Теория распада или теория конденсации? Часть2

Втр, 06/10/2014 - 19:55

Вести из центра Галактики

Международному коллективу ученых из Германии, США, Израиля и Франции удалось не только подтвердить, что в центре нашей Галактики находится гигантская черная дыра, но и с высокой точностью вычислить ее массу. Остается нерешенный вопрос — объяснение наличия вблизи галактического центра, на расстоянии не более 0, 5 светового года, большого количества молодых звезд, возраст которых менее 10 миллионов лет, что совсем мало по астрономическим меркам. Дело в том, что гравитационное воздействие сверхмассивной черной дыры на близких к ней расстояниях не должно позволять образовываться плотным облакам газа, из которых потом рождаются звезды. Значит, наблюдаемые молодые звезды образовались где-то еще и только потом попали в окрестность сверхмассивной черной дыры.

Брэд Хансен из Калифорнийского университета предложил в качестве наиболее вероятного объяснения следующее: эти молодые звезды формировались на «безопасном» расстоянии от центральной черной дыры, но их звездное скопление содержало еще одну черную дыру меньшей по сравнению с центральной массой; и поскольку эта черная дыра была притянута центральной черной дырой, она и «притащила» звезды за собой.

Астрономы открыли новый класс черных дыр

Астрономы с помощью орбитальной обсерватории «Ньютон» Европейского космического агентства открыли черную дыру, масса которой составляет 500 масс Солнца. Это открытие своего рода связывающее звено между сверхмассивными и «легкими» черными дырами, которое так давно искали.
Новый объект получил название HLX-1. Анализируя его рентгеновское свечение, исследователи обнаружили, что оно не отвечает никакому другому объекту, кроме как черной дыре. Но какой именно? Его местоположение было слишком удалено от центра галактики, чтобы быть сверхмассивной черной дырой, и его излучение было слишком ярким, чтобы оказаться черной дырой звездной массы. Высокая светимость могла объясняться единственным образом — обнаружена черная дыра массой более 500 масс Солнца.

«Бродячие» черные дыры

Астрономы из Гарвардского университета Райан О’Лири и Абрахам Лоэб, выступили с предположением, что по нашей Галактике, возможно, странствуют сотни «бродячих» черных дыр. Их изучение, по мнению ученых, должно помочь понять историю Галактики и историю формирования черных дыр в ранней Вселенной. Скорей всего, «бродячие» черные дыры существовали еще до образования нашей Галактики. Они образовались в центре небольших маломассивных галактик, в процессе слияния которых возник Млечный Путь.

Темная материя защищает галактики от разрушения

Группа ученых из Великобритании, Италии и Бельгии под руководством Кристофера Конселайса получила новые данные о свойствах темной материи при исследовании галактического скопления Персей. Астрономы сумели заглянуть в самый центр скопления, где с удивлением обнаружили около 30 карликовых галактик оставшихся совершенно нетронутыми, хотя их более массивные соседи были разрушены под действием гравитации больших галактик на периферии.
По заявлению Конселайса, эти галактики находятся в составе скопления уже не первый миллиард лет и неизбежно должны были быть затронуты гравитацией тяжелых соседей. Так как на самом деле они сохранились практически в первозданном виде, можно заключить, что содержание темной материи в них необычайно велико и ее гравитация защищает карликов от гигантов-соседей.

Новая загадка темной материи

Недавно природа задала еще одну загадку. Астрономы обнаружили, что огромная центральная часть гигантского скопления галактик Абель 520, расположенного в трех миллиардах световых лет от нас, совершенно лишена звезд и зияет мраком. А между тем, судя по гравитации, в этом участке должно быть что-то еще, кроме обычного межгалактического газа. Очевидно, темная материя. Но как она туда попала? Скопление, убеждены ученые, образовалось при столкновении образующих его ныне галактик; но в галактиках звезды тесно перемешаны с темной материей, почему же здесь они вдруг разделились? Никакие расчеты и компьютерные модели пока не могут дать ответа на этот вопрос.

Обнаружена «полоска» темной материи

Израильские астрономы из Телль-Авивского университета обнаружили в двух миллиардах световых лет от Земли 14 карликовых галактик, расположенных почти на одной линии. Удивительным является то, что в последние 30 миллионов лет в этих галактиках активно идет процесс образования звезд, чего не происходило в предыдущие более миллиарда лет.
По мнению израильских ученых, это галактическое скопление прошло сквозь огромное облако газа. Но для того, чтобы захватить достаточно газа и сформировать из него протозвездные облака, одного обычного вещества галактик недостаточно, требуется дополнительный фактор. Им могло сталь воздействие темной материи, в которую погружена цепочка из 14 галактик.

Опять переписывать учебники?

Долгое время считалось, что наша Галактика имеет два спутника — Большое и Малое Магеллановы облака. И вот сейчас астрономы из Кембриджа и Мэриленда, изучив в течении двух лет перемещение этих карликовых галактик, установили, что их скорости относительно Млечного Пути составляют соответственно 378 и 302 километров в секунду. Между тем, если бы они действительно были нашими спутниками, т.е. обращались бы вокруг Млечного Пути, их скорость не должна была бы превышать 250 километров в секунду. Это значит, что через 2-3 миллиарда лет Магеллановы облака уплывут от нас в просторы космоса.
Впрочем, ученые видят еще одну возможность: в нашей Галактике есть скопление темной материи, о чем до сих пор никто не подозревал.

Темная материя в Галактике

Группа ученых из Университетов Цюриха и Центрального Ланкашира, основываясь на научных расчетах и моделировании распределения масс нашей Галактики, пришла к заключению, что Млечный Путь — это облако темной материи в виде сильно вытянутого диска, в которое погружены видимые объекты.
По утверждению Джастина Рида, руководителя исследования, масштабы и плотность Млечного Пути не позволяют образоваться полноценному облаку темной материи, поэтому плотность сформированного из него гало примерно в два раза меньше плотности ранее изученных регионов с темной материей.
Важно отметить, что авторы исследования пришли к заключению: в отличии от физических объектов, облако темной материи абсолютно неподвижно.

Новые свойства темной материи

Недавно получены данные, говорящие в пользу того, что темная материя, вероятно, является более странной субстанцией, чем считалось до сих пор. В частности, привычные законы гравитации могут быть не совсем верны для нее.
В рамках нового исследования американские астрофизики Д. Гентайл, Б. Фамей, Х. Шенг Жао и П. Салуцци проанализировали распределение темной материи в центрах 28 галактик, относящихся к различным типам. Как удалось установить, соотношение обычной материи и темной является величиной постоянной. Этот результат противоречит существующим представлениям, согласно которым количество темной материи должно определяться историей галактики — например, участвовала она в столкновениях со своими соседями или спокойно развивалась в изоляции.
Для объяснения необычных результатов ученые предлагают выйти за границы привычных представлений о темной материи. Например, ввести еще одно фундаментальное взаимодействие к уже имеющимся четырем. Предлагается рассматривать темную материю как состоящую из «темных» атомов, в состав которых входят «темные» протоны и электроны, между которыми действует «темный» аналог электромагнетизма.

Другие материалы рубрики


  • Объект, отснятый близ звезды, сходной с Солнцем, не вписывается в привычные теории формирования планет. Специалистам еще предстоит разобраться с особенностями рождения этого странного мира, а широкая публика просто любуется снимками. Еще бы — не каждый день можно увидеть планету другой звезды, пусть и открыты их сотни.
    Звезда 1RXS J160929.1-210524 расположена примерно в 500 световых лет от нас. Она очень похожа на Солнце. Ее «вес» равен 85% массы нашей родной звезды. Правда, это светило значительно моложе нашего — 210524 возникла порядка пяти миллионов лет назад.
    Новая планета, по расчетам астрономов, обладает массой примерно в восемь масс Юпитера. И она не была бы такой уж уникальной, если б не два обстоятельства. Первое — она «вживую» запечатлена на снимках. А о втором скажем позже.
    Впервые астрономы непосредственно увидели объект планетарной массы на орбите вокруг звезды, такой как Солнце, и если подтвердится, что этот объект действительно гравитационно привязан к звезде, это будет крупным шагом вперед.
    Интригу, впрочем, принесло не яркое достижение наблюдательной астрономии как таковое, а выявленные параметры системы.



  • Невиданный успех фильма «Аватар» о событиях на экзопланете Пандора на самом деле может быть не такой уж и фантастикой. По крайней мере, обнаружение новых планет в других звездных системах дает нам надежды на то, что мы на самом деле увидим причудливых инопланетных существ.
    Фантастика зачастую является таковой лишь для определенной эпохи, и с развитием научно-технического прогресса она становится реальностью. Вот и «Аватар» не зря был снят, точнее, смонтирован именно сейчас — ведь еще десять-пятнадцать лет назад подобное казалось уж больно нереальным. Примерно, как обнаружение живого динозавра.
    Современные астрономы уже не отрицают, что где-то там, в других галактиках или даже в нашем родном Млечном пути, есть жизнь. Завлабораторией астроинформатики Главной астрономической обсерватории НАН Украины Ирина Вавилова так и говорит: «Считаю, что она существует. В форме простейших организмов — так точно».

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Судя по многочисленным публикациям, посвященным современной астрофизике, она находится на подъеме. Положение дел даже сравнивают с революционной ситуацией, сложившейся в физике в начале прошлого века. Но если тогда истина рождалась в спорах, сейчас новые понятия проникают в астрофизику практически без сопротивления. При этом ключевые положения старой теории, вместо того, чтобы обрести окончательную ясность, заменяются наборами гипотез. Современный астрофизик подробно объяснит, что такое космологический вакуум или антигравитация, но на вопрос о происхождении галактик даст расплывчатый ответ, включающий несколько возможных сценариев.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • ...И тут внимание исследователей привлекла давняя и очень любопытная гипотеза космических струн. Постичь ее трудно, представить наглядно просто невозможно: струны можно только описать сложными математическими формулами. Эти загадочные одномерные образования не излучают света и обладают огромной плотностью — один метр такой "ниточки" весит больше Солнца. А если их масса так велика, то и гравитационное поле, пусть даже растянутое в линию, должно значительно отклонять световые лучи. Однако линзы уже сфотографированы, а космические струны и "черные дыры" пока существуют лишь в уравнениях математиков. Из этих уравнений следует, что возникшая сразу после Большого взрыва космическая струна должна быть "замкнута" на границы Вселенной. Но границы эти так далеки, что середина струны их "не чувствует" и ведет себя, как кусок упругой проволоки в свободном полете или как леска в бурном потоке. Струны изгибаются, перехлестываются и рвутся. Оборванные концы струн тут же соединяются, образуя замкнутые куски. И сами струны, и отдельные их фрагменты летят сквозь Вселенную со скоростью, близкой к скорости света.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • ...Несмотря на то, что идея коллапса кажется простой (при сжатии ядра выделяется энергия гравитационной связи, за счет которой выбрасываются внешние слои вещества), трудно понять процесс в деталях. В конце жизни у звезды с массой более 10 масс Солнца образуется слоеная структура, с глубиной появляются слои все более тяжелых элементов.
    Ядро состоит в основном из железа, а равновесие звезды поддерживается квантовым отталкиванием электронов.
    Но в конце концов масса звезды подавляет электроны, которые вжимаются в атомные ядра, где начинают реагировать с протонами и образовывать нейтроны и электронные нейтрино. В свою очередь, нейтроны и оставшиеся протоны прижимаются друг к другу все сильнее, пока их собственная сила отталкивания не начнет действовать и не остановит коллапс.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Немного найдется произведений, передающих красоту космических объектов, называемых планетарными туманностями. Освещенные изнутри родительской звездой, расцвеченные флуоресцирующими атомами и ионами на фоне космической черноты, газовые структуры кажутся живыми. Ученые дали им прозвища — Муравей, Морская Звезда, Кошачий Глаз...
    Термин «планетарные туманности» — представляющие собой размытые, похожие на облака объекты, видимые только в телескоп — придумал два столетия назад английский астроном Вильям Гершель (William Herschel), исследователь туманностей. Многие из них имеют округлую форму, которая напомнила ученому зеленоватый диск планеты Уран, им же и открытой. К тому же он полагал, что округлые туманности могут быть планетными системами, формирующимися вокруг молодых звезд. Термин прижился, несмотря на то, что действительность оказалась иной: туманности такого типа состоят из газа, сброшенного умирающими звездами. Примерно через 5 млрд. лет Солнце закончит свой космический век изящным выбросом планетарной туманности, что не вполне соответствует теории эволюции звезд — основе, на которой базируется наше понимание космоса. Если звезды рождаются, живут и умирают круглыми, то как же они создают вокруг себя структуры, которые мы видим на фотографиях «Хаббла», подобные Муравью, Морской Звезде или Кошачьему Глазу?

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • ...Среди прочих лептонов в 1936 году, среди продуктов взаимодействий космических лучей, был открыт мюон. Он оказался одной из первых известных нестабильных субатомных частиц, которая во всех отношениях, кроме стабильности, напоминает электрон, то есть имеет тот же заряд и спин и участвует в тех же взаимодействиях, но имеет бóльшую массу. Примерно за две миллионные доли секунды мюон распадается на электрон и два нейтрино. На долю мюона приходится значительная часть фонового космического излучения, которое регистрируется на поверхности Земли счетчиком Г. Гейгера...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6


  • ...Теперь вы должны быть предельно внимательны. Следующие несколько секунд окажутся решающими, поэтому вы включаете высокоскоростную регистрирующую систему для детальной записи всех приходящих сведений. Через 61 с R3D3 сообщает, что все системы пока функционируют нормально, горизонт - на расстоянии 8000 км и приближается со скоростью 15 тыс. км/с. Проходит 61,6 с. Еще все в порядке, до горизонта осталось 2000 км, скорость - 30 тыс. км/с (или 0,1 скорости света, так что цвет излучения начинает меняться все заметнее). А затем, в течение следующей 0,1 с вы с изумлением замечаете, что излучение из зеленого становится красным, инфракрасным, микроволновым, затем приходят радиоволны и наконец все исчезает. Через 61,7 с все кончено - лазерный луч пропал. R3D3 достиг скорости света и исчез за горизонтом.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6


  • Прошло без малого сто лет с того момента, как были открыты космические лучи-потоки заряженных частиц, приходящих из глубин Вселенной. С тех пор сделано много открытий, связанных с космическими излучениями, но и загадок остается еще немало. Одна из них, возможно, наиболее интригующая: откуда берутся частицы с энергией более
    1020 эВ, то есть почти миллиард триллионов электрон-вольт, в миллион раз большей, чем будет получена в мощнейшем ускорителе — Большом адронном коллайдере (LHC)? Какие силы и поля разгоняют частицы до таких чудовищных
    энергий?

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • ...В начале 70-х годов появилось предложение объединить бозоны и фермионы в единую теорию, что, мягко говоря, среди ученых вызвало недоумение, ведь столь различны по своим свойствам эти две группы частиц. Тем не менее, оно возможно, если обратиться к симметрии, более широкой, нежели симметрия Лоренца — Пуанкаре, лежащая в основе теории относительности. Математическая суперсимметрия соответствует извлечению квадратного корня из симметрии Лоренца — Пуанкаре, физически же она соответствует превращению фермиона в бозон и наоборот. Разумеется, в реальном мире невозможно проделать такую операцию, тем не менее, операцию суперсимметрии можно сформулировать математически и можно построить теории, включающие суперсимметрии...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4