Новое во Вселенной Опции

[Framboise]

Найден коричневый карлик

(IMG:http://www.vz.ru/upimg/m_27324.jpg)

Группа астрономов из разных стран с помощью телескопа Южной европейской обсерватории обнаружила в давно обследованной окрестности Солнца у звезды SCR, находящейся на расстоянии 12,7 светового года, неизвестного прежде компаньона. Внезапно открытая звезда относится к редкому и не так давно открытому классу коричневых карликов.

В настоящее время предполагается, что коричневые карлики относятся к промежуточному классу небесных тел, не являясь в полной мере ни звездами, ни планетами. Однако чаще всего их считают одним из редких типов звезд (их еще иногда называют субзвездными объектами). Новый коричневый карлик стал третьим по удаленности от Солнца – ранее были открыты всего лишь две звезды этого типа, обращающихся вокруг звезды Эпсилон (12 световых лет).


Неожиданно открытая звезда обращается вокруг ранее известной звезды на расстоянии, примерно в четыре раза превышающем расстояние от Земли до Солнца, и характеризуется рекордно низкой температурой поверхности – «всего» 750 градусов по Цельсию. Для сравнения, температура видимой поверхности Солнца составляет примерно 5,5 тыс. градусов.

«Открытие коричневого карлика чрезвычайно важно, поскольку расстояние до него хорошо известно, а это позволяет с высокой точностью определить его светимость, – рассказал один из ученых, открывших небесное тело, Маркус Капер. – Более того, наблюдения за его орбитальным движением позволят нам всего за несколько лет определить его массу. Все эти характеристики критичны для понимания истинной природы коричневых карликов».

Открыть объект удалось с помощью высокоточной оптики NACO на телескопе класса Very Large Telescope (VLT, «очень большой телескоп»), рассчитанном специально на поиск планет в иных звездных системах. Камера SDI, установленная на телескопе, позволяет помимо собственно изображения объекта регистрировать его температурный спектр. В камере единый поток света от объекта разбивается на четыре потока, три из которых пропускаются через чувствительные к метану фильтры. Поскольку метан может быть в атмосфере лишь у холодных объектов, именно они при этом меняют свою яркость.

(IMG:http://www.vz.ru/upimg/26248.jpg)
Вместе с предыдущими открытиями новое заставляет предполагать, что по крайней мере в окружении Солнца коричневые карлики «предпочитают» формироваться не в одиночестве (фото: spacenews.ru)

Свойства переходных между планетами и звездами по массам коричневых карликов вызывают особый интерес астрономов. Год спустя после открытия первого объекта этого класса в атмосферах коричневых карликов были обнаружены погодные явления. Выяснилось, что коричневые карлики также могут иметь собственных спутников.

Вместе с предыдущими открытиями новое заставляет предполагать, что по крайней мере в окружении Солнца коричневые карлики «предпочитают» формироваться не в одиночестве, а как компаньоны звезд либо других коричневых карликов.

Последние наблюдения за известными космическими телами подобного типа также выявили некоторые закономерности в усилении и ослаблении излучения в инфракрасном диапазоне. Это наталкивает на мысль о том, что коричневые карлики затянуты относительно холодными непрозрачными облаками, скрывающими горячую внутреннюю область. Считается, что эти облака находятся в постоянном движении из-за сильных ветров, гораздо более сильных, чем, к примеру, известные штормы на Юпитере.

Открытие европейцев важно еще и потому, что Солнце находится на периферии галактики Млечный Путь, поэтому рядом (по космическим масштабам) с ним находится относительно немного объектов для изучения. Ближайшая соседка Солнца – Проксима Центавра («Проксима» на латыни и означает «ближайшая»). Она находится на расстоянии четырех световых лет и движется со скоростью 23 км/с относительно Солнца по направлению, перпендикулярному линии Солнце – Проксима. Самая «быстрая» звезда в окрестностях Солнечной системы, Летящая Барнарда (6 световых лет), движется со скоростью 87 км/с относительно Солнца.

Неясна природа их происхождения и, соответственно, распространенность в Галактике. Последнее особенно важно для человечества. В отличие от звезд, минимальная температура которых составляет порядка 4 тыс. градусов, температура коричневых карликов лежит в промежутке от 20 до 2 тыс. градусов.
Помимо этого, звезды сами себя разогревают за счет внутреннего синтеза, коричневые карлики же на протяжении своей жизни постоянно остывают. И чем крупнее карлик, тем медленнее он остывает. Достаточно старые карлики становятся слишком тусклыми, чтобы считаться звездами.

www.vz.ru

[Wild Bill]

Астрономы отделили толстый диск от других звезд в галактике Андромеды

Международная группа астрономов выделила толстый звёздный диск в галактике Андромеды. Открытие этого образования, потребовавшее пять лет упорного труда, поможет лучше понять процессы формирования и эволюции больших спиральных галактик, подобных нашей.

С помощью телескопа им. Кека на Гавайях астрономы проанализировали скорости отдельных ярких звёзд в галактике Андромеды и выяснили, как толстый диск по высоте, ширине и химии отличается от уже известного тонкого диска.

Приблизительно 70% звёзд Андромеды находятся в тонком диске. Именно он содержит спиральные рукава и области активного звездообразования, окружая центральный балдж, состоящий из старых звёзд.

Толстый диск составляют более пожилые звёзды, чем тонкий. Дело в том, что тонкий диск создаётся в результате аккреции газа ближе к концу периода формирования галактики, а толстый появляется на более ранней фазе галактической эволюции.

Процесс образования толстых дисков до конца не понят. Раньше изучить подобную структуру можно было только по толстому диску Млечного Пути, но его наблюдение затруднено по понятным причинам. Открытие толстого диска в ближайшей к нам галактике поможет сделать важный шаг на пути к пониманию этого феномена.

Источник

[Wild Bill]

Черная дыра выдаст себя закрученным светом

Существование черных дыр можно напрямую доказать без обнаружения экзотических объектов. Дыры сами выдадут себя, закручивая проходящий мимо них свет.

В исследованиях, так или иначе касающихся общей теории относительности (ОТО), не так часто открытие нового явления становится проверкой всей теории и добавляет новый инструмент для исследования Вселенной. Примером таких явлений может служить гравитационное линзирование, в существование которого не особо верил сам Альберт Эйнштейн, но благодаря которому сегодня успешно исследуется крупномасштабная структура Вселенной. Эффект Шапиро, предсказанный в 1964 году и состоящий в том, что вблизи массивных тел электромагнитные волны распространяются медленнее, недавно позволил астрономам взвесить самый массивный из известных радиопульсаров.

Ученые из Шведского института космической физики под руководством Фабрицио Тамбурини описали новый релятивистский эффект, который, как они уверены, может стать прямым доказательством существования черных дыр. Несмотря на то, что черным дырам сегодня посвящаются тысячи научных работ, эти объекты, существование которых вытекает из общей теории относительности, до сих пор формально считаются гипотетическими. «С одной стороны, все более или менее все уверены, что они существуют, но доказать то, что мы изучаем именно черные дыры, трудно», — пояснил на недавней лекции в Политехническом музее старший научный сотрудник отдела релятивистской астрофизики ГАИШ МГУ Сергей Попов. Чтобы получить прямое доказательство существования черных дыр, астрофизики мечтают найти совершенно особый объект, например — радиопульсар в паре с черной дырой. Если бы мы видели такую систему с ребра, а луч пульсара еще и «сканировал» бы окрестности черной дыры, это дало бы возможность напрямую наблюдать эффекты, предсказанные ОТО.

Группа Тамбурини считает, что помочь в этом могут сами черные дыры, только вращающиеся, так называемые керровские. В 1963 году австралийский математик Рой Керр нашел полное решение уравнений гравитационного поля для вращающейся черной дыры. Тогда астрофизики, наконец, получили математическое описание геометрии пространства-времени, окружающего массивный вращающийся объект.

Такие объекты увлекают в свое вращение окружающее пространство-время, причем, черная дыра — наиболее интенсивно. Шведские ученые показали, что фотоны, рожденные вблизи вращающейся черной дыры, должны приобретать характерный отпечаток, который станет неопровержимым доказательством ее существования. Квантовая величина, называемая полным угловым моментом фотона, представляет сумму орбитального L и спинового S момента. Орбитальный момент
L=lℏ, где l – целые числа, а ℏ – приведенная постоянная Планка.

Черная метка

Проведя компьютерное моделирование, физики показали, что вращение черной дыры действует особым образом на орбитальный момент рождающегося вблизи нее фотона. Такие фотоны могут рождаться, к примеру, внутри аккреционного диска вокруг черной дыры. Свет (а в общем случае — кванты любой длины волны электромагнитного излучения) оказывается закрученным – векторы орбитального момента фотонов как бы навиваются на винтовую лестницу.

Определить подобные характеристики излучения можно, используя уже существующие крупнейшие телескопы, говорят ученые. Для этого инструменты необходимо оснастить особыми приборами, например – голографическими детекторами – и специальным программным обеспечением. Основные надежды ученые пока связывают с самыми крупными радиотелескопами — VLA в США и строящейся установкой ALMA в Чили, которая станет самым большим астрономическим инструментом в истории. Работа ученых опубликована в журнале Nature Physics.

Источник.

[Wild Bill]

Из Вселенной во Вселенную
Кирилл Бронников

Мы все привыкли к тому, что прошлого не вернуть, хотя порой очень хочется. Писатели-фантасты уже более века живописуют разного рода казусы, возникающие благодаря возможности путешествовать во времени и влиять на ход истории. Причем тема эта оказалась настолько животрепещущей, что в конце прошлого века даже далекие от сказок физики всерьез занялись поиском таких решений уравнений, описывающих наш мир, которые позволяли бы создавать машины времени и в мгновение ока преодолевать любые пространства и времена....

...Таким образом, признак космической кротовой норы может быть следующим: наблюдение двух объектов с очень похожими свойствами, но на разных видимых расстояниях и с разными красными смещениями. Если кротовые норы все-таки обнаружат (или построят), перед той областью философии, что занимается интерпретацией науки, встанут новые и, надо сказать, очень непростые задачи. И при всей кажущейся абсурдности временных петель и сложности проблем, связанных с причинностью, эта область науки, по всей вероятности, рано или поздно со всем этим как-нибудь разберется. Так же, как в свое время «справилась» с концептуальными проблемами квантовой механики и теории относительности Эйнштейна…

Источник.

[Wild Bill]

Телескоп "Гершель" определил количество темной материи в галактиках с активным звёздообразованием

Космический телескоп "Гершель" обнаружил семейство неожиданно "легких" галактик, в которых наблюдается вспышка звездообразования - ученые считают, что именно такая масса может быть оптимальна для очень быстрого рождения звезд, сообщили в четверг пресс-службы НАСА и Европейского космического агентства (ESA).

Предполагаемое распределение темной материи в исследуемом участке неба в соответствии с различными моделями. Изображение The Virgo Consortium/Alexandre Amblard/ESA

Астрономы определили, какое количество темной материи необходимо для того, чтобы запустить формирование галактики с активным звездообразованием. Свои выводы специалисты обосновали в статье в журнале Nature, а коротко они представлены в пресс-релизе Европейского космического агентства (ESA).

Темной материей, или скрытой массой называют пока не обнаруженную экспериментально субстанцию, которая участвует в гравитационном взаимодействии, но не участвует в электромагнитном. Предположения о существовании скрытой массы были высказаны астрономами после того, как они сошлись на том, что массы видимых объектов не хватает для объяснения того, как именно они сформировались. В частности, темная материя необходима для построения гипотез об образовании галактик - большинство специалистов сходятся, что именно благодаря ее гравитационному притяжению молекулы газа, из которых формируются звезды, начинают "слипаться" вместе.

До сих пор предполагалось, что минимальный предел массы темной материи для стимулирования рождения галактики с достаточно большим количеством звезд составляет около пяти триллионов солнечных масс (триллион - это десять в 12-й степени). Авторы новой работы проверяли эту гипотезу, наблюдая галактики, образовавшиеся, когда возраст Вселенной составлял 2-3 миллиарда лет. Ученые работали с данными, которые собрал инфракрасный телескоп "Гершель" - наблюдение космоса в ИК-диапазоне позволяет астрономам видеть объекты, скрытые облаками пыли, которая в оптическом диапазоне непрозрачна.

Проанализировав полученные изображения, специалисты заключили, что уровень звездообразования в изучаемых галактиках (все они находятся в небольшой области неба в направлении созвездия Большой Медведицы) в 3-5 раз выше, чем считалось до сих пор. Используя новые данные, ученые смогли уточнить существующие космологические модели - авторы заявляют, что, согласно их расчетам, минимальный предел массы темной материи, необходимой для зарождения галактик, составляет около 300 миллиардов солнечных масс.

Несмотря на чрезвычайную "востребованность" темной материи в астрономии, ученым до сих пор не удается напрямую зарегистрировать ее. Недавно группа исследователей предложила объяснение неутешительным итогам поисков темной материи, однако коллеги авторов восприняли их доводы как не слишком убедительные.

Источник.

[Wild Bill]

Изучение процессов звездообразования в галактике NGC 2841

Хлопьевидная Спиральная (flocculent spiral) Галактика NGC 2841, представленная на фотографии, известна своим обилием молодых голубых звезд. Но до последнего времени у астрономов не было технической возможности исследовать эти звезды, чтобы на их примере лучше понять загадочный процесс звездообразования. Модернизация камеры Хаббла, проведенная в 2009 году, позволяет взглянуть на Галактику NGC 2841 под новым углом.

Новая Широкоугольная Камера 3 (WFC3) была установлена на Хаббле в мае 2009 во время Миссии 4. Она заменила сразу две устаревших камеры: обычную широкоугольную и Планетарную Камеру 2. Новая камера оптимизирована для наблюдения в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазоне длин волн. Именно в этом диапазоне излучают свет новорожденные звезды (показаны на фотографии ярко-синими сгустками). Таким образом, можно изучать звезды находящиеся за облаком пыли, которое раньше скрывало их.

На изображении видно очень много горячих, молодых звезд, но на самом деле в галактике NGC 2841 есть всего лишь несколько мест, где идет активный процесс звездного формирования. Вполне вероятно, что "горячая молодежь" просто уничтожила области формирования, в которых они были рождены.

Галактика NGC 2841 удалена от нашей Солнечной системы на 46 миллионов световых лет и находится в созвездии Большой Медведицы. NGC 2841 является частью общей группы галактик, названных хлопьевидными спиралями: подобные галактики не могут похвастаться четкими спиральными рукавами - на фотографиях видно неоднородное звездное распределение.

Звездообразование является одним из наиболее важных процессов формирования Вселенной, оно играет ключевую роль в процессе эволюции галактик; также на ранних стадиях звездного образования может происходить процесс формирования планетарных систем. Тем не менее, до сих пор в этом процессе очень много неизвестного, так, например, астрономы не понимают как сильно на этот процесс может влиять состав и плотность газа, а также что вообще вызывает зарождение звезды в первую очередь.

Международная команда астрономов использует WFC3 Хаббла для изучения ближайших галактик, процессы звездообразования в которых различны. Будет исследован широкий спектр галактик: от Messier 82, где идет настоящий бэби-бум молодых звезд, до NGC 2841, где процесс рождения новых звезд более уравновешен.

Источник.

[Wild Bill]

Квазизамкнутые миры и квантовое рождение вселенной
П.И. Фомин, Ю.В. Штанов, О.В. Барабаш

Квантовое описание гравитационного взаимодействия до сих пор не осуществлено вполне удовлетворительным образом. Вместе с тем, квантовая природа всех прочих взаимодействий, по-видимому, этого требует.

Полнотью см. Источник.

[jhanjaa]

Еще лет 30-40 назад нечто подобное предлагал М.Б. Менский (кажется). В общем, про горловину и отпочковывание уже было.

Сообщение отредактировал jhanjaa - 24.02.2011, 12:29

[Wild Bill]

Еще лет 30-40 назад нечто подобное предлагал М.Б. Менский (кажется). В общем, про горловину и отпочковывание уже было.

Я не берусь сказать точно по годам, но, действительно, это не новое предположение, просто мы сейчас вернулись к некоторым старым идеям на новом уровне, который учитывает последние достижения науки.

Оффтопик: С небольшой натяжкой можно сказать, что мой научный стаж совпадает с теорией суперструн (теория немного старше), но за это время произошло пять(!!!) суперструнных революций, которые существенно изменяли взгляд на эту теорию.

Оффтопик: Поздравляю с возвращением старого имени! (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)

Поиск бозона Хиггса будет иметь смысл ещё два года

Если Большой адронный коллайдер (БАК) не докажет существование бозона Хиггса в ближайшие два года, всю теорию субатомных структур Стандартной модели придётся пересмотреть. Вот такое заявление сделал вчера на конференции Американской ассоциации содействия науке Фелиситас Паусс, начальник управления международных отношений ЦЕРН.

Если Большой адронный коллайдер (БАК) не докажет существование бозона Хиггса в ближайшие два года, всю теорию субатомных структур Стандартной модели придётся пересмотреть.

Вот такое заявление сделал вчера на конференции Американской ассоциации содействия наукеФелиситас Паусс, начальник управления международных отношений ЦЕРН.

Учёные и сами знают, что могут так ничего и не найти. «Понятно, что Стандартная модель на определенном уровне неверна, — говорит Томас Лекомпт, координатор детектора ATLAS. — Понятно, что за её пределами что-то есть. Бозон Хиггса — это самый простой и элегантный способ перевести её на следующий уровень, но у природы могут быть другие планы».

БАК будет продолжать работу на половине мощности (3,5 ГэВ), затем закроется на 15 месяцев, после чего включится уже на полную силу. В дальнейшем ЦЕРН планирует повысить мощность до 14 ГэВ для более точной имитации условий Большого Взрыва. Огромный шаг в этом направлении был сделан созданием кварк-глюонной плазмы в ходе ряда свинцово-ионных столкновений в ноябре 2010 года. Подтвердилась гипотеза о том, что кварк-глюонная плазма принимает жидкую форму при высоких температурах.

Это не единственное достижение БАКа, запущенного в 2009 году. Однако, по словам г-на Лекомпта, доказывать гипотезы вроде той, что «создала» бозон Хиггса, удаётся чрезвычайно редко... Впрочем, физики не будут разочарованы в любом случае. «Если мы не увидим бозон — значит, наука наткнулась на что-то новое», — отмечает Николас Хэдли, член исследовательской группы компактного мюонного соленоидного детектора.

Протонные столкновения должны начаться в конце текущей недели; эксперименты будут продолжаться весь 2012 год, прервавшись на короткое техобслуживание в декабре 2011-го.

Источник.

Оффтопик: Что-то трудно разобраться со сроками, когда он остановится на 15 месяцев? (IMG:style_emoticons/default/sad.gif)

Сообщение отредактировал Wild Bill - 24.02.2011, 12:58

[Wild Bill]

Черная дыра взорвала свою галактику

Галактика под названием Маркарян 231, расположенная в районе Большой Медведицы в восьми тысячах световых лет от нас, умирает. Ее убила собственная центральная черная дыра, когда она решила присоединить к себе соседнюю галактику. Так утверждает группа астрофизиков под началом Сильвана Вейло (Sylvain Veilleux) из Университета штата Мерилэнд.

Это довольно крупная галактика, по общей звездной массе превышающая Млечный путь в три раза, в центре которой находится черная дыра, тоже в три раза массивней нашей.

Как известно, большинство галактик имеют в своем центре сверхмассивную черную дыру. Поскольку существование черных дыр до сих пор пока не доказано, будем понимать под этим термином сверхмассивное тело. Каждая такая дыра все время втягивает то, что попадается в сети ее мощной гравитации. Одни притягивают мало вещества, другие, если пространство вокруг них изобилует звездами и межзвездным газом, много. Поглощаемая материя, прежде чем навсегда исчезнуть, начинает интенсивно излучать фотоны разных частот и тем самым повышает температуру вокруг черной дыры. Эта температура может подняться настолько, что даже гравитация черной дыры перед ней не устоит. В этом случае вещество галактики станет не тянуться к черной дыре, а отталкиваться от нее фотонами.

Такой вариант наиболее возможен при слиянии двух сравнимых по размеру галактик, когда масса новых звезд попадает в окрестность черной дыры, свет вокруг нее превышает некий предел и галактика взрывается. Кокон из звезд и межзвездного вещества уносится от нее прочь, и галактика уже больше никогда не породит новых небесных тел, превратившись в коллекцию быстро стареющих звезд.

Именно это обнаружили астрономы, наблюдая за галактикой Маркарян 231. Она давно известна именно тем, что в настоящий момент сливается с другой галактикой, однако только сейчас ученые увидели, что ее газовый кокон несется прочь от ее центра со скоростью 1000 км/сек, за 9 секунд покрывая расстояние от Москвы до Владивостока.

Источник.
Статья arXiv:1102.4349.

[jhanjaa]

Черная дыра взорвала свою галактику


Источник.
Статья arXiv:1102.4349.

У меня вопрос - почему без центральной ч.д. галактика превращается в коллекцию быстро стареющих звезд? С чего вдруг они начинают быстро стареть?

[Wild Bill]

Здесь речь идёт о том, что сверхмассивная ЧД в центре галактики своим излучением вытесняет из этой галактики звёзды. Понятно, что в первую очередь будут вытеснятся лёгкие звезды, а оставшиеся тяжелые звёзды имеют скорость старения более быструю, чем вытесненные лёгкие. То есть ЧД в центре нужна, чтобы получилась скопление из быстро стареющих звёзд...

[Dmitri Klimushki...]

По всей видимости, дело в том, что падение газа на черную дыру приводит к мощному энерговыделению и сильному давлению возникающего при аккреции излучения, которое выталкивает газ из галактики. А звезды образуются из газа.

[Wild Bill]

Да, старые тяжёлые звёзды быстро стареют, а новые не образуются из-за отсутствия газа, и ещё лёгкие звёзды дрейфуют от центра галактики к периферии...

[Wild Bill]

Новое предположение о форме Вселенной

В древности люди считали, что Земля плоская, однако время показало, что они ошибались. Сейчас мы можем также обманываться насчет формы Вселенной. Общая теория относительности имеет дело с четырехмерным пространством, где в качестве четвертой координаты представлено время, и, согласно этой теории, любое массивное тело искривляет это пространство, а вся масса Вселенной превращает его плоскость в сферу. Но это плоскость в четырехмерном пространстве, а какую форму примет само это пространство, было до сих пор неизвестно. Большинство склонялось к тому, что оно имеет форму тора.

Григор Асланян (Grigor Aslanyan), космолог из Калифорнийского университета, считает, что это не совсем тор. Форма Вселенной, говорит он, зависит от протяженности ее координат. Она может быть конечна по всем трем пространственным измерениям; может иметь два конечных измерения и одно бесконечное; также может иметь два бесконечных измерения и одно конечное - три бесконечных измерения Асланян воспринимать не хотел. И в каждом из этих трех вариантов пространство будет иметь свою особую четырехмерную форму. И, что самое главное, Асланян знает, как проверить, какой вариант принят в нашей Вселенной. Он попытался это узнать, сравнивая свои расчеты с данными, полученными космическим зондом WMAP, исследующим распределение реликтового излучения в небосводе.

Правда, тут возникла проблема – Асланян быстро понял, что расчеты такой сложности обычному компьютеру не под силу. Тогда он обратился к помощи ГРИД – системы распределенных вычислений, охватывающей через подобие интернета множество компьютеров. Сами расчеты было легко распараллелить и 500 тысяч часов, необходимых для получения результата, превратились во вполне приемлемое время.

Результат подтвердил ожидания – вариант трех бесконечных измерений он отверг. Получилось интересное – пространство имеет форму вытянутого тора, грубо говоря, баранки, вытянутой в том самом направлении, в котором направлена недавно обнаруженная астрофизиками "ось зла" - направление в небе, где значения реликтового излучения отличаются от значений в других направлениях. Более точно узнать форму Вселенной Асланян надеется, получив в этом году данные от другого спутника под названием "Планк".

Источник.
Статья.

Сообщение отредактировал Wild Bill - 28.02.2011, 19:32

[jhanjaa]

Новое предположение о форме Вселенной


Источник.
Статья.

Непонятно, что значит "вытянутый тор" - ведь с точки зрения живущих в нем, определить вытянутый он или круглый нельзя.

[jhanjaa]

Непонятно, что значит "вытянутый тор" - ведь с точки зрения живущих в нем, определить вытянутый он или круглый нельзя.

Может имеется в виду осевая окружность?

[Wild Bill]

Извиняюсь, что сразу не смог ответить, Вы правы, речь идёт именно об осевой окружности. Здесь не важно, как это выглядит изнутри, важно описание... Мы изнутри не всегда всё хорошо видим, пример, голографический принцип.

Телескоп Хаббл опровергнул ещё одного конкурента темной энергии

Астрономы, работающие с космическим телескопом Hubble, исключили одну из альтернативных теорий, объясняющих расширение Вселенной с ускорением, после точного пересчета постоянной Хаббла (ученого, открывшего феномен разбегания галактик с ускорением и связанный с ним закон).

Oдин способ объяснить ускорение, не полагаясь на новую физику и без привлечения экзотических, неизвестных науке субстанций вроде темной энергии, существует. Если предположить, что мы живем в области пространства, необычно бедной веществом – так называемой пустоте или войде (от англ. void – «пустой»), дебет с кредитом сойдется безо всяких Λ-членов.

В этом случае галактики снаружи войда тянут наших вселенских соседей в среднем сильнее, чем изнутри, и у них появляется естественное ускорение к более плотным участкам Вселенной. Для одной такой модели даже существует редкое точное решение уравнение Эйнштейна – это так называемая модель Леметра—Толмана—Бонди, или ЛТБ-модель, которую в большинстве случаев и используют для расчетов поведения такой Вселенной. Обобщения ЛТБ-модели недоброжелатели иногда называют GLTB-моделями (G – от англ. generalised, «обобщенный»), но их авторы в частных разговорах уверяют, что ничего общего с известным движением не имеют.

Подгонкой размеров и средней плотности войда можно объяснить наблюдательные данные по сверхновым, и даже стандартная космологическая модель – с Большим взрывом, первичным нуклеосинтезом и прочими положенными атрибутами — не сильно пострадает. Такая Вселенная тоже бесконечна и даже однородна в очень крупных масштабах, так что нарушения космологического принципа нет, просто нам повезло (или не повезло) жить в ее относительно разреженном районе.

Сегодня эта теория объявлена недействительной, поскольку астрономы точно измерили постоянную Хаббла и, соответственно, темпы расширения Вселенной. Постоянная Хаббла – коэффициент, который связывает расстояние до внегалактического объекта со скоростью его удаления – составляет 73,8 километра в секунду на мегапарсек, погрешность оценивается всего в 3,3%. Это значение на 30% более точное, чем результаты предыдущего измерения, и оно значительно превышает максимальное ускорение, которое может объяснить теория "большого пузыря".

"Мы использовали новую камеру на Hubble как полицейский радар для измерения скорости автомобиля, – говорит исследователь Адам Рисс (Adam Riess) из Научного института космического телескопа при университете Джона Хопкинса. – И похоже, это именно темная энергия давит на педаль газа".

Источник

[Nils]

Столкновение нейтронных звезд

[Wild Bill]

В последние несколько миллиардов лет массивные галактики росли довольно медленно

Сравнив между собой чрезвычайно массивные галактики, расположенные на разных расстояниях от нас, астрофизики из Ливерпульского университета им. Джона Мурса и Бирмингемского университета обнаружили, что размеры объектов с приближением к Земле растут довольно медленно.

Для сравнения были выбраны ярчайшие галактики скоплений (brightest cluster galaxy, BCG). Они находятся в центральных областях своих скоплений и имеют солидные размеры и массу, что упрощает задачу наблюдателей. Обычно BCG классифицируются как эллиптические галактики.

Попытки оценить скорость роста BCG предпринимались и раньше. В 2009 году, к примеру, сотрудница Пенсильванского университета Марианджела Бернарди (Mariangela Bernardi) показала, что интервал в три миллиарда лет (от красного смещения z = 0,25 до наших дней, z ~ 0) соответствует увеличению размеров ярчайших галактик на 70%. Другая научная группа в прошлом году зафиксировала рост BCG между z ~ 0,4 и z ~ 0.

В новой работе рассматривались более удалённые галактики, находящиеся в пяти скоплениях, сфотографированных телескопом «Хаббл». Их красные смещения располагаются в диапазоне от 0,8, что соответствует путешествию во времени на 6,9 млрд лет назад, до 1,3 (8,8 млрд лет). Эта группа BCG сравнивалась с аналогичными галактиками из 19 приближенных к Земле скоплений на z ~ 0,2.

В результате было установлено, что за пять миллиардов лет, разделяющих z = 1 и z = 0,25, BCG увеличились в размерах лишь на 30 процентов. Этот факт противоречит опубликованным недавно данным по «обычным» эллиптическим галактикам, которые в последние восемь миллиардов лет росли очень быстро; моделирование развития BCG также предсказывает более заметные изменения. «Возможно, космологи упускают какую-то важную деталь эволюции галактик, в результате чего оценки оказываются завышенными», — предполагает участница исследования Клэр Бёрк (Claire Burke), презентовавшая работу на собрании Королевского астрономического общества.

Полная версия отчёта будет опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.

Подготовлено по материалам Королевского астрономического общества.

Источник

[Wild Bill]

Изучены галактики, в которых вспыхивали особо яркие сверхновые

Орбитальный телескоп GALEX выполнил наблюдения галактик, в которых вспыхивали особо яркие сверхновые. В последние годы астрономы часто обнаруживают чрезвычайно яркие сверхновые (к примеру, SN 2005ap и SCP 06F6) в тусклых галактиках. Логично предположить, что предшественниками этих сверхновых служат очень массивные звёзды, причины появления которых в карликовых галактиках и интересовали авторов исследования, представляющих университеты США, Великобритании, Южной Кореи и Франции.

В новой работе 17 изученных им галактик, в которых наблюдались яркие сверхновые, сравнивались с 26 000 «обычных» галактик, находящихся на красном смещении 0,01 < z < 0,25 и помещённых в каталоги самого GALEX и проекта Sloan Digital Sky Survey.

В верхнем ряду находятся рассмотренные GALEX «обычные» галактики размером с Млечный Путь, содержавшие сверхновые средней яркости, а в нижнем — карликовые галактики с особо яркими сверхновыми. (Иллюстрация НАСА / JPL-Caltech.)

17 выбранных объектов, как и ожидалось, имели небольшую звёздную массу и сокращённую интенсивность звездообразования. Связь между металличностью (содержанием элементов тяжелее гелия) и массой была установлена довольно давно, что даёт основания считать сниженной ещё и металличность этих 17 галактик.

Последнее обстоятельство, по мнению учёных, объясняет высокую яркость рождённых в карликовых галактиках сверхновых. Низкое содержание «тяжёлых» атомов в атмосфере звезды приводит к уменьшению потерь массы в процессе эволюции. В результате этого светило, в начале своего развития оказавшееся очень массивным, сохраняет внушительный «вес» и на стадии сверхновой, что гарантирует мощный взрыв.

Полная версия отчёта опубликована в издании Astrophysical Journal; препринт статьи можно загрузить с сайта arXiv.

Подготовлено по материалам Лаборатории реактивного движения.

Источник

[Wild Bill]

Тёмная материя связывает между собой неожиданные сигналы обсерватории «Ферми» и спутника WMAP

Американские физики-теоретики Дэн Хупер (Dan Hooper) и Тим Линден (Tim Linden) из Национальной ускорительной лаборатории им. Ферми показали, что тёмная материя может связать между собой неожиданные сигналы космической обсерватории «Ферми» и спутника WMAP.

Речь идёт об обнаруженных космическими аппаратами выделенных компонентах гамма-излучения и микроволнового излучения, локализованных в центральной области Млечного Пути.

Замеченный телескопом поток гамма-лучей сконцентрирован в радиусе ~0,5˚ от центра Галактики, а спектр этого излучения имеет чёткий пик в области 2–4 ГэВ. Хотя за появление такого компонента могут отвечать некие «обычные» астрофизические источники (незарегистрированная популяция миллисекундных пульсаров), представить его как результат аннигиляции частиц тёмной материи, вимпов, гораздо проще. Частицы должны иметь массу 7,3–9,2 ГэВ и аннигилировать с образованием тау-лептонов τ+τ– или, возможно, других лептонов.

Результаты гамма-обзора всего неба, который был выполнен «Ферми». Центральная яркая полоса — это Млечный Путь. (Иллюстрация НАСА.)

Если наблюдаемый гамма-сигнал действительно связан с аннигиляцией вимпов, то во внутреннюю область Галактики должны поступать энергетичные электроны и позитроны. Они будут терять энергию в результате обратного комптоновского рассеяния, а также при испускании синхротронного и тормозного излучения. При этом гигаэлектронвольтовые электроны и позитроны, движущиеся в магнитном поле с индукцией в 10–100 мкГс, дают синхротронное излучение на гигагерцевых частотах, попадающих в область наблюдения тех аппаратов, которые заняты изучением космического микроволнового фонового излучения.

WMAP относится именно к таким спутникам, и ему, что любопытно, удалось зарегистрировать некоторое превышение потока микроволнового излучения в радиусе 20˚ от центра Млечного Пути. Стандартные астрофизические объяснения этого эффекта не слишком убедительны, а поэтому часть учёных и считает его проявлением аннигиляции вимпов.

Г-да Хупер и Линден попробовали объединить теоретические модели данных «Ферми» и WMAP. Поскольку масса вимпов, их распределение в пространстве, а также сечение и вид аннигиляции достаточно чётко определяются по интенсивности и спектральным характеристикам гамма-сигнала, свойства «синхротронного» сигнала можно предсказать и сравнить с наблюдаемыми.

По утверждению авторов, схема аннигилирующих вимпов хорошо подходит в обоих случаях. Согласовать данные «Ферми» и WMAP будет легче, если «разрешить» частицам тёмной материи аннигилировать с образованием тау-лептонов, мюонов μ+μ– или электронов e+e–. Если ограничиться тау-лептонами, задача не станет неразрешимой, но придётся предположить, что в области сигнала WMAP существует относительно сильное магнитное поле.

Самой серьёзной проблемой гипотезы Хупера и Линдена можно считать то, что она сформулирована для лёгких вимпов с упомянутой выше массой в 7,3–9,2 ГэВ. Такие значения соответствуют заявлениям коллабораций DAMA/LIBRA и CoGeNT, якобы обнаруживших частицы тёмной материи, но эти результаты, не подтверждаются в других аналогичных экспериментах. Против лёгких вимпов свидетельствуют и данные с японского нейтринного детектора Super-Kamiokande, опубликованные три недели назад. Связь здесь такая: захват вимпов, которые имеют предлагаемые DAMA/LIBRA и CoGeNT характеристики, Солнцем и их последующая аннигиляция в объёме звезды должны давать нейтринные сигналы в гигаэлектронвольтовом диапазоне, но ничего подходящего Super-Kamiokande не видит.

«Мы и не называем свою работу надёжным доказательством существования тёмной материи, — отвечает на критику Дэн Хупер. — Просто эта связка [«Ферми», WMAP, CoGeNT, DAMA/LIBRA] сигналов кажется мне наиболее убедительной из всех».

Полная версия отчёта опубликована в журнале Physical Review D; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.

Подготовлено по материалам Physicsworld.Com.

Источник

Сообщение отредактировал Wild Bill - 28.04.2011, 13:01

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Wild Bill]

Наверное, это сюда...

Общеинститутский семинар по математике и ее приложениям МИАН им. В.А. Стеклова РАН

19 мая 2011 г., четверг, 16:00

Лауреат Нобелевской премии по физике Герард 'т Хоофт

"Черные дыры и теория элементарных частиц"

Семинар состоится в четверг 19 мая 2011 года в 16 часов в МИАН им. В.А. Стеклова, ул. Губкина, 8, в конференц-зале на 9-м этаже. Запись для прохода на семинар: katanaev@mi.ras.ru, тел. +7 (495) 984 81 41 * 37 81.


Abstract:

The talk is based on the paper "A class of elementary particle models without any adjustable real parameters", arXiv:1104.4543.

Conventional particle theories such as the Standard Model have a number of freely adjustable coupling constants and mass parameters, depending on the symmetry algebra of the local gauge group and the representations chosen for the spinor and scalar fields. There seems to be no physical principle to determine these parameters as long as they stay within certain domains dictated by the renormalization group. Here however, reasons are given to demand that, when gravity is coupled to the system, local conformal invariance should be a spontaneously broken exact symmetry. The argument has to do with the requirement that black holes obey a complementarity principle relating ingoing observers to outside observers, or equivalently, initial states to final states. This condition fixes all parameters, including masses and the cosmological constant. We suspect that only examples can be found where these are all of order one in Planck units, but the values depend on the algebra chosen. This paper combines findings reported in two previous preprints, and puts these in a clearer perspective by shifting the emphasis towards the implications for particle models.

[Wild Bill]

Уравнение состояния темной энергии

Проект SNLS3, в котором за три года наблюдений зарегистрировано 472 сверхновых класса Ia, позволил уточнить уравнение состояния космологической тёмной энергии до уровня точности 6,5%. Сверхновые Ia замечательны тем, что они могут служить «стандартными свечами» в космологических наблюдениях. В 1998 г. наблюдения сверхновых позволили установить, что Вселенная расширяется с ускорением.

В рамках ОТО это соответствует наличию вещества с отрицательным давлением — тёмной энергии. Результаты SNLS3 с учетом других наблюдательных данных, полученных со спутника WMAP7, а также в проектах SDSS и SHOES, дают для параметра уравнения состояния тёмной энергии в модели плоской Вселенной величину w = p/ρ = -1,061^+0,069_-0,068. Если не предполагать плоскостность, то получается w = -1,069^+0,091_-0,092, а ограничение на параметр кривизны принимает вид Ωk = -0,002 ± 0,006. Значение w0 = -0,905 ± 0,196 получается в предположении линейной эволюции w = w0 + wa(1 - a), где a — масштабный фактор Вселенной. В систематической погрешности доминирует прежде всего неопределённость фотометрической калибровки, а не астрофизические неопределённости, связанные с моделями самих сверхновых. В будущем устранение этого источника погрешности способно улучшить точность до ≈2%. Полученные данные пока хорошо согласуются с простейшим случаем космологической постоянной p = -ρ.

Источник

[Wild Bill]

Подведены итоги работы спутника Gravity Probe B, наблюдавшего эффекты ОТО

Зонд, запущенный в апреле 2004 года, должен был проверить два предсказания общей теории относительности — эффект де Ситтера и эффект Лензе — Тирринга. Первый, называемый ещё геодезической прецессией, регистрируется как изменение направления оси вращающегося тела (гироскопа), движущегося в искривлённом центральной массой — Землёй — пространстве-времени.

Проявлением более тонкого эффекта Лензе — Тирринга также может служить смещение оси гироскопа, но вызвано оно будет не собственно присутствием центрального массивного объекта, а его вращением.
.....

Полностью смотри:
Источник

[Wild Bill]

Представлены некоторые данные о строении Великой стены Слоуна

Астрофизики из Эстонии, Испании и Финляндии рассмотрели строение и состав сверхскоплений галактик, входящих в так называемую Великую стену Слоуна (Sloan Great Wall, SGW).

SGW считается крупнейшей — её длина превышает миллиард световых лет — и мощным скоблением галактик в местной части Вселенной. Проводя анализ наблюдений подобных гигантских структур с предсказаниями космологических моделей, можно обнаружить интереснейшие закономерности, однако SGW, с момента открытия которой прошло уже семь лет, изучена довольно плохо.
......

Полностью смотри:
Источник
По материалам статьи.