда расширение ускорилось настолько, что даже свет не мог опередить разбегание двух
точек, и тогда существовал реальный горизонт событий, как и вокруг чёрной дыры. И в самом деле,
флуктуации, которые мы отметили в РИ, похоже возникли в результате события, который очень похож
на причину возникновения радиации Хокинга от чёрных дыр.
Ещё более удивительна картина, которая вырисовывается при совмещении данных WMAP с наблюде-
ниями сверхновых, которые говорят, что Вселенная снова стала раздуваться. Если это так, то мы нача-
ли удаляться от других галактик с ускорением, и в будущем уже не сможем увидеть так много галактик,
как сейчас, ибо они будут улетать от нас быстрее скорости света ( из-за расширения пространства ), так
что их свет уже никогда не сможет достичь нас".
ссылки:
space.com/scienceastronomy/mystery_monday_040524.html
( автор - Роберт Рой Бритт )
membrana.ru/lenta/?3140
membrana.ru/articles/global/2003/02/12/183200.html
|
Черные дыры рождаются за сутки |
Рождение черных дыр - спонтанное хаотичное событие, которое происходит в течение суток. За это
время дыра успевает всосать в себя остатки разорвавшейся звезды. К такому выводу пришли исследова-
тели, оценив данные с космического аппарата NASA, Swift. Астрономы озадачены - ранее предполага-
лось, что дыра появляется полностью в результате одного взрыва.
Когда огромные звезды, массой превышающей примерно 25 Солнц, взрываются, их ядра превращают-
ся в черные дыры, пожирающие внутренности звезды и выстреливающие скоростными пучками мате-
рии и излучения. Если эти пучки направлены в сторону Земли, астрономы могут увидеть залпы фото-
нов с высокой энергией, так называемые выбросы гамма-лучей (GRB). Вспышка длится несколько се-
кунд, что породило мнение о быстром рождении. Но наблюдая за черной дырой через спутник Swift,
астрономы обнаружили менее резкие скачки радиации через день после вспышки гамма-лучей, и
предположили, что черная дыра, точнее, ее центральная часть, исторгающая вспышки, все еще форми-
руется.
"Эти вспышки были сюрпризом", - сказал Питер Мезарос ( Peter Meszaros), участник команды из Пен-
сильваннского университета штата ( Penn State University ) в Колледж Парк, США. " Мы думали, что
вспышка первоначально излучает всю энергию за несколько сот секунд, а затем ядро умирает".
Продлившееся рождение обозначалось примерно в трети вспышек, которые наблюдались через Swift в
течение пяти минут после первой вспышки. Некоторые из них вспыхивали три или четыре раза.
Новый сценарий, подразумевающий существование целых серий "метастаз" ( соответствующую мульти-
пликацию можно найти здесь ), особенно наглядно иллюстрирует гамма-всплеск, наблюдавшийся 2 мая
2005 года, который получил обозначение, соответственно, GRB 050502B. Этот взрыв случился ранним
утром в созвездии Льва и развивался на протяжении семнадцати секунд. А приблизительно 500 секунд
спустя Swift обнаружил выброс в рентгеновском диапазоне, по яркости приблизительно в сто раз превы-
шающий что-либо из замеченного ранее.
"Кажется, будто черная дыра продолжает проглатывать очередную порцию массы", - сказал Мезарос.
Он предположил, что выбросы из новой черной дыры пролетают сквозь внешнюю оболочку родитель-
ской звезды, "порции выбросов, вероятно, останавливаются звездой и падают обратно в черную дыру".
Процесс, возможно, зависит от того, насколько быстро вращается звезда, и этим можно объяснить, по-
чему не все выбросы вспыхивают.
"Но на самом деле мы не знаем, как это происходит", - признает ученый.
Феномен был предсказан теоретиками, но его наблюдали лишь однажды - с итальянского спутника
BeppoSAX. "Возвращаясь к тому событию, это, вероятно, неудивительно", что рождение черных дыр
хаотично, сказал Дэвид Берроуз (David Burrows), астрофизик университета Пенсильвании, ведущий ав-
тор статьи, опубликованной в журнале Science.
"Но это очень удивило нас, когда мы впервые увидели эти вспышки в апреле 2005".
Похоже, что долгое рождение черной дыры - универсальный феномен в появлении этих необычных
космических объектов, и это происходит даже, когда они образуются не в результате взрыва массивных
звезд. Внезапные вспышки недавно видели как минимум в одном коротком выбросе гамма-лучей.
Короткий выброс длился лишь долю секунды, и, предположительно, произошел в результате слияния
двух умерших звезд, в ходе так называемого слияния нейтронных звезд, другими словами, слияния ней-
тронной звезды с другой черной дырой.
Цель миссии Swift состоит в том, чтобы попытаться прояснить природу этих загадочных GRB. Ученые
не оставляют надежды понять первопричины подобных явлений, а также ход взаимодействия вспыхи-
вающих объектов со средой вокруг них. Вероятно, таким образом можно будет найти и ключи к разви-
тию ранней Вселенной. Ученые подозревали, что каждый GRB указывает на рождение очередной чер-
ной дыры, но теперь появились сведения о том, что существуют различные типы подобных взрывов, и
данные Swift, будем надеяться, помогут выявить все возможные причины катаклизмов.
ссылки:
grani.ru/Society/Science/m.93736.html
nasa.gov/vision/universe/watchtheskies/double_burst.html
grani.ru/Society/Science/m.82464.html
cnews.ru