Текущее время: 14 авг 2020, 05:01




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 82 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5, 6
 Вселенная 
Автор Сообщение
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Вселенная
Черная дыра правит Млечным путем

Астрофизики из разных стран мира съехались в Германию, чтобы обсудить научные данные о сложном взаимном воздействии массивной черной дыры и плотного звездного скопления в центре нашей галактики.

Небольшой баварский городок Гархинг к югу от Мюнхена широко известен среди ученых, особенно физиков: помимо нескольких факультетов обоих мюнхенских университетов, здесь расположены два исследовательских атомных реактора и целый ряд институтов Общества имени Макса Планка, включая институт астрофизики, институт внеземной физики, институт физики плазмы и институт квантовой оптики. Здесь же находится и Европейская южная обсерватория. Поэтому нет ничего удивительного в том, что международный симпозиум астрофизиков, изучающих черные дыры и прочие объекты в центрах галактик, прошел в конце июня именно в Гархинге.

Не только черная дыра, но еще и звездное скопление

Особое внимание экспертов вызывает, что вполне понятно, наша собственная галактика - Млечный путь. "Мы знаем, что в центре Млечного пути расположена массивная черная дыра, - говорит Райнер Шёдель (Rainer Schödel), немецкий ученый, работающий сегодня в Андалузском институте астрофизики в Испании, в провинции Гранада. - Массивная в данном случае означает, что ее масса в 4 миллиона раз превосходит массу Солнца. О черной дыре в последние годы много говорилось, а вот о том, что вокруг нее имеется крупное звездное скопление, известно гораздо меньше. Существует множество разновидностей звездных скоплений, но это является одним из самых плотных и массивных во Вселенной: здесь в пространстве объемом с десяток кубических световых лет сконцентрировано до десяти миллионов звезд".

Для сравнения можно указать, что в пространстве такого же объема вокруг нашего Солнца, находящегося, как известно, ближе к окраине галактики, чем к ее ядру, наберется не более чем с десяток звезд. Однако звездное скопление в центре Млечного пути отличается от других звездных скоплений не только массой и плотностью, но, похоже, и происхождением.

Космический бильярд в действии

Есть серьезные основания полагать, что оно состоит из звезд, газопылевых облаков и прочих объектов, постепенно, на протяжении миллиардов лет, затянутых силами гравитации в центр галактики, но находящихся пока на слишком большом удалении от черной дыры, чтобы быть ею проглоченными. "Когда мы говорим о звездном скоплении в общепринятом в астрономии значении, то имеем в виду некую совокупность звезд, образовавшихся из газопылевого облака в какое-то определенное время, то есть все звезды в звездном скоплении имеют один и тот же возраст, - поясняет Райнер Шёдель. - Однако в звездном скоплении в центре Млечного пути есть как очень старые звезды, сформировавшиеся миллиарды лет назад, так и совсем молодые, возраст которых насчитывает лишь несколько миллионов лет. Иными словами, речь идет о тысячекратной разнице в возрасте. Скорее всего, процесс образования новых звезд в центре нашей галактики продолжается и сегодня".

Среди звезд звездного скопления в центре Млечного пути есть и такие, что находятся - по космическим меркам - совсем рядом с черной дырой. Однако образоваться здесь они не могли, поскольку мощное гравитационное воздействие черной дыры не позволило бы сформироваться газопылевому сгустку, который затем трансформировался бы в звезду. "Мы полагаем, что эти звезды образовались на большем расстоянии от черной дыры, то есть в несколько световых годах от нее, - говорит Райнер Шёдель. - А затем они оказались вблизи черной дыры вследствие процессов, которые, очень грубо упрощая, можно назвать космическим бильярдом. Ну, скажем, если двойная звезда окажется рядом с черной дырой, то может случиться так, что одна звезда из этой пары так и останется на орбите вокруг черной дыры, а другая с огромной скоростью будет выброшена за пределы галактики".

Солнце - слишком тусклая звезда

Таким образом, черная дыра в центре Млечного пути одни звезды захватывает в плен, а другие катапультирует в бездны космоса. Как именно функционируют эти механизмы, управляющие процессами внутри звездного скопления, ученым пока неясно. Неясно и то, почему черная дыра поглощает очередную звезду так редко - лишь примерно 1 раз в 10 тысяч лет. Исследователей также интересует, как массивная черная дыра и звездное скопление вокруг нее в центре нашей галактики влияют на процессы, происходящие на ее окраинах, в том числе в Солнечной системе.

Однако получить ответы на все эти вопросы в ближайшие годы едва ли удастся, - говорит Райнер Шёдель: "Еще одна трудность связана с тем, что звездное скопление содержит слишком много звезд. Столь высокая плотность светил лишает нас возможности наблюдать слабые звезды. Скажем, нам пока не удалось зарегистрировать в центре Млечного пути звезд, подобных нашему Солнцу. Но, скорее всего, не потому, что их там нет, а потому, что по соседству находится много значительно более ярких звезд. Нам нужны новые телескопы с более высоким разрешением. Поэтому мы возлагает немало надежд на Чрезвычайно большой телескоп (Extremely Large Telescope) с зеркалом диаметром в 42 метра, который Европейская южная обсерватория собирается строить в Чили. Так называемый "первый свет" этот уникальный инструмент должен увидеть в 2018 году".

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман

http://www.dw-world.de/dw/article/0,,5765484,00.html


08 июл 2010, 18:34
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Вселенная
Мир из дыры: Генеалогия вселенных

Небольшое замечание о природе гравитации приводит к следствиям космического масштаба – к выводам о рождении новых миров из черных дыр и о «наследовании» времени молодыми вселенными.

Для любителей научной фантастики мысль о том, что новые вселенные могут рождаться внутри черных дыр, и о том, что наш собственный мир – порождение черной дыры, не нова. Однако достойного математического описания эта идея до сих пор не имела. Пока за дело не взялся молодой и отчаянный физик-теоретик Никодем Поплавски (Nikodem Poplawski). Он уже фигурировал на наших страницах, в рассказе о не менее интересной работе на примерно ту же тему («Мир в дыре»).

Так вот, по мнению Поплавски, гипотеза о том, что черные дыры являются прародительницами новых миров естественно вытекает из слегка скорректированного представления о природе пространства-времени. Он отмечает, что в традиционных уравнениях Общей Теории Относительности не принимаются во внимание свойства частиц, обладающих полуцелым спином. Зато они учитываются одной из альтернативных теорий гравитации, Теорией Эйнштейна-Картана.

В ее рамках описано, что частицы с полуцелым спином должны взаимодействовать, создавая слабую отталкивающую силу. В обычных обстоятельствах она слишком мала, чтобы оказывать серьезное влияние. Но в случаях, когда плотность материи достигает колоссальных величин, выше, чем у атомного ядра, это отталкивание становится значимым. В этом случае, считает Поплавски, оно должно препятствовать образованию в центре черной дыры сингулярности, гипотетической точке, где пространственно-временной континуум вытягивается в бесконечность. Это, вроде бы, частное замечание имеет далеко идущие последствия.

Во-первых, стоит вспомнить, что текущие размеры Вселенной куда больше, чем то, чего она могла бы достичь, расширяясь теми же темпами, за время своего существования. Этот парадокс обычно разрешается введением понятия инфляции, ускоренного (быстрее даже скорости света) расширения Вселенной на ранних этапах ее существования. Инфляционная модель наиболее общепринята, но выглядит она не слишком изящно, поскольку требует слишком больших допущений и дополнительных объяснений тому, отчего инфляция происходила и почему закончилась. Ее место, считает Поплавски, вполне может занять то самое отталкивание полуспиновых частиц.

Еще одно следствие этого подхода – подтверждение возможности рождения новых Вселенных внутри черных дыр определенного типа. Там, где отталкивание, с одной стороны, препятствует формированию сингулярности, а с другой – позволяет накопиться энергии колоссальной плотности, квантовые флуктуации нарастают в огромных масштабах, ведя к появлению новых пар виртуальных частиц, а следом – и к расширению новой Вселенной.

Это – явление, сходное с Большим Взрывом. «Мгновенное расширение остается невидимым для наблюдателей извне черной дыры, для них все процессы внутри ее горизонта событий происходят бесконечно», - комментирует Поплавски. В результате и образуется новая вселенная, с собственной отдельной «ветвью» пространства-времени. Интересно, что такой нестандартный подход предлагает решение и еще одной важной загадки современной космологии, связанной с существованием однонаправленной стрелы времени.

Подробно о ней можно прочесть в заметке «Вечная проблема времени», здесь же достаточно сказать, что известные нам законы природы никак не указывают на определенное направление. Если мысленно обратить время вспять, все формулы и выкладки классической и квантовой механики, электродинамики и теории относительности будут по-прежнему соблюдаться (разве что некоторые величины изменят знак на противоположный). А между тем время направление имеет, с чем трудно не согласиться.

Зато из выкладок Никодема Поплавски стрела времени «вылетает» совершенно естественным образом: ее направление обусловливается асимметричным потоком материи и энергии, падающими в черную дыру из «материнской» вселенной. Таким образом, время в новую вселенную буквально перетекает от ее «матери», возможно, вместе и с некоторыми другими свойствами.

По публикации physics arXiv blog

http://www.popmech.ru/article/7380-mir-iz-dyiryi/


16 июл 2010, 16:21
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Вселенная
Белые карлики Вселенной - пережитки далекого прошлого

Во Вселенной имеются самые разные типы звезд, и звезды эти находятся на разных стадиях эволюции. Изучение наиболее холодных белых карликов дает ученым возможность заглянуть в далекое прошлое нашей галактики.

Для классификации звезд астрономы всего мира вот уже сто лет пользуются так называемой диаграммой Герцшпрунга-Рассела. По вертикальной оси этой диаграммы отсчитывается светимость, то есть интенсивность светового излучения звезды, причем за единицу принята светимость Солнца, а на горизонтальной оси отложены спектральные классы. Следует иметь в виду, что спектральная классификация звезд характеризует температуру их поверхности, поскольку от температуры зависит цвет звезды: по мере убывания температуры он плавно меняется от голубого к белому, от белого к желтому, от желтого к оранжевому и от оранжевого к красному. Таким образом, по горизонтальной оси диаграммы Герцшпрунга-Рассела отсчитывается наблюдаемая температура поверхности звезды.

Ископаемые звезды

Оказалось, что звезды заполняют площадь диаграммы отнюдь не равномерно. Они группируются в довольно узкие полосы, которые принято именовать последовательностями. Большинство звезд во Вселенной, включая и наше Солнце, относятся к так называемой главной последовательности. Светимость и размеры этих звезд в значительной мере определяются их массой, а источником энергии служит реакция термоядерного синтеза гелия из водорода. Однако существуют и другие последовательности звезд. В частности, это красные гиганты и сверхгиганты, то есть звезды, по массе сравнимые с Солнцем, но по размеру превосходящие его во многие сотни раз; а еще одну группу образуют белые карлики. В старинном немецком университетском городе Тюбингене прошла международная научная конференция, посвященная актуальным проблемам изучения этих весьма необычных звезд.

"Белые карлики представляют для нас большой интерес потому, что они уже очень давно существуют в нашей галактике, - говорит Сильвия Каталан (Silvia Catalan), научная сотрудница университета Хартфордшира - одного из ведущих политехнических институтов Великобритании. - Мы называем их ископаемыми звездами, так что в известной мере я не только астроном, но и археолог".

Черная дыра, пульсар или белый карлик - иного не дано

Как древние окаменелости позволяют судить об истории Земли, так белые карлики дают представление о ранних стадиях эволюции Млечного Пути. Ведь они образуются из обычных звезд на заключительном этапе их развития, а главная особенность белых карликов - чрезвычайно высокая плотность. "Белый карлик - это, по сути дела, звезда с массой Солнца, но размером с Землю, - поясняет Ральф Напивоцки (Ralf Napiwotzki), коллега Сильвии Каталан по университету Хартфордшира. - Горсть вещества, из которого состоит белый карлик, весила бы на Земле несколько тонн".

Дело в том, что звезды главной последовательности сохраняют стабильность и постоянство параметров хоть и весьма долго, но лишь до тех пор, пока не подходят к концу запасы водорода. После этого они сначала перегреваются и увеличиваются в размерах, превращаясь в красных гигантов или сверхгигантов. Дальнейшая судьба звезды зависит от ее массы. Эволюция наиболее массивных звезд завершается вспышкой сверхновой с образованием черной дыры; в случае менее массивных звезд вспышка сверхновой приводит к образованию нейтронной звезды-пульсара; если же речь идет о звездах класса Солнца или лишь незначительно более массивных, то они, сбросив оболочку, заканчивают свою жизнь в виде белых карликов. За отсутствием водорода они сами уже не производят энергии, а лишь излучают тепло, унаследованное от исходной звезды, и постепенно остывают.

Холодный - значит старый

"Сразу после возникновения температура на их поверхности составляет около 100 тысяч градусов, - говорит Ральф Напивоцки. - А дальше начинается процесс охлаждения, и по прошествии примерно 10 миллиардов лет температура белых карликов составляет всего 3-4 тысячи градусов. И наоборот, если обнаруживается белый карлик, поверхность которого имеет температуру около 3 тысяч градусов, то можно смело сказать, что ему не менее десяти миллиардов лет".

Сегодня науке известно всего несколько тысяч белых карликов. Это связано с их низкой светимостью и малыми размерами. Однако ученые полагают, что общее их количество в нашей галактике может достигать 10 миллиардов, то есть около 5 процентов всех звезд Млечного Пути. Впрочем, Сильвия Каталан и ее коллеги заняты поиском самых холодных, а значит, самых старых белых карликов, что дополнительно усложняет задачу, ведь самые холодные - значит, самые тусклые. Пока подходящих объектов изучения набралось всего около полусотни, но тем они важнее для науки.

"Эти звезды позволяют нам судить о том, каков возраст нашей галактики, когда здесь образовались первые звезды и какими свойствами они обладали, - говорит исследовательница. - Если бы не белые карлики, у нас не было бы ни малейших шансов узнать хоть что-нибудь о первых звездах Вселенной".

Нужны новые телескопы

Правда, заглянуть в далекое прошлое Вселенной астрономы пытаются и иным путем: с помощью все более мощных телескопов они высматривают в глубинах космоса самые далекие, а значит, и самые старые галактики. Ведь если галактика удалена от нас, скажем, на 12 миллиардов световых лет, то это означает, что мы видим ее такой, какой она была 12 миллиардов лет назад. Проблема лишь в том, что эти пусть гигантские и яркие, но чрезвычайно далекие звездные скопления так же трудно поддаются наблюдению, как и несравненно более близкие, зато очень тусклые и крайне малые белые карлики. Предстоящее в ближайшие годы сооружение ряда новых, еще более мощных телескопов придаст мощный импульс обоим направлениям исследований.

Автор - Владимир Фрадкин
Редактор - Ефим Шуман

http://www.dw-world.de/dw/article/0,,5941028,00.html


29 авг 2010, 15:10
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Вселенная
Непостоянная постоянная: Тонкости тонкой структуры

Появились новые подтверждения тому, что одна из важнейших констант современной физики меняется со временем – и в разных частях Вселенной по-разному.

Почему Вселенная такова, какова есть? Почему численные соотношения безразмерных констант именно такие, какими мы их знаем? Почему пространство имеет три протяженных измерения? Почему существует именно фундаментальных взаимодействия, а не, скажем, пять? Почему, наконец, все в ней так сбалансировано и точно «подогнано» одно под другое? Сегодня популярно считать, что если б что-то было иначе, если б одна из базовых констант была иной, мы просто не могли бы задаваться этими вопросами.

Такой подход называется антропным принципом: если б константы соотносились иначе, не могли б образоваться устойчивые элементарные частицы, если б у пространства было больше измерений, планеты не могли бы обрести устойчивые орбиты и так далее. Иначе говоря, не смогла бы образоваться Вселенная – и уж тем более не могли бы развиться такие разумные организмы, как мы с вами. (Подробнее об антропном принципе рассказывается в статье «Человеколюбивое мироздание».)

В общем, мы появились просто в нужном месте – в единственном, где могли появиться. А возможно, и в нужном времени, о чем говорит недавнее громкое исследование одной из фундаментальных физических констант.

Речь о постоянной тонкой структуры, величине безразмерной и ни из каких формул не выводимой. Устанавливается она эмпирически, как отношение скорости вращения электрона (находящегося на Боровском радиусе) к скорости света, и равна 1/137,036. Она характеризует силу взаимодействия электрических зарядов с фотонами.

Несмотря на то, что называется она постоянной, физики уже не первое десятилетие дискутируют о том, насколько постоянна эта константа на самом деле. Несколько «скорректированное» ее значение для разных случаев могло бы решить определенные проблемы в современной космологии и астрофизике. А с выходом на сцену Теории струн многие ученые вообще склоняются к тому, что и прочие константы могут быть не столь уж неизменными. Изменения в постоянной тонкой структуре могли бы косвенно свидетельствовать о реальном существовании дополнительных свернутых измерений Вселенной, что абсолютно необходимо в Теории струн.

Все это подстегнуло поиски доказательств – или опровержений – тому, что постоянная тонкой структуры может быть иной в других точках пространства и (или) времени. Благо, для того, чтобы оценить ее, можно воспользоваться таким доступным инструментом, как спектроскопия (постоянная тонкой структуры как раз и была введена для интерпретации спектроскопических наблюдений), а для того, чтобы «заглянуть в прошлое», достаточно посмотреть на далекие звезды.

Поначалу эксперименты, казалось, опровергали возможность изменений этой постоянной, но по мере того, как инструменты становились все совершенней, можно было оценивать ее величину на все большем удалении и со все большей точностью, стали появляться более интересные свидетельства. В 1999-м, например, австралийские астрономы во главе с Джоном Уэббом (John Webb) проанализировали спектры 128-ми далеких квазаров и показали, что некоторые их параметры могут объясняться постепенным ростом постоянной тонкой структуры на протяжении последних 10-12 млрд лет. Однако эти результаты были крайне спорными. Скажем, работа, датируемая 2004-м, напротив, не обнаружила заметных изменений.

А уже на днях тот же Джон Уэбб выступил с новым сенсационным сообщением – новая его работа названа некоторыми специалистами «открытием года» в физике. Ранее, в конце 1990-х Уэбб с коллегами работали с обсерваторией Keck на Гавайях и наблюдали квазары северной небесной полусферы. Тогда они пришли к выводу, что 10 млрд лет назад постоянная тонкой структуры была примерно на 0,0001 меньше и с тех пор немного «подросла». Теперь же, поработав с телескопом VLT обсерватории ESO в Чили и пронаблюдав 153 квазара южной полусферы, они получили те же результаты, но… с обратным знаком. Постоянная тонкой структуры «в южном направлении» 10 млрд лет назад была на 0,0001 больше и с тех пор «уменьшилась».

Эти различия, названные исследователями «австралийским диполем», имеют высокую статистическую достоверность. А главное – они могут свидетельствовать о фундаментальной асимметрии нашего мироздания, которое может наблюдаться и в пространстве, и во времени. Возвращаясь к антропному принципу, с которого мы начали, можно сказать, что мы родились не только в идеальном месте, но и в идеальное время.

По информации Physics World

http://www.popmech.ru/article/7722-nepo ... toyannaya/


12 сен 2010, 20:16
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Вселенная
Стандартная модель Вселенной вызывает сомнения

Сегодняшние научные представления о Вселенной сводятся к так называемой стандартной модели. На прошедшем в Лиссабоне астрономическом конгрессе были представлены данные измерений, в эту модель не укладывающиеся.

Все наши представления о Вселенной и о действующих в ней физических законах основаны на разработанной учеными так называемой стандартной модели, в которой первостепенную роль играют фундаментальные физические постоянные. Наверное, самым известным примером такой константы является скорость света в вакууме, однако есть и другие, ничуть не менее важные. Скажем, так называемые константы связи - параметры, характеризующие силу взаимодействия частиц или полей.

Частиц - сотни, взаимодействий - всего четыре

Согласно сегодняшним представлениям физиков, весь материальный мир построен из элементарных частиц и античастиц, связанных разного вида взаимодействиями. Количество обнаруженных элементарных частиц измеряется уже сотнями, и ученые открывают все новые. Зато видов фундаментальных взаимодействий между частицами известно всего четыре: гравитация, электромагнетизм, сильное взаимодействие и слабое взаимодействие.

Первые два вида взаимодействия едва ли нуждаются в пояснениях, поскольку с ними мы постоянно сталкиваемся в повседневной жизни. Что же касается двух других видов взаимодействия, то следует, видимо, напомнить: сильное взаимодействие удерживает вместе протоны и нейтроны, образующие ядра атомов; а слабое взаимодействие расталкивает их. И каждый из этих видов взаимодействия характеризуется определенной константой. Правда, среди физиков не утихают споры о том, действительно ли значения этих констант неизменны во времени.

Речь идет, прежде всего, о так называемой константе тонкой структуры. Эта безразмерная величина, обозначаемая буквой α (альфа), характеризует силу электромагнитного взаимодействия, то есть определяет тонкое расщепление энергетических уровней атома (и, соответственно, спектральных линий).

Первые сомнения зародились 10 лет назад

Хотя константа тонкой структуры была введена немецким физиком-теоретиком Арнольдом Зоммерфельдом (Arnold Sommerfeld) еще в 1916 году, на вопрос о том, является ли она действительно постоянной, окончательного ответа нет и сегодня. "Судя по результатам наших измерений, нет, не является!" - говорит австралийский физик Джон Уэбб (John Webb), профессор Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее. Еще десять лет назад руководимая им группа ученых проанализировала с помощью американского телескопа Кек (Keck Telescope) на Гаваях те изменения, которые претерпевает свет далеких квазаров при прохождении сквозь межгалактические газопылевые облака, и обнаружила, что спектры поглощения несколько отличаются от предсказанных. Этот феномен мог иметь лишь одно объяснение: несколько миллиардов лет назад значение константы тонкой структуры было чуть-чуть меньшим, чем сегодня.

Работа австралийцев вызвала сенсацию. Правда, контрольные измерения, выполненные вскоре их американскими коллегами, дали иной результат и подтвердили постоянство константы, но споры среди физиков с тех пор не затихают.

В северном направлении - уменьшается, в южном - возрастает

Продолжились они и на завершившемся на прошлой неделе в Лиссабоне Объединенном конгрессе европейских и национальных астрономических обществ JENAM-2010 (Joint European and National Astronomy Meeting). Там группа Джона Уэбба представила результаты свои последних измерений, на сей раз выполненных с помощью европейского Очень большого телескопа (Very Large Telescope - VLT) в Чили.

"Там, в дальнем космосе, мы снова обнаружили отклонение от принятого значения константы, - говорит ученый. - Правда, оно составляет менее одной тысячной процента, но это не так уж и мало, если иметь в виду, что сегодня значение константы измерено до 15-го знака после запятой". Примечательно, однако, что обнаруженное теперь изменение имеет другой знак, нежели 10 лет назад: тогда получалось, что значение константы со временем увеличивается, сейчас - что уменьшается. По мнению профессора Уэбба, это связано с тем, что один телескоп был направлен в северное небо, другой - в южное: "Похоже, во Вселенной имеется некое предпочтительное направление. В одну сторону вдоль этого направления значение константы растет, в противоположную - уменьшается. А под прямым углом к этой линии константа остается постоянной".

Звучит все это просто невероятно, но, с другой стороны, раз уж речь идет о переменности константы, то ничто не мешает ей иметь разные значения в разных участках Вселенной.

Ревизия космологии неизбежна?

Так или иначе, профессор Уэбб уверен, что полученные результаты приведут к революции в космологии: "Современная космология построена на так называемом космологическом принципе, постулирующем, что в большом масштабе Вселенная однородна, изотропна, гомогенна. В один и тот же момент времени каждый наблюдатель, где бы он ни находился и куда бы ни смотрел, должен видеть одну и ту же картину. В любом уголке пространства любой физический эксперимент должен давать один и тот же результат. А наши наблюдения с этим принципом, похоже, не согласуются".

"Для физиков это означает, что нам нужна новая теория, - добавляет профессор Виктор Флэмбаум (Victor Flambaum), коллега и соавтор Уэбба. - Данные об изменении константы противоречат всем сегодняшним теоретическим моделям, включая и теорию относительности Эйнштейна. Даже если изменения крайне малы, все равно без новых идей нам не обойтись. Мы сразу оказываемся в совершенно новом мире".

Тонкая подстройка параметров Вселенной

Если фундаментальные константы все же меняются во времени, это могло бы объяснить главную загадку, связанную с возникновением Вселенной: дело в том, что Вселенная в ее сегодняшнем виде вообще могла возникнуть только при условии, что все константы имеют ровно те значения, что они имеют. Уже самое незначительное отклонение в величине, скажем, константы сильного взаимодействия имело бы катастрофические последствия: будь она всего на одну десятитысячную больше или меньше, и образование атомов углерода, а значит, и зарождение органической жизни, стали бы невозможными.

Профессор Мюнхенского университета, лауреат Нобелевской премии по физике Теодор Хенш (Theodor Hänsch) говорит об этом так: "Если константы все же изменяются, это означает, что Господь Бог имел, так сказать, возможность немножко подрегулировать, подправить наш мир. Ему не пришлось сразу создавать законченную Вселенную с этими раз и навсегда математически вычисленными константами. Этим и объясняется то, что мы живем в мире, в котором возможна жизнь".

Вселенная гораздо больше, чем нам представляется

А еще один коллега и соавтор Уэбба - профессор Джулиан Кинг (Julian King) - высказывает следующее соображение: "Тот факт, что мы наблюдаем непрерывное направленное изменение значения константы тонкой структуры, заставляет предположить, что нашему взгляду доступен лишь незначительный участок космического пространства. Вся Вселенная гораздо больше, чем ее наблюдаемая часть - ведь у нас нет ни малейших оснований полагать, что мы находимся в какой-то особой ее точке. А значит, где-то очень далеко от нас эта константа может принимать и совсем другие значения, сильно отличающиеся от здешних".

Ну, а пока стандартная модель Вселенной - за неимением лучшей - продолжает действовать.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман

http://www.dw-world.de/dw/article/0,,6003424,00.html


19 сен 2010, 18:58
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Вселенная
Смерть юпитеров: Приливный приговор

«Горячие юпитеры» обычно не живут долго: их уничтожает материнская звезда.

Их называют «горячими юпитерами» - планеты размерами с самого крупного жителя Солнечной системы, но с намного более высокой температурой поверхности. Находясь в несколько раз ближе к своим звездам, чем Меркурий – к Солнцу, они порядком разогреваются.

Из-за этих экстремальных свойств их проще других обнаруживать у далеких звезд. Ученым известно немало экзопланет, относящихся к этому классу. Но большинство из них обречены: по новым данным, приливные силы материнской звезды редко оставляют им шанс на долгую и спокойную жизнь, довольно активно разнося их на куски.

На самом деле, еще только приступая к поиску экзопланет в скоплениях, насчитывающих многие миллионы звезд, ученые ожидали чего-то большего. Однако каждая такая находка становится настоящим событием: за чуть более десятка лет поиска открыто порядка 500 таких тел. К примеру, исследование шарового скопления 47 Тукана, охватившее 34 тыс. звезд, по расчетам, должно было принести несколько десятков новых планет. Но не нашлось ни единой.

Этому предложено несколько объяснений. Во-первых, для планет подобные неупорядоченные скопления – не лучшее место; высокая плотность звезд создает крайне неспокойную обстановку. Во-вторых, 47 Тукана (как и другие аналогичные скопления) отличаются низким содержанием металлов (напомним, что в астрономии металлами условно называют все элементы тяжелее водорода и гелия), которые и служат основным материалом для формирования планет.

А недавно появилось и третья причина. Недавнее исследование показало, что и в 47 Тукана, и в подобных ему скоплениях вполне могло быть немало «горячих юпитеров». Они все просто погибли. Колоссальная мощь гравитационных взаимодействий огромной газовой планеты, вращающейся очень близко к еще более огромной звезде, создает разрушительные приливные силы, противостоять которым пухлые и горячие великаны не в силах.

Напомним, что приливные силы появляются при движении любого достаточно протяженного тела в любом неоднородном силовом поле (будь то поле электромагнитное или гравитационное). Упрощенно говоря, сила, действующая со стороны поля на одну часть тела, отличается от силы, действующей на другую. Это вызывает в теле напряжение и деформацию. Этот механизм не только приводит к появлению приливов и отливов на Земле, но и, по мнению некоторых ученых, подогревает один из спутников Сатурна («Лед плюс трение»). Эти же силы разрушают крупные кометы, оказавшиеся слишком близко к Солнцу или тому же Юпитеру.

Итак, по мере того, как крупный «горячий юпитер» движется по своей низкой орбите вокруг звезды, его гравитация порождает на поверхности светила своего рода «цунами», волну вещества, притянутого планетой и движущуюся вслед за ней – с некоторым, конечно, опозданием. Этот процесс понемногу отбирает энергию вращающегося тела, и планета подходит еще ближе к звезде. «Цунами» на ней становится выше и отбирает еще больше энергии, планета еще больше опускается… Процесс может продолжаться миллиарды лет, пока планета окончательно не рухнет на поверхность звезды или, что более вероятно, не будет разорвана на куски колоссально возросшими приливными силами.

Такая картина получилась у исследователей, проведших моделирование действия приливных сил на условный «горячий юпитер», расположенный в скоплении 47 Тукана. Исходя из известных размеров и массах представленных здесь звезд, ученые подсчитали наиболее вероятные положения и орбитальные характеристики планет – и, действительно, практически ни одна из них не протянула долго и была разрушена.

Точнее говоря, к тому моменту, когда смоделированное скопление достигло 1 млрд лет от роду, в нем погибло уже около трети «горячих юпитеров». А ведь это очень юный возраст; даже Солнечная система насчитывает 4,5 млрд лет, а само 47 Тукана, по оценке ученых, старше 11 млрд лет. К этому возрасту, как показало моделирование, должно исчезнуть более 96% его планет. Неудивительно, что обнаружить ничего не удается.

По пресс-релизу NASA Goddard Space Flight Center

http://www.popmech.ru/article/7743-smert-yupiterov/


19 сен 2010, 19:18
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Вселенная
Вода из пламени: Просто добавь UV

Умирающая крупная звезда окружена облаком пара – откуда он взялся? Похоже, для того, чтобы на просторах Вселенной образовалась вода, достаточно просто облучения ультрафиолетом.

У каждого рецепта должен быть свой секретный ингредиент. Еще в 2001 г. астрономы, наблюдая за старой звездой IRC+10216, обнаружили вокруг нее обширное облако горячего водного пара. И с тех самых пор они пытались установить, откуда вода взялась в этом царстве огня? Вообще, IRC+10216 относится к углеродным звездам, практически весь кислород которых уходит на соединение с углеродом – и неспособен производить достаточные количества Н2О.

Звезда эта представляет собой позднюю стадию красного гиганта, в сотни раз превосходя размерами Солнце (если мысленно поместить ее в центр Солнечной системы, ее поверхность будет простираться далеко за пределы орбиты Марса). Расположена она в 500 световых годах, и хотя в оптическом диапазоне практически не видна даже через самые совершенные телескопы, в инфракрасных лучах она сияет очень ярко. Облако окружающей IRC+10216 материи поглощает почти весь видимый свет и переизлучает его – уже в виде ИК-излучения. Именно в этом облаке и обнаружена неясно откуда взявшаяся вода.

Поначалу ученые даже склонялись к тому, что тепло звезды испаряет приблизившиеся к ней кометы или даже небольшие планеты, откуда и появляется пар. С другой стороны, пар этот слишком горяч, чтобы стать результатом испарения. По счастью, недавно работа орбитального ИК-телескопа Herschel показала, что рецепт проще и элегантней: к водороду и кислороду нужно добавить побольше ультрафиолетового излучения.

«Этот результат – замечательный пример тому, как более совершенная научная аппаратура способна дать полностью другую картину происходящего», - говорит один из авторов работы, бельгийский исследователь Лин Дисин (Leen Decin). Невероятная чувствительность инструментов Herschel позволила в точности показать, что температура пара, окружающего IRC+10216, варьирует от –200 °C до 800 °C. Если б источником его были кометы, они не смогли бы приблизиться к звезде достаточно близко, чтобы разогреться до верхних величин и испарились бы куда раньше.

По мнению ученых, ультрафиолетовое излучение близких звезд способно проникать даже в самые глубокие области облака, окружающего IRC+10216. Оно разрушает соединения кислорода с углеродом и кремнием, освобождая свободный – и весьма активный кислород, который тут же вступает в новые соединения, в том числе и с обильно представленным тут же водородом.

«Это единственный механизм, способный объяснить не только присутствие воды, но и весь разброс ее температур, - поясняет Лин Дисин, - Чем ближе к звезде сформировалась вода, тем горячее она будет». Чтобы подтвердить свои выводы, ученые намерены провести аналогичные исследования и других известных углеродных звезд.

Подробнее о миссии Herschel читайте в заметке «Глазастый». http://www.popmech.ru/article/2312-glazastyiy/

По информации ESA

http://www.popmech.ru/article/7747-voda-iz-plameni/


19 сен 2010, 19:21
Профиль
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 82 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5, 6


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 3


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
cron