Рубрика: КОСМОС

Спросите Итана: почему Вселенная плоская?


Двигаясь по прямой линии в гиперторовой модели Вселенной, вы вернётесь в исходную точку, даже если пространство-время не будет искривлённым. Также Вселенная может быть замкнутой, имея положительную кривизну – как гиперсфера.

Какой формы Вселенная? Если бы вы жили до XIX века, вам бы, наверное, не пришло в голову, что у Вселенной вообще может быть какая-то форма. Вы, как и все остальные, начали бы изучать геометрию с правил Евклида, для которого пространство было всего лишь трёхмерной решёткой. Затем вы применяли бы физические законы Ньютона, и предполагали, что взаимодействия двух любых объектов направлены вдоль одной прямой линии, их соединяющей. Но с тех пор мы очень многое поняли. Пространство не просто искривляется в присутствии материи и энергии – мы можем это наблюдать. И всё же, если речь заходит о Вселенной в целом, пространство ничем не отличается от идеально плоского. Почему? На эту тему задаёт вопрос и наш читатель:

Почему вселенная относительно плоская, а не имеет форму сферы? Разве вселенная не будет расширяться перпендикулярно к плоской поверхности?

Давайте начнём со старого определения пространства, которое большинство из нас и представляет: в виде некоей трёхмерной решётки.
(далее…)

Новый загадочный объект космоса может оказаться чёрной дырой нового семейства

Долгое время учёные не могли найти чёрные дыры небольшого размера – астрономы даже задумались о том, а существуют ли такие вообще. Но новая серия открытий, включая обнаружение чёрной дыры-“единорога”, дало надежду на решение этой давней загадки.

Почти десять лет назад Фериал Озель с коллегами заметили нечто странное. Хотя в нашей Галактике нашлось множество чёрных дыр различного размера, не было найдено ни одной, размер которой был бы меньше определённой величины. “Наблюдался дефицит чёрных дыр массой меньше пяти солнечных, – сказала она. – Это было очень важно со статистической точки зрения”.

С тех пор, как в Озель, астрофизик из Аризонского университета, опубликовала в 2010-м работу по этому вопросу, этот “разрыв масс” оставался необъяснимым. И даже после того, как детекторы гравитационных волн LIGO и Virgo начали находить десятки ранее скрытых чёрных дыр – не исключая и некоторые неожиданные варианты – разрыв масс никуда не делся.

В какой-то момент астрофизики начали задумываться: небольшие чёрные дыры просто трудно найти, или их вообще нет? “Важно подтвердить наблюдениями реальность этого разрыва, либо решить, что это – артефакт наблюдений”, – сказала Вики Калогера, астрофиизк из Северо-западного Университета, лидер команды LIGO.
(далее…)

Планет какого типа во Вселенной больше всего?


Как художник видит экзопланету Проксима b. Считается, что она недружелюбна для жизни из-за того, что не имеет атмосферы из-за свойств родительской звезды. Это, как говорят астрономы, “глазеющий” мир – одна сторона планеты постоянно смотрит на звезду, и жарится в её свете, а другая замерзает. Возможно, именно таких планет больше всего во Вселенной.

В астрономии есть один популярный миф о том, что Солнце – это типичная звезда. Если речь о том, что Солнце ничем особенным не выделяется – то да, так и есть. Оно состоит из тех же ингредиентов, что и остальные звёзды. Это 70% водорода, 28% гелия, 1-2% других элементов. Энергию оно получает из ядерного синтеза, происходящего в ядре. В каком-то смысле, это “типичная” звезда, входящая в подавляющее большинство из примерно 1024 звёзд, содержащихся в границах наблюдаемой Вселенной.

Однако на самом деле Солнце ярче и массивнее, а продолжительность его жизни короче, чем у 95% звёзд Вселенной. Если выбрать любую случайную звезду, то с вероятностью 80% это будет красный карлик – он будет меньше, холоднее, тусклее и меньше по массе, чем наше Солнце. Большинство звёзд не такие, как наше Солнце.

А что насчёт планет? Если брать в расчёт только те, что мы обнаружили на сегодняшний день – а это уже более 4000 – можно заключить, что чаще всего встречаются планеты чуть больше Земли. Однако это, скорее всего, не так. Если не быть осторожными, Вселенная с лёгкостью может нас обмануть – однако у нас есть достаточно информации, чтобы этого избежать. И вот откуда мы знаем о том, какого типа планет во Вселенной больше всего.
(далее…)

Обнаружена планета-странник, несущаяся сквозь нашу галактику

Небольшую планету-странника – свободно путешествующий булыжник без звезды – можно было заметить только в течение тех 42 минут, пока она проходила перед одной из звёзд

Астрономы обнаружили планету-странника, лишённую своей звезды, и несущуюся сквозь нашу галактику. По подсчётам учёных её масса сравнима с массой Марса – и это самая маленькая из всех подобных планет, обнаруженных на сегодня. Наблюдать её можно было только косвенно – при помощи т.н. гравитационного микролинзирования, технологии, которую часто используют для поиска экзопланет.

Впервые о существовании планет без звёзд, свободно перемещающихся по галактике, сообщили по результатом польского оптического эксперимента по гравитационному линзированию (Optical Gravitational Lensing Experiment, OGLE) в 2011 году. Но недавно обнаруженная планета стала самой мелкой из найденных – измеримый сигнал, связанный с ней, продлился всего 42 минуты. Сообщение об открытии опубликовали в журнале Astrophysical Journal Letters.

“Это самое краткое микролинзирование из всех обнаруженных, и, следовательно, самая мелкая планета, найденная таким методом”, – сказал Пшемек Мруз, первый автор работы, постдок из Калифорнийского технологического института. “Это очень здорово, поскольку это ведь совсем небольшой камушек”.
(далее…)

Учёные планируют использовать линзы из тёмной материи для наблюдения за отдалёнными уголками Вселенной

Возможно, в галактических скоплениях существует гораздо больше линз из тёмной материи, искажающих и усиливающих свет расположенных за ними объектов, чем считалось ранее


Гравитационная линза

Одна из самых мучительных загадок науки – это тёмная материя, причудливая субстанция, отвечающая за 85% массы Вселенной. Тёмную материю сложно наблюдать, поскольку она не испускает свет, но это не значит, что она со светом вообще не взаимодействует.

Более того, гравитационные поля сгустков тёмной материи могут в изобилии обеспечить нам “эффективные линзы”, способные усиливать свет, идущий от отдалённых объектов – такой вывод сделан в исследовании, опубликованном в журнале Science в сентябре.

Эти линзы из тёмной материи, искажающие свет на манер космических кривых зеркал, могут помочь астрономам наблюдать удалённые объекты, расположенные, с нашей точки зрения, за этими линзами, и проверять фундаментальные теории, связанные со Вселенной.

Под руководством Массимо Менегетти, космолога из астрофизической и космологической обсерватории в Болонье, учёные решили оценить, сколько таких небольших линз из тёмной материи можно найти в галактических скоплениях – огромных структурах, которые могут состоять из тысяч гравитационно связанных между собой галактик.

“Изучать распределение материи в галактических скоплениях важно по многим причинам, – пояснил нам Менегетти. – Во-первых, мы можем проверить предсказания модели холодной тёмной материи. Это общепринятая модель тёмной материи, поскольку она очень точно воспроизводит несколько свойств Вселенной на крупных масштабах (гораздо больших, чем масштабы галактик и их скоплений)”.
(далее…)

Астрофизики предполагают, что сверхмассивные чёрные дыры могут быть червоточинами в пространстве

“Рассматриваемые нами чёрные дыры можно проходить насквозь, поэтому теоретически космический корабль мог бы пролететь сквозь них”, – сказал ведущий автор исследования

Масштабы нашей Вселенной невероятно огромны – и это очень неприятно, если вам хочется отправиться за пределы нашего крохотного участочка. Червоточины – гипотетические мостики между удалёнными точками в пространстве – предлагают потенциальную короткую дорогу в космосе, протягивающуюся на расстояния, непреодолимые иными методами.

Хотя существование червоточин предсказала ещё эйнштейновская общая теория относительности, их реальность только предстоит доказать на опыте. И теперь команда российских учёных под руководством Михаила Юрьевича Пиотровича, астрофизика из Пулковской обсерватории в Санкт-Петербурге, предложила новый способ поиска гипотетических туннелей: нужно рассмотреть возможность того, что некоторые из сверхмассивных чёрных дыр на самом деле представляют собой входы в червоточины.

Червоточины, расположенные в центрах чрезвычайно ярких галактик, могут “излучать в чётко определённом спектре”, что можно обнаружить при помощи наблюдений – так указано в новой работе команды, которая будет опубликована в журнале “Ежемесячные заметки Королевского астрономического общества”.

Обнаружение подобного излучения не только даст свидетельства существования червоточин, но и откроет совершенно новые возможности потенциального вида космических полётов – и даже путешествий во времени.

“Очень интересным и необычным следствием существования червоточин такого типа является тот факт, что они представляют собой естественные машины времени”, – указал Пиотрович в емейле.
(далее…)

В атмосфере Венеры обнаружили газ, который на Земле выделяют микробы

Учёные обнаружили в атмосфере Венеры нестабильный и неожиданный для них газ – на Земле его обычно выделяют некоторые микробы. Эта находка может оказаться признаком наличия жизни в облаках нашей ближайшей соседки – или свидетельством наличия странного, доселе неизвестного химического процесса, происходящего там.

Количество газа “сильно превышает те уровни, которые можно объяснить текущими методами его получения”, говорит Льюис Дартнел, астробиолог из Вестминстерского университета, не участвовавший в этом исследовании.

Исследователи обнаружили чёткий признак наличия газа фосфина в венерианской атмосфере в июне 2017 года используя наземный телескоп. Затем это наблюдение подтвердили в марте 2019 года при помощи другого подобного телескопа. Инструменты показали небольшое уменьшение света определённой длиной волны, которую поглощает только один это газ – так сообщила Джейн Гривз, астроном из Кардифского университета и её коллеги в журнале Nature Astronomy. Гривз говорит, что, судя по уровням поглощения, газ присутствует в количестве 20 частиц на миллиард на высотах более 53 км.
(далее…)

Учёные нашли на Луне ржавчину, которой там быть не должно

Для появления ржавчины нужны кислород, вода и подходящие условия – всего этого на Луне нет. Откуда же взялся недавно открытый оксид железа? Один из вариантов – с Земли

Несмотря на то, что наука считала это невозможным, учёные нашли ржавчину – продукт, появление которого требует кислорода, воды и условий, подходящих для окисления – на поверхности Луны, которая, как известно, бедна кислородом, не имеет жидкой воды и не даёт условий для окисления из-за своей восстановительной природы.

Учёные предположили, что кислород, требуемый для реакции, приводящей к появлению ржавчины, был принесён на полюса Луны ветрами с Земли. Их работа, подробно описывающая открытие, была опубликована в начале сентября в журнале Science Advances.

Ржавчина – это красно-коричневое вещество, продукт реакции атомов железа с кислородом и водой в процессе окислительной реакции, т.е., реакции с потерей электронов. Крайне тонкая атмосфера Луны не способна хранить много кислорода, а солнечный ветер постоянно бомбардирует её поверхность заряженными атомами водорода, что даёт восстановительные условия с приобретением электронов.

Так что если на Земле ржавчины полно, её наличие на Луне удивило исследователей.
(далее…)

Солнечная энергия по ночам: гигантские космические зеркала смогут перенаправлять солнечный свет на Землю даже после заката

Исследователи пытаются создать отражатели, способные перенаправлять солнечный свет на электростанции на поверхности планеты в любое время дня и ночи

Солнечные электростанции ночью бесполезны, хотя другая сторона планеты в это время освещена. Чтобы не терять эту возможность, команда инженеров из университета Глазго начала разработку проекта использования космических рефлекторов, способных перенаправлять солнечный свет на неосвещённые части планеты, что, возможно, позволит солнечным электростанциям продолжать работать и по ночам.

Инициатива под названием Solspace уже получила грант в размере €2,5 млн от Европейского исследовательского совета (ЕИС) на пятилетние исследования, посвящённые работе солнечных электростанций по ночам.

На первый взгляд, идея простая: большие и сверхлёгкие отражатели, находящиеся на орбите вокруг планеты, будут отражать солнечный свет на солнечные электростанции, находящиеся на Земле и работающие в штатном режиме. Отражатели увеличат выработку ЭЛ, в особенности на рассвете и на закате, когда выход энергии уменьшается из-за падения освещённости, а запрос на энергию вырастает.
(далее…)

Двигатели будущих космических кораблей, возможно, будут работать на синтезе с удержанием в кристаллической решётке

Исследователи из НАСА демонстрируют возможности проведения атомного синтеза в металлах при комнатной температуре


В атомных решётках этих образцов эрбия содержатся загнанные туда дейтроны

Синтеза ядер в термоядерных реакциях крайне тяжело достичь. Нужны огромная плотность вещества и давление, чтобы заставить элементы вроде водорода и гелия преодолеть естественное отталкивание. На Земле для экспериментов по синтезу обычно требуется массивное и дорогое оборудование.

Однако учёные из Гленновского исследовательского центра НАСА продемонстрировали метод запуска ядерного синтеза без строительства огромных стеллараторов или токамаков. Для этого им потребовалось всего лишь немного металла, немного водорода и ускоритель электронов.

Команда считает, что их новый метод, названный синтезом с удержанием в кристаллической решётке [lattice confinement fusion] потенциально может привести к созданию новых источников энергии для исследования глубокого космоса. Результаты исследования они опубликовали в двух работах в журнале Physical Review C.
(далее…)