Открытие, достойное Нобелевской премии

Астрономы обнаружили следы гравитационных волн в реликтовом излучении, подтвердив инфляционную модель Вселенной. По свидетельству ведущих ученых всего мира, это долгожданное открытие вскоре будет номинировано на Нобелевскую премию по физике.

Краткая история Большого Взрыва

©NASA

Вчера на объявленной заранее пресс-конференции, которая вызвала небывалый ажиотаж в научном мире, было сказано об открытии новых доказательств, поддерживающих инфляционную модель Вселенной.

Исследователи утверждают, что им удалось зарегистрировать небесный сигнал, возникший вследствие сверхбыстрого расширения Вселенной спустя доли секунды после Большого Взрыва.

Разумеется, результаты исследований должны быть перепроверены независимыми специалистами, но ученые с мировым именем, ознакомившиеся с представленными данными, не сомневаются в их аутентичности. Скорее всего, авторы этой работы совсем скоро будут номинированы на Нобелевскую премию по физике.

Результаты были получены американской группой исследователей, работающей над проектом BICEP2. Им удалось обработать данные радиотелескопа на Южном полюсе, непрерывно регистрирующего небесные сигналы.

^{Гравитационные волны в процессе инфляции Вселенной оставили специфические следы в поляризации реликтового излучения}

^©BICEP2

Ученые пытались найти определенные следы инфляции Вселенной − экспоненциального расширения космоса непосредственно после Большого Взрыва.

Инфляционная модель Вселенной предсказывает появление гигантских гравитационных волн непосредственно после рождения мира, которые должны оставить след в реликтовом микроволновом излучении, уже давно обнаруженном астрономами.

Именно такие следы, т.е. поляризация магнитной моды (В-моды) излучения, и были обнаружены исследователями в процессе эксперимента BICEP2. Только гравитационные волны, возникшие в результате инфляционной фазы расширения Вселенной, могли оставить подобную метку в реликтовом излучении.

Гравитационные волны были предсказаны Альбертом Эйнштейном еще 100 лет назад в его знаменитой общей теории относительности (ОТО). Таким образом, попутно удалось получить еще одно убедительное доказательство ОТО.

Перед нами открываются небывалые перспективы в совершенно новой области физики, которая будет изучать явления, происходившие непосредственно после Большого Взрыва.

− Профессор Джон Ковач, глава группы BICEP2

Самое удивительное, что обнаруженные следы в сигнале оказались намного сильнее, чем на это рассчитывали ученые. Это позволяет автоматически исключить целый ряд теорий в инфляционной модели Вселенной.

^{Один из авторов открытия, Чао-Лин Куо, пришел в гости к советско-американскому физику Андрею Линде, чтобы рассказать об экспериментальном подтверждении хаотической теории инфляции, разработанной им в 1982 году}

^{©YouTube/ StanfordUniversity

источник}

Ученые открыли карликовую галактику Leo P - космическую капсулу времени

Астрофизики Университета Миннесоты Эван Скиллман (Evan Skillman) и Кристе МакКуинн (Kristen McQuinn) с помощью одного из самых мощных телескопов Земли обнаружили «на задворках» Млечного Пути бесценные останки Большого Взрыва - Leo P, крошечную галактику в Созвездии Льва. В этой галактике относительно небольшое количество звезд, однако при этом – большие облака водорода и гелия. Соотношение элементов в этих облаках представляет большой интерес для ученых, - они считают, что это – зеркальное отображение условий, которые были в первые мгновения после Большого Взрыва.

Наблюдая за Leo P с помощью телескопа LBT (Large Binocular Telescope /Большого бинокулярного телескопа), Скиллман и МакКуинн исследовали размер галактики и ее химический состав; результаты опубликованы в журнале Astronomical Journal.

Теория Большого Взрыва описывает, как в молодой Вселенной формировались первые атомы водорода, и в реакции слияния ядер образовывали атомы гелия. Однако охлаждение Вселенной очень быстро прервало эти процессы.

"Период, когда температура Вселенной была подходящей для того, чтобы ядра водорода сливались и образовывали гелий, был очень коротким. Если мы сможем измерить количество гелия после этого периода и оно совпадет с нашими расчетами, можно будет сделать вывод, что теория верна", - говорит МакКуинн.

Начальный «бассейн» водорода и гелия был загрязнен через миллионы лет после Большого Взрыва, когда появились звезды и начали сжигать водород и гелий, образуя более тяжелые элементы. Однако небольшие галактики, такие, как Leo P - малопродуктивны в плане образования новых звезд, и поэтому их можно считать минимально загрязненными более тяжелыми элементами. Они встречаются редко и являются идеальными моделями начального «бассейна» водорода/гелия.

МакКуинн, Скиллман и их коллеги обнаружили, что в Leo P на один атом гелия приходится около 12 атомов водорода. Это совпадает с расчетами.

Leo P – карликовая галактика, длина ее продольной оси всего 3900 световых лет – около 4 процентов от диаметра Млечного Пути. Если бы размер Млечного Пути был примерно с волейбольный мяч, Leo P в сравнении с ним была бы как горошина. Неудивительно, что ученые так долго не имели понятия о ее существовании, - ведь ее размер так мал, а количество звезд – ничтожно.

Согласно результатам исследования, расстояние до Leo P – 5,7 миллионов световых лет, - в три раза больше, чем расстояние до нашей ближайшей «соседки» - галактики Андромеда. Андромеда находится к югу от нашей галактики, а Leo P, и другие звезды в этом созвездии – с северной стороны Млечного Пути.

Вскоре будут доступны снимки галактики лучшего качества, так как сейчас Скиллман, МакКуинн и их коллеги изучают ее с помощью космического телескопа Hubble (Хаббл).

Первичные чёрные дыры предложено отслеживать по реликтовому излучению

Кажется, нет ничего дальше от реальности, чем попытки обнести чёрную дыру зеркальной стеной. Но именно такая ситуация, судя по всему, могла и впрямь сложиться вокруг чёрных дыр в самом начале истории Вселенной.

В 1974 году физики-теоретики Уильям Пресс (William Press) и Саул Тукольски (Saul Teukolsky) выдвинули идею: если чёрная дыра (ЧД) вращается с достаточной быстротой, свет в меру большой длины волны, проходящий поблизости от неё, будет рассеян дырой, а не поглощён. Далее ЧД можно окружить чем-то вроде зеркала, от которого эти световые волны будет отражаться, а затем рассеиваться дырой ещё раз, потом отражаться, и так далее — как в обычном лазере, усиливаясь за счёт энергии вращения чёрной дыры. Поскольку такая энергия довольно велика, единожды убрав зеркало на одном из направлений, можно получить очень мощный импульс.

Вам кажется, что попытки окружить ЧД зеркальной стеной — это нечто невообразимое? Между тем, по мнению Абрахама Лёба (Abraham Loeb) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (США), именно такая ситуация могла сложиться вокруг чёрных дыр в начале времён.

Чёрнодырная бомба? (Иллюстрация Stuart Daly.)

Его концепция касается так называемых первичных (или изначальных) чёрных дыр — объектов третьего класса, не являющихся ни ЧД звёздных масс, ни сверхмассивными. Подобные ЧД должны были образовываться в ранней Вселенной в местах, где плотность материи была слишком высокой, без таких процессов, как коллапс звезды. То есть схлопываться в первичные ЧД должны были особо насыщенные газом области юной Вселенной, устраивая что-то вроде «Большого взрыва наоборот», только в ограниченном регионе пространства...

Если эти первичные ЧД — пространственно микроскопические и пока не обнаруженные наблюдениями, — и существовали, то основная их масса должна быть невелика — от самых лёгких, по массе меньших, чем Луна, до тех, что чуть побольше (вплоть до габаритов холодильника) и имеют массу Юпитера.

Собственно говоря, вы уже поняли, куда гнёт американский исследователь. А что если, спрашивает он, такие первичные ЧД и есть реальные явления, стоящие за словосочетанием «тёмная материя»? Чтобы объяснить наблюдаемую Вселенную корректно, такая масса должна быть примерно в 5,5 раза больше, чем у всей обычной барионной материи, такой как звёзды, газ, пыль и прочее. Следовательно, физики, ныне ищущие вимпы и иные частицы-кандидаты на роль тёмной материи (ТМ), согласно Абрахаму Лёбу, лезут не на то дерево. «Субатомные частицы предсказываются спекулятивными теориями физики частиц, в то время как ЧД определённо существуют и могут иметь разные массы, — говорит учёный. — Это не такой уж большой шаг вперёд — представить, что они могут отвечать и за ТМ».

Однако первичные ЧД должны порождать видимые астрономам события микролинзирования, скажете вы, а таких пока не слишком много. Опять же первичные ЧД должны испаряться гораздо быстрее более массивных современных, и в конце жизни они могут дать довольно сильную вспышку в гамма-диапазоне. Где же они? Тут и вступает в игру первый тезис г-на Лёба: в ранней Вселенной коллапс обычного вещества вряд ли был настолько симметричным, чтобы породить ЧД, которая не являлась бы вращающейся. А значит, стоит лишь окружить её зеркалом — и смертный час такой дыры будет выглядеть вовсе не так, как ожидали астрономы: вместо умеренной силы гамма-вспышки случится что-то вроде мощного взрыва, при этом ещё и направленного.

Да, но откуда в космосе брались зеркала, чтобы окружать ими первичные ЧД? Вернёмся к Большому взрыву, предлагает Абрахам Лёб. На каждые 10 млрд фотонов приходилась одна частица материи других типов — и там было довольно много электронов. Пока их частота выше частоты всех фотонов, которые электроны встретят на своём пути, плазма, содержащая электроны, будет отражать все фотоны, работая как зеркало, причём окружающее первичные ЧД со всех сторон.

Частота колебаний электронов зависит от их плотности в пространстве, и по мере расширения Вселенной неизбежно наступил бы момент, когда частота упала бы ниже критического уровня, нужного, чтобы удержать фотоны, — и вот вы уже наблюдаете чёрнодырную бомбу в действии.

Очевидно, если такие явления существуют, то их в принципе можно найти в окружающем космосе, даже несмотря на то, что момент падения частоты электронов может наступить в далёком прошлом Вселенной. Например, окрестности первичной ЧД после «выключения зеркала» должны прилично нагреться при взрыве, и всё это породит большие отклонения в спектре реликтового излучения, имеющего температуру 2,7 К и идущего к земному наблюдателю со всех сторон.

Один из физических нобелиатов-2006 Джон Мазер (John C. Mather), , «у меня нет ни малейших идей о том, почему нечто подобное до сих пор никому не приходило в голову». Мол, «это довольно интересно».
замечает
Г-н Лёб и Ко уже провели быстрый первичный анализ реликтового излучения, надеясь выявить подобные отклонения от ожидаемой картины. Увы, действительно большие первичные ЧД таким образом выявить не удалось, и верхние ограничения по массе ещё существующих на сегодня первичных ЧД должны равняться 1% от ожидаемой массы тёмной материи.

Рано или поздно первичные ЧД должны были выдать сильную вспышку по типу лазерной. (Илл. Shutterstock.)

Более того, даже если таких следов первичных ЧД по отклонениям реликтового излучения не удастся обнаружить вообще, сам механизм превращения вращающейся ЧД в эдакую бомбу, испускающую сверхмощное излучение, стоит держать в памяти. В самом деле: физики далеко не уверены, что знают все частицы окружающего мира. И при определённых условиях некие пока неведомые частицы, по свойствами близкие к фотонам, могут создать подобный эффект сверхмощной вспышки на базе достоверно существующих современных нам вращающихся чёрных дыр, среди которых есть и сверхмассивные.

Ну а если наблюдения всё же выявят аномальные отклонения, связанные с первичными ЧД, или, напротив, покажут их отсутствие, это станет совершенно новым методом проверки существования первичных чёрных дыр в ранней Вселенной, чего ранее предложенными методами сделать было почти невозможно.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Physical Review D, а его препринт доступен здесь.

Подготовлено по материалам NewScientist. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.

Галактики начали группироваться очень рано

Международная группа астрономов, применив новый способ комбинации данных различных космических телескопов, открыла четыре древнейших из известных скоплений галактик.

Четыре скопления, существовавших уже через 3,7 млрд лет после Большого взрыва, каждое из которых может содержать тысячи галактик, было обнаружено учёными во главе с Дэвидом Клементсом (David Clements) из Имперского колледжа Лондона (Великобритания). Сами астрономы считают более важным делом методику, позволившую открытию осуществиться. Взяв её на вооружение, они надеются отыскать ещё тысячи подобных образований.

Телескоп «Гершель» в представлении художника (иллюстрация ESA / AOES Medialab / NASA / ESA / STScI).

Хотя древнейшие из вновь открытых галактик мы видим уже менее чем через миллиард лет после Большого взрыва, с их скоплениями дело обстоит куда сложнее: их непросто обнаружить даже тогда, когда они уже достигли значительных размеров. Оттого до сих пор самые возрастные известные скопления датировались моментом, лишь на 9 млрд лет предшествовавшим нынешнему. Четыре «свежих» скопления на миллиард лет древнее, и самое главное — наконец-то нащупан метод, который позволит искать их в ещё более удалённых и старых регионах пространства.

Чтобы добиться этого, астрономы комбинировали данные космической обсерватории «Планк», наблюдавшей всё небо сразу, и космического же телескопа «Гершель», пристально вглядывавшегося в отдельные сектора небесной тверди. «Планк» позволяет выявить многообещающие в смысле дальнего ИК-излучения точки сразу во многих местах, и всего таких локаций оказалось 16, причём многие из них расположены ближе и являлись уже известными галактиками. А вот четыре из них при тщательном осмотре «Гершелем» показали принципиально иную природу: они состояли из множества слабых далёких источников, как это и характерно для удалённых галактических кластеров.

По оценкам учёных, отдельными частями этих скоплений являются растущие эллиптические галактики, исключительно быстро образующие звёзды — с темпами наработки новых светил, превышающими тысячу солнечных масс в год.

Три изображения (цвета искусственные), полученные «Гершелем». Голубые, зелёные и красные пятна представляют ИК-излучение на длинах волн в 250, 350 и 500 мкм соответственно. (Иллюстрация D. Clements / ESA / NASA.)

Особо подчёркивается, что в снимках «Планка» есть множество районов, из которых исходит усиленное дальнее ИК-излучение, и это позволяет надеяться на открытие ещё до 2 тыс. скоплений после их первичного отбора из данных «Планка» и последующей углублённой проверки «Гершелем».

Отчёт об исследовании вскоре будет опубликован в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Королевского астрономического общества.
Александр Березин

Оригинал взят у

scinquisitor в Теплый Эдем ранней вселенной

“Life finds a way” – Ian Malcolm, Jurassic Park

Недавно в журнал Astrobiology была подана статья Авраама Лоэба “Пригодная для жизни эпоха в ранней вселенной”, в которой высказана удивительная идея о возможности существования жидкой воды (и жизни?) в очень молодой вселенной. Согласно статье в начале существования вселенной космос был теплый и планеты с жидкой водой могли существовать уже 13.7 миллиардов лет назад, а точнее, примерно через 15 миллионов лет после большого взрыва.

Лично у меня в воображении сразу возникает чрезвычайно поэтичный образ раннего космоса. Представим себе молодую вселенную, которой всего 16 миллионов лет. Плотность материи в тысячи раз превышает современную. Кругом зарождаются и испепеляются маленькие оазисы жизни, теплые планеты с жидкой водой, а нескончаемые космические столкновения и возникающие потоки метеоритов разносят семена этой жизни с планеты на планету из звездной системы в звездную систему. Нет, на большинстве планет жизнь никогда не появлялась, на многих зачатки жизни были уничтожены катастрофами планетарных масштабов, но что-то выживает, что-то борется за свое существование, размножаясь и покоряя космическое пространство под давлением естественного отбора. Ведь у зарождающейся жизни есть лишь маленькое окно всего в несколько миллионов лет, чтобы сформироваться, окрепнуть и расселиться по галактике, перед тем как реликтовое излучение остынет, а тепло сохранят лишь те планеты, что будут вблизи звезд. Увы, у нас пока нет веских доводов считать, что жизнь на самом деле существовала в ту теплую эпоху, но мне кажется, что эта идея захватывающе красива.

( Read more... )

«Самые точные» данные о молодой Вселенной будут пересмотрены

Новый анализ данных молодой Вселенной показывает, что первоначальные открытия больше соответствуют стандартной космологической картине, чем думали изначально.

В прошлом марте команда ученых миссии Planck предоставила новую карту космического фонового реликтового излучения, - радиации, оставшейся после Большого Взрыва. Точные данные астрономического спутника позволили создать небесную карту с самым высоким разрешением на сегодняшний день. При этом обнаружилась более высокая плотность распределения материи и более низкое значение постоянной Хаббла, которая измеряет уровень расширения Вселенной, чем во всех прежних исследованиях, которые проводились в космосе и с Земли. Несмотря на то, что эти различия были небольшими, ученый David Spergel (Дэвид Спергель) из Университета Принстона, был заинтригован. “Планк настолько точен, что даже небольшие отклонения становятся интересными”, - отмечает он. Начальные открытия, по его словам, позволяли выдвинуть три гипотезы: или стандартная космологическая модель должна быть модифицирована, или все остальные результаты исследований были неверны, или же в данных, полученных Planck, присутствовала какая-то постоянная ошибка.

Новый анализ данных Planck показывает, что проблема состоит в том, что небесная карта Planck была создана на основании данных, полученных на частоте 217 гигагерц. Когда эти данные убрали из карт и составили их, полагаясь на более низкие частоты - 100 и 143 GHz, результаты совпали со всеми остальными астрофизическими исследованиями.

Ученые-исследователи данных Planck признают, что, возможно, имела место системная ошибка; теперь они собираются провести повторный анализ данных.

Радужная гравитация отменила Большой взрыв

Физики показали, что в рамках так называемой радужной гравитации отсутствует Большой взрыв — отличительная особенность современных космологических моделей. Статья ученых появилась в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, а ее краткое изложение приводит Scientific American.

В рамках новой работы ученые предложили сразу два сценария рождения и развития Вселенной. Согласно одному из них, если «отматывать» время назад, то Вселенная будет сжиматься, однако, чем дальше, тем медленнее. Согласно другому сценарию, Вселенная сжимается до определенной плотности и приходит в равновесие.

Сингулярности с бесконечной плотностью, как в случае с Большим взрывом, ни в одном из сценариев при этом не возникает.

Радужная гравитация возникла порядка 10 лет назад в качестве одного из кандидатов на роль теории всего — физической теории, объединяющей теорию относительности и квантовую механику. Главным отличием этой теории от остальных является то, что она связывает траекторию движения света с энергией фотонов (и следовательно их положением в спектре — отсюда и название «радужная»).

По словам ученых, эту теорию можно проверить, наблюдая за удаленными гамма-всплесками.

Чувствительности существующих приборов для регистрации нужных особенностей пока недостаточно. Таким образом, у теории нет экспериментальных подтверждений и в ближайшее время их получить не удастся.

Большой взрыв — принятая на настоящий момент космологическая модель, согласно которой в начальный момент времени Вселенная находилась в сингулярном состоянии. Необходимость сингулярности для моделей, основанных на теории относительности, была доказана в 60-х годах Стивеном Хокингом и Роджером Пенроузом.

http://iopscience.iop.org/1475-7516/2013/10/052;jsessionid=D41F71633D06AA95AD5B97D2B6D93C67.c2
http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=rainbow-gravity-universe-beginning

Реликтовое излучение могло сделать обитаемой любую планету ранней Вселенной

Первые планеты, пригодные для жизни, могли возникнуть всего через 15 млн лет после Большого взрыва. Причём в массовом порядке, и климат на них мог быть значительно стабильнее земного.

Абрахам Лёб (Abraham Loeb) из Гарвардского университета (США) однажды задумался: а когда вообще могла возникнуть жизнь во Вселенной? И каковы были условия для её существования, так сказать, в первую эпоху?

И вот что он надумал. В стандартной ΛCDM-космологии первые звездообразующие гало внутри нашего объёма Хаббла могли начать формироваться лишь через 15 млн лет после Большого взрыва. В ту пору средняя плотность материи в миллион раз превосходила сегодняшнюю, а температура реликтового изучения была равна 273–300 K (0–30 °C). Как справедливо замечает учёный, это значит, что при наличии в тот период каких бы то ни было твёрдых планет жидкая вода на их поверхности могла существовать вне зависимости от степени их удаления от своего солнца.

Планетные системы с жидкой водой всего через 15 млн лет после Большого взрыва? Да, не каждый день теоретики высказывают столь девиантные гипотезы. (Иллюстрация University of Hertfordshire.)

Транслируя его тезисы в более современные примеры, сообщим следующее: с такой температурой реликтового излучения в нынешних условиях океаны плескались бы и на спутнике Урана Тритоне, и даже на карликовых планетах вроде Плутона и более далёких от Солнца. Да хоть в облаке Оорта, если там есть тела с гравитацией, которой хватит для удержания гидросферы!

Иными словами, для красных смещений в диапазоне 100 < (1 + z) < 110 при наличии планет с водой условия для возникновения жизни были несравнимо лучше, чем сегодня в любой планетной системе.

Но чтобы образовались твёрдые планеты с водой, нужно иметь некоторое количество тяжёлых элементов, коих в первые 15 млн лет жизни Вселенной просто не было. Откуда взялась вода для того же кислорода?

Г-н Лёб и сам задаётся этим вопросом. Но отвечает на него очень необычно. Исходя из того, что первоначальные параметры материи Вселенной и её распределение в пространстве были идеально гауссовыми, он показывает, что первые звёзды могли породить первые планеты в районе красного смещения z = 78, а никак не 100 и тем более не 110, то есть много позже 15 млн лет от начала времён.

Но есть деталь: по сути, первичные гало, в которых образовывались первые звёзды, должны быть распределены чертовски негауссово, совсем неравномерно, и любые отклонения от равномерной плотности (а исследователь оценивает их до 8,5σ) на момент возникновения таких гало должны были резко увеличить вероятность формирования планет в той весьма ранней Вселенной. Насколько резко?

Увы, точные временные границы образования первых твёрдых планет из современных данных не вытекают. Тем не менее в теории уже для красных смещений (1 + z) = 100 – 110, относящихся к первому–второму десятку миллионов лет после Большого взрыва, они могли привести к формированию как массивных звёзд, так и планет, содержащих наработанные ими тяжёлые элементы и даже обладающих запасами воды. С учётом нагрева реликтовым излучением, уверен автор, вода должна была быть жидкой.

Сразу подчеркнём: эти выводы предельно далеко отстоят от принятых сегодня взглядов, согласно которым 15 млн лет после «возникновения» Вселенной был, извините, «бардак», и до жизни тогда было так же далеко, как КНДР до колонизации Альфы Центавра. Несомненно, каждый вывод, сделанный известным астрофизиком, вызовет шквал критики, и мы вряд ли найдём желающих согласиться с ним вполне. И всё-таки обратить внимание на его тезисы стоит. Уже с десяток лет на наших глазах происходит постоянное «отталкивание» хронологической границы возникновения первых галактик всё дальше и дальше вглубь вселенской истории. В итоге самые древние из известных объектов такого рода уже моложе конца эпохи реионизации! Более того, даже самые ранние из известных галактик так богаты тяжёлыми элементами, что, несомненно, им предшествовало не одно поколение звёзд и их химическая эволюция уже через 700 млн лет после Большого взрыва была очень долгой и сложной. Таким образом, полностью исключить вариант г-на Лёба как неправдоподобный пока не получится.

Хорошо, предположим, экстраординарные суждения о пригодных для жизни планетных системах через 15 млн лет не только плод буйной фантазии блестящего теоретика. Но что из этого следует?

Абрахам Лёб — интересный человек. Для него из этого следует только одно: «Возможность того, что химия жизни возникла в нашей Вселенной всего лишь через 15 млн лет после Большого взрыва, служит доводом против объяснения значения космологической постоянной с помощью антропного принципа».

Коротко о постоянной и принципе: физики не знают, почему значение космологической постоянной столь мало, но при этом не равно нулю. Однако хорошо понимают, что, окажись оно другим, нас — живых существ — не было бы вовсе.

Поэтому в 1980-х было предложено так называемое антропное объяснение малого значения космологической постоянной. В несколько огрублённой форме это вот что: мы видим её такой, потому что если бы она была иной, то видеть её было бы некому. Не всех это устраивает. Можно ведь сказать, что вы видите себя в зеркале потому, что если бы вас не было, то вы не могли бы себя в нём видеть. Но что это даёт? Так ведь что угодно можно «объяснить», по сути ничего особенно не объясняя... Среди таких нелюбителей антропного принципа и г-н Лёб, а отсюда и его космопалеонтологические поиски жизни в периоде, отстоящем от нас на 13,7 млрд лет.

HIP 11952, самый древний из подтверждённых носителей планетарной системы, имеет возраст около 13 млрд лет и находится всего в 375 световых годах от нас. Если г-н Лёеб прав, то почему жизнь из таких систем ещё не заселила всю Вселенную? (Иллюстрация Timotheos Samartzidis.)

На самом деле одним ударом по изначально не вполне убедительному антропному принципу дело не ограничивается. Вывод Абрахама Лёба в случае его соответствия реальности означает, что развитие жизни могло начаться не просто рано, а рано необычайно, и в совсем иных условиях. Следовательно, углубляются и парадокс Ферми, и загадка «великого фильтра» — процесса, то ли существующего, то ли нет, который ведёт к гибели разумных цивилизаций.

Дело в том, что если жизнь могла возникать буквально на каждой планете ранней Вселенной, то первые планетарные системы должны быть наполнены ею «до упора» — ибо по меньшей мере часть подобных планет сохранила потенциальную жизнепригодность на очень долгое время. А с учётом последних данных, касающихся возможности переноса живых организмов и их спор метеоритно-астероидным путём, даже после падения температуры реликтового излучения соответствующие первоорганизмы могли колонизировать другие планетные тела ещё до гибели своих первичных биосфер, благо расстояния между планетарными системами в ту пору были в огромное количество раз меньше, чем сегодня. Следовательно, вероятность возникновения жизни и на планетах в зоне обитаемости вокруг стабильных звёзд (вроде HIP 11952) должна быть намного выше, чем сегодня.

Отчёт об исследовании будет опубликован в журнале Astrobiology, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Александр Березин

Ученые нашли недостающий элемент, который помог создать модели эволюции галактик

Впервые астрономам удалось создать точную симуляцию эволюции галактик, начиная с момента Большого Взрыва, и заканчивая сегодняшним днем, включив в модели влияние, которое звезды оказывают на галактики, в которых находятся.

Несколько десятков лет астрономы пытались проследить и симулировать эволюцию галактик, смешивая в своих моделях основные физические ингредиенты: гравитацию, газовый состав и эволюцию Вселенной.

Многолетние симуляции показывали, что газ быстро охлаждается и падает в центр галактики. В конечном счете, весь этот газ идет на формирование звезд. Однако наблюдения показывают, что только «10 процентов газа во Вселенной на самом деле используется для формирования звезды. А в очень маленьких, или наоборот, очень больших галактиках эта цифра падает до 1 процента», - говорит астроном Калифорнийского Технологического Института, профессор Филип (Philip Hopkins).

В моделях галактик получалось слишком много звезд и в результате эти галактики весили больше, чем те, которые на самом деле существуют во Вселенной. Все просто: все теории упускали еще одну составляющую: обратная реакция звезд.

Для этого астрономы должны были увидеть, как звезды помогают формировать эволюцию галактик, в которых они находятся. И они обнаружили, что звезды существенно влияют на свое окружение.

Обратная реакция звезд и была тем самым критическим компонентом, который не учитывался или недостаточно учитывался при симулировании эволюции галактик: в моделях ученых галактики в результате всегда весили намного больше, чем в реальности. Вместо того, чтобы искать недостающий компонент, ученые пытались «подогнать» модели под определенные параметры. Они просто-напросто избавлялись от газа, пока их результаты не совпадали с желаемыми, добавляя, например, ветры.

В начале своего жизненного цикла температура звезд очень высока, и они выбрасывают в космическое пространство большое количество излучения. Это излучение нагревает и толкает близлежащий межзвездный газ. Позднее звездные ветры – частицы, которые потоками уходят с поверхности звезд, – так же отталкивают газ, предотвращая формирование звезд поблизости. В конце концов, взрывы сверхновых разгоняют газ до скорости звука, и он уходит, не участвуя в формировании новых звезд в галактике.

Теория Большого Взрыва получила веское доказательство

Астрономы лишили противников теории Большого Взрыва единственного весомого аргумента – звездного лития.

Международная группа ученых вооружилась самым мощным телескопом на Земле и обнаружила веское подтверждение тому, что наша Вселенная действительно роилась во время Большого взрыва. Это может положить конец спору, который длится двух десятилетий. Открытие опубликовано в международном издании Astronomy & Astrophysics за 6 июня.

1344536211_foto1563

Одним из наиболее важных проблем в физике и астрономии было «неправильное» количество изотопов лития в старых звездах в нашей галактике. В настоящее время астрономы наблюдают в около 200 раз больше лития-6 и в 3-5 раз меньше литий-7, чем могли породить процессы, происходившие во время Большого Взрыва. Это серьезная проблема для понимания ранней Вселенной, и она породила множество экзотических теорий, которые пытаются объяснить данное несоответствие. Само собой, что при этом и сама теория Большого Взрыва часто подвергается сомнению.

Группа ученых во главе с Карин Линд из Кембриджского университета, провела тщательные наблюдения древних звезд с помощью 10-метрового телескопа Keck. Анализ наблюдений, сделанный с помощью самых современных моделей атмосфер зхвезд, показал, что на самом деле нет никаких расхождений между теорией Большого Взрыва и наблюдаемым количеством лития-6 и лития-7. Используя более сложную физику, объясняющую ядерные реакции зарождения Вселенной, и мощный суперкомпьютер, ученым удалось избавиться от ошибок в вычислениях, которые давали ложные сигнатуры лития-6 и лития-7.

Ранее проблема была в том, что провести высокоточные измерения количества изотопов в старых звездах было практически невозможно. Так, сигнатура лития-6 очень слаба и легко теряется на фоне других сигналов. Необходимая точность измерения может быть получена только с помощью крупнейших телескопов, таких как Keck, расположенный на вершине горы Мауна-Кеа, Гавайи. Он оснащен мощнейшим спектрометром HiRes, способным детально изучить спектр звезд, выделяя даже самые слабые сигнатуры, такие как у лития-6.

Но даже с телескопом Keck на наблюдение каждой звезды понадобилось несколько часов, чтобы собрать достаточное количество фотонов для детального анализа. Кроме того, пришлось провести сложное моделирование самых различных процессов, которые происходят в старых звездах. Например звезды с дефицитом металлов могут имитировать присутствие лития-6. Данные пришлось анализировать с использованием сложных моделей атмосфер, включающие вычисления, которые обрабатывали несколько недель на суперкомпьютере.

Надо отметить, что все эти сложности придутся по вкусу оппонентам теории Большого Взрыва, ведь чем сложнее эксперимент, тем легче объявить его ошибочным.

Фантастически красивый и сильный видеоролик об истории вселенной за полторы минуты. ~~( Хотел оставить на выходные, но не удержался :-)~~
Смотреть со звуком.

Еще по теме:

Захватить астериод
Все тайны космоса. ч.4
Любопытство
Стивен Хокинг и теория всего. Часть вторая

Все самое интересное о космос здесь - ru_deep_space

donmigel_62