100kitov.ru

Интересные факты — события, биографии людей, психология
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Астрономы обнаружили, что Вселенная расширяется гораздо медленнее

Астрономы обнаружили, что Вселенная расширяется гораздо медленнее

В 1929 году астроном Хаббл обнаружил, что чем дальше от нас находятся космические объекты, тем больше красное смещение. В соответствии с этим фактом он сделал ложное открытие, что наша Вселенная расширяется. Вселенная — это та часть пространства, которое мы можем увидеть, почувствовать, получить от него сигнал.

Но теория расширяющейся вселенной противоречит закону о ее однородности. Ведь если в одном месте вселенной возникает вакуум, туда немедленно устремляется вещество из других областей и заполняет его. Как в область пониженного давления. Но это, конечно, слабый аргумент. Неоднородности обязательно присутствуют. Правда не в таких количествах. Кроме того, почему нет других расширяющихся вселенных?

Поэтому в соответствии с утверждением Хаббла о разбегающейся Вселенной начали строить объяснение существованием темной материи. А также о том, что само вещество может появляться ниоткуда, из пустоты. Все для того, чтобы его плотность сохранялась во Вселенной. Иначе однородности приходит конец. Разберемся, почему утверждение о расширении Вселенной ложно.

Измерение скорости по доплеровскому смещению

Если мы измеряем относительное движение тел, то в отсутствии сильной гравитации скорость сближения и расхождения пропорциональна доплеровскому смещению. На этом эффекте работают радары измерения скорости.

Что же происходит со светом при воздействии на него сильного гравитационного поля? По учению Эйнштейна свет отклоняется при прохождении мимо массивных объектов.

вселенная не расширяется - красный сдвиг спектра от гравитации

Свет, пройдя мимо солнца изгибается. мы видим звезду совсем не там, где она расположена на самом деле.

Что же будет со светом, если он выходит из массивного тела? Когда сила тяжести направлена противоположно направлению излучения. Да то же самое. Гравитация воздействует на свет и забирает часть его энергии. А энергия фотона пропорциональна его частоте.

ν — частота фотона.

При уменьшении энергии происходит доплеровский сдвиг ее частоты. Он направлен в красную и инфракрасную область, т.е. происходит снижение частоты (увеличение длины) волны. Потому что чем больше энергии у фотона заберет гравитация, тем меньше станет его частота. Таким образом, чем больше звезда, тем больше сдвиг.

Таким образом, сдвиг спектра в красную сторону происходит и в случае удаления, и за счет гравитации. Но от притяжения сдвиг есть всегда, а от удаления в 50%. Да и то максимум смещения будет, если вектор скорости направлен от нас по прямой.

Почему красное смещение больше с увеличением расстояния?

Какое излучение доходит до нас от удаленных объектов Вселенной? Конечно же от больших звезд и чем дальше они расположены, тем массивнее они должны быть, чтобы мы зарегистрировали его. От малых тел на таких расстояниях ничего не доходит. Особенно если они путешествовали несколько миллиардов световых лет. Потому и смещение большое. Причем оно может изменяться по мере путешествия фотонов. Если они пролетают мимо других массивных тел.

Можно ли реально измерить скорость разбегания галактик во вселенной, напичканной огромными скоплениями материи?

Для этого нужно исключить влияние гравитации. Как сделать, я не знаю. Она присутствует везде. Есть предположение, что никак. Наоборот, можно сделать предположение о массе источника излучения по данному сдвигу, но при этом считать, что ничто никуда не разбегается. Я не удивлюсь, что если влияние тяготения будут учитывать, окажется, что никакого разбегания Вселенной нет вообще. Вселенная однородна.

Нелинейная зависимость красного смещения

Сила гравитации F воздействует на энергию фотона нелинейно. Т.е. на удаляющийся фотон действует сила K*M/R² (R — расстояние, M — масса звезды). Энергия E, забранная у фотона, будет зависеть от расстояния, причем дифференциал энергии равен силе, умноженной на дифференциал расстояния dE=F*dR. Берем определенный интеграл от радиуса звезды r до расстояния до нее D

Подставляем граничные значения и получаем зависимость E=K2(1/D-1/r). Т.е. красное смещение из-за гравитации зависит от расстояния до объекта. Зависимость нелинейная. Но в пределе стремится к K2/r при D=∞. Т.е. на далеких расстояниях зависит в основном от радиуса и массы звезды.

Расстояние до звезд измеряют по яркости взрыва сверхновой звезды. Потому что яркость у них одинаковая, масса тоже. Но радиус разный в разные моменты от взрыва. И красное смещение от гравитации тоже разное. Только в самый момент взрыва радиус известен. Далее оболочка звезды взрывается и быстро расширяется. А ядро уплотняется.

Да еще есть и размытие смещения из-за взрыва, потому что части светящейся оболочки движутся в разных направлениях с большой скоростью. Очень сомнительно, что можно определить какую-то точную зависимость красного смещения от гравитации. Оно все время должно быть разным. Нам же сообщают о каких-то точных измерениях. Да еще и сравнивают измерения с другими сверхновыми. Значит, красное смещение от гравитации не учитывают.

Читайте так же:
Кондиционирование воздуха на самолёте Boeing-737 NG

Кстати, яркость объекта зависит от и от спектрального состава, т.е. от того же красного смещения. Поэтому при таких измерениях никакой линейности нет. Возможно поэтому из-за ошибки измерения получилось расширение вселенной с ускорением.

Почему физики поддерживают теорию, что вселенная расширяется?

Возникает справедливый вопрос. Зачем столько умных людей поддерживают бредовую идею с расширением вселенной?

Куда девать работающих над проблемой расширения Вселенной?

Во-первых, куда деваться ученым, с их работами, диссертациями, высокими должностями? Зачем они нужны, зачем им платить?

Ну допустим, что Вселенная однородна и не разлетается. Очень просто, обыденно, даже и поговорить не о чем. Никаких сенсаций и мифов о загадочной темной материи. С одной стороны расширение вселенной объясняют существованием темной материи. Мол из-за темной материи галактики отталкиваются. Но с другой стороны ею же объясняют и дополнительное притяжение в спиральных галактиках. Непонятная логика. Так отталкивает или притягивает? За что платить физикам?

А куда девать все их работы и псевдо открытия? Это же все коту под хвост. На объяснение несуществующего расширения работали целые институты. Их всех уволить, работы выбросить, званий лишить? На это никто в ближайшее время не пойдет.

Что такое вещество?

Физики уже завершили открытие практически всех элементарных частиц. И что дальше? Над чем им работать?

Хотя на самом деле там не паханное поле. Например, мы до сих пор не знаем, что такое электрон. Как он выглядит, его строение. Да вообще, что это такое? Знаем только некоторые его свойства. Второй парадокс. Эйнштейн как бы доказал, что масса и есть энергия в своей формуле

Но фотон, имеющий энергию, не имеет массы. Получается, что-то не так в формуле. Некоторые даже находят массу покоя у фотона, используя эту формулу. А другие пишут, что формула не действует для тел с нулевой массой. Но почему? Может потому что мы не знаем, что такое фотон?

Не знаем, как устроен атом. Если не считать примитивную и не выдерживающую никакой критики модель Резерфорда с его вращающимися электронами вокруг ядра. Но по какой-то неизвестной причине не излучающими электромагнитные волны. И зачем-то движущиеся по определенным орбитам на определенных уровнях. Но, похоже, что мы еще долго не узнаем о настоящем строении вещества, потому что тема очень сложная. Слава богу что с моделью Резерфорда уже покончено в современной физике.

И тут появляется глобальная идея про Вселенную, которая переворачивает наши представления о мире с ног на голову. Одни парадоксы. Мало того, что Вселенная расширяется, причем с ускорением. И тут уже каждый фантазирует, как хочет. Физики опять востребованы. Деньги текут рекой на исследования и статьи. Появляются новые идеи про темную материю, про возникновение вещества из пустоты и разную чертовщину. Жизнь, кажется, налаживается. Получается, что с точки зрения финансов и занятости это очень полезная идея.

Вопросы без ответа

Лучше бы товарищи ученые занялись ответом на вопросы:

  • Насколько справедлив закон Ньютона всемирного тяготения для больших масс и сил и больших расстояний? Возможно его нужно модифицировать, как в теории относительности.
  • Откуда взялось вещество или энергия во Вселенной?
  • Почему такая концентрация вещества или энергии во Вселенной?
  • Из-за чего общий заряд Вселенной равен 0?
  • Почему именно такой баланс микрочастиц (электронов, протонов, нейтрино, кварков и др.), почему не сдвигается?
  • Как любые частицы переходят друг в друга, например, излучение в элементарную частицу и наоборот?

Выводы

Если наша вселенная и расширяется, то не с такой скоростью и не с таким ускорением, как это интерпретировали по красному смещению. А значительно меньшими значениями.

Нужна новая физика — астрономы обнаружили, что Вселенная расширяется намного быстрее, чем ожидалось

Новые измерения космического телескопа «Хаббл» подтверждают, что Вселенная расширяется примерно на 9% быстрее, чем считалось ранее. Астрономы вывели эти значения опираясь на траекторию ее развития сразу после Большого взрыва.

Новые измерения, опубликованные 25 апреля в Astrophysical Journal Letters, уменьшают вероятность того, что несоответствие является случайностью с 1 на 3 000 до 1 на 100 000, и предполагают, что для лучшего понимания космоса может потребоваться новая физика.

«Это несоответствие росло и теперь достигло точки, которую действительно невозможно обозначать как случайность. Это не то, что мы ожидали», — говорит Адам Рисс, заслуженный профессор физики и астрономии Bloomberg в Университете Джона Хопкинса, Нобелевский лауреат и руководитель проекта.

В этом исследовании Рисс и его команда проанализировали свет от 70 звезд в нашей соседней галактике — Большом Магеллановом облаке. Ученые сделали это с помощью нового метода, который позволил получать быстрые изображения этих звезд. Звезды, называемые переменными цефеиды, осветляются и тускнеют с предсказуемыми скоростями, которые используются для измерения ближайших межгалактических расстояний.

Читайте так же:
Вот почему люди верят в гороскопы — изучаем по порядку

Обычный метод измерения звезд невероятно трудоемкий. «Хаббл» может наблюдать только одну звезду на каждую 90-минутную орбиту вокруг Земли.

Используя свой новый метод, называемый DASH (Drift And Shift), исследователи использовали «Хаббл» в качестве камеры «наведи и снимай», чтобы смотреть на группы цефеид, что позволило команде наблюдать дюжину цефеид одновременно.

Новые измерения «Хаббл» подтвердили, что Вселенная расширяется быстрее, чем ожидалось. С помощью новых данных Рисс и его команда смогли укрепить фундамент космической лестницы расстояний, которая используется для определения расстояний во Вселенной и вычисления постоянной Хаббла — значения того, насколько быстро космос расширяется со временем.

Команда объединила свои измерения Хаббла с другим набором наблюдений, сделанных в рамках проекта Араукария, сотрудничества при этом с астрономами из учреждений в Чили, США и Европе. Эта группа провела измерения расстояния до Большого Магелланова Облака, наблюдая затемнение света, когда одна звезда проходит перед своимпартнером в затменных двойных звездных системах.

Объединенные измерения помогли команде ученых уточнить истинную яркость цефеид. С этим более точным результатом исследователи смогли «затянуть болты» остальной части дистанционной лестницы, которая использует взрывающиеся звезды, называемые сверхновыми, для вычисления расширения вглубь космоса.

Поскольку измерения команды стали более точными, их расчет постоянной Хаббла не соответствовал ожидаемому значению, полученному из наблюдений за расширением ранней Вселенной спутником «Планк» Европейского космического агентства, которые были сделаны на основе условий, которые Планк наблюдал через 380 000 лет после Большого взрыва.

«Это не просто два противоречащих эксперимента», — объяснил Рисс. «Мы измеряем что-то принципиально иное. Одно — это измерение того, насколько быстро расширяется Вселенная сегодня, как мы видим это. Другое — это предсказание, основанное на физике ранней Вселенной и измерениях того, как быстро она должна расширяться. Если эти значения не совпадают, очень вероятно, что мы упустили что-то в космологической модели, которая связывает эти две эпохи».

Несмотря на то, что у Рисса нет ответа относительно точной причины расхождений, он и его команда продолжат точную настройку постоянной Хаббла с целью уменьшения неопределенности до 1%. Эти последние измерения позволили снизить неопределенность в темпах расширения с 10% в 2001 году до 5% в 2009 году, а теперь, благодаря этому исследованию, и до 1,9%.

Вселенная расширяется быстрее, чем мы думали

В декабре человечество, наконец, получило то, чего ученые-астрономы ждали почти вечность: точное расстояние от Земли до звезд. Однако, как часто бывает в науке, новые данные породили предположение о наличии ранее неизвестной загадки, решение которой может стать «открытием века».

Вселенная расширяется быстрее, чем мы думали

Из новых данных может следовать «новая физика»

«Не могу описать, насколько я взволнован», — сказал в интервью научно-просветительскому Quanta Magazine Адам Рисс. Профессор из университета Джонса Хопкинса, получивший Нобелевскую премию по физике 2011 года за совместное открытие темной энергии, занимается сейчас изучением новых данных, взволновавших научное сообщество.

Эти данные были получены 3 декабря с корабля Gaia Европейского космического агентства, который последние шесть лет наблюдал за звездами с высоты более миллиона километров от Земли. Телескоп измерил «параллаксы» 1,3 миллиарда звезд – крошечные сдвиги в видимом положении небесных тел, которые показывают их расстояния от нас.

Самая большая радость для космологов в том, что новый каталог Gaia включает в себя звезды, расстояния до которых служат мерилом для измерения всех наиболее далеких космических расстояний. Но неожиданно новые данные обострили самую большую загадку современной космологии: быстрое расширение Вселенной, известное как «хаббловская напряженность».

Все забеспокоились. Дело в том, что все основные уравнения говорят о том, что в настоящее время она должна расширяться со скоростью 67 километров в секунду на мегапарсек (то есть такова скорость разлета двух галактик, если между ними расстояние в 1 Мпк). И все же фактические измерения постоянно превышают отметку. Галактики слишком быстро удаляются. Это несоответствие наводит на мысль, что в космосе может действовать какая-то неизвестная оживляющая сила.

«Было бы невероятно интересно, если бы появилась новая физика», — сказал Рисс. «Я надеюсь, что из этого получится грандиозное открытие, но вначале нужно убедиться, что наши измерения полностью верны. Прежде, чем мы сможем сказать об этом однозначно, нам предстоит еще немало работы. Сейчас уже меньше неопределенности, так как новые данные о параллаксе, похоже, почти точно определяют расстояния до звезд».

Читайте так же:
10 интересных фактов о пеликанах: рассматриваем развернуто

Число из этой главы знает пока очень мало людей на Земле

В статье, опубликованной 15 декабря в The Astrophysical Journal, команда Рисса использовала новые данные. У них получилось зафиксировать скорость расширения на уровне 73,2 километра в секунду на мегапарсек с погрешностью всего 1,8%. Это, по-видимому, устранило большинство несоответствий в ранее полученных данных.

Если бы параллаксы было легко измерить, Копернику было бы гораздо легче отстоять свою правоту. Николай Коперник предположил в 16 веке, что Земля вращается вокруг Солнца. Но, по мнению ученых того времени, если бы Земля двигалась, то близлежащие звезды визуально смещались бы так же, как фонарный столб «двигается» по отношению к заднему плану, когда мы мимо него проезжаем.

Астроном Тихо Браге не обнаружил такого звездного параллакса и, таким образом, пришел к выводу, что Земля не движется.

И все же, это не так, и звезды действительно сдвигаются, просто мы не замечаем этого, так как они очень далеко. Только в 1838 году немецкий астроном Фридрих Бессель обнаружил параллакс звезд. Измеряя угловой сдвиг звездной системы 61 Лебедя относительно окружающих звезд, Бессель пришел к выводу, что она находится на расстоянии 10,3 световых лет от нас. Его измерения отличались от истинного значения всего на 10% – новые измерения Gaia помещают две звезды в системе на расстоянии 11,4030 и 11,4026 световых лет, плюс-минус одна или две тысячных светового года.

Но система 61 Лебедя исключительно близка, а вот звезды Млечного Пути смещаются всего на десятитысячные доли угловой секунды – сотые доли пикселя в современной камере телескопа. Для обнаружения движения требуются специализированные сверхстабильные инструменты. Gaia был разработан для этой цели, но когда он включился, у телескопа возникла непредвиденная проблема.

Телескоп работает, глядя одновременно в двух направлениях и отслеживая угловые различия между звездами в двух своих полях зрения, объяснил Леннарт Линдегрен, который стал соавтором миссии Gaia в 1993 году и руководил анализом новых данных о параллаксе. Для точной оценки параллакса необходимо, чтобы угол между двумя полями обзора оставался фиксированным. Но в начале миссии Gaia ученые обнаружили, что это не так. Телескоп слегка изгибается при вращении по отношению к Солнцу, что приводит к колебаниям в измерениях, имитирующих параллакс. Хуже того, это «смещение» параллакса сложным образом зависит от положения, цвета и яркости объектов.

Однако по мере накопления данных ученым Gaia было легче отделить «поддельный» параллакс от реального. Линдегрену и его коллегам удалось устранить большую часть колебаний телескопа из недавно обнародованных данных о параллаксе, а также разработать формулу, которую исследователи могут использовать для корректировки окончательных измерений в зависимости от положения, цвета и яркости звезды.

Располагая новыми данными, Рисс и его команда смогли пересчитать скорость расширения Вселенной. В общих чертах, для измерения космического расширения нужно выяснить, насколько далеки от нас галактики и как быстро они удаляются от нас. Измерения скорости просты, а вот с расстояниями все сложнее.

«Неизвестный компонент»

Людмила Трубилко, преподаватель физики высшей категории, пояснила это вопрос: «Самые точные измерения полагаются на замысловатую шкалу расстояний в астрономии. Первая ступень состоит из стандартных свечей в нашей галактике и вокруг нее, которые имеют четко определенную светимость и достаточно близки, чтобы демонстрировать параллакс — единственный надежный способ определить, насколько далеко объекты, не путешествуя туда. Затем астрономы сравнивают яркость этих стандартных свечей с яркостью более тусклых свечей в соседних галактиках, чтобы определить расстояние до них. Это вторая ступенька лестницы. Измерение расстояния до галактики, которая содержит яркие звездные взрывы, называемые сверхновыми типа 1a, позволяет космологам оценить относительные расстояния до более далеких галактик, содержащих более слабые сверхновые типа 1a. Отношение скоростей этих далеких галактик к их расстояниям дает скорость космического расширения».

Таким образом, параллаксы имеют решающее значение для всей конструкции. «Вы меняете первую ступеньку», — говорит Трубилко. — «Затем все, что следует за ней, тоже меняется. Если вы измените точность первого шага, изменится точность всего остального».

Физик с надеждой смотрит на открытия своих коллег и видит большой потенциал данных Gaia: «Параллаксы Gaia, безусловно, являются наиболее инновационным и точным определением расстояния из когда-либо существовавших. Новые данные дают астрономам новую надежду. Они, похоже, действительно корректны при внимательных подсчетах и полностью меняют то, как мы смотрим на напряжение Хаббла. Если во вселенной есть какой-то неизвестный нам компонент, который получится обнаружить, то это будет открытием века».

Почему вселенная расширяется? И как долго?

Наша вселенная расширяется. С ускорением. Каждую секунду пространство между космическими галактиками растет все быстрее и быстрее.

Читайте так же:
Как делают рыцарские доспехи (видео)

Какова будет конечная судьба Вселенной — вечное расширение или великий крах? Ключом к этому является понимание «темной энергии» — самой большой загадки современной астрофизики, которая также является причиной ускорения, которое началось внезапно 4-5 миллиардов лет назад.

Только в конце двадцатого века ученые обнаружили, что вселенная расширяется с ускорением. Его начало — около 5 миллиардов лет назад, относительно скоро до возраста вселенной, которой почти 14 миллиардов лет. Это оказался огромным сюрпризом для всех ученых, потому что, согласно тогдашним теориям, вселенная должна замедляться, а не ускорять свое расширение.

На самом деле, сам Эйнштейн столкнулся с проблемами, связанными с идеей об изменяющейся, а не статичной вселенной. Великий ученый считает, что почти до самого конца своей жизни вселенная должна быть статичной и неизменной — и при этом она не должна расширяться или уменьшаться. Именно по этой причине он меняет свои уравнения, которые говорят об обратном, и добавляет к ним так называемые космологическая постоянная, которая препятствует расширению пространства.

Когда в 1929 году американский астроном Эдвин Хаббл открыл так называемую красное смещение галактик, становится ясно, что кажется, что все другие галактики в космосе «убегают» от нас.

Когда автомобиль движется к нам, его звук меняется, а когда галактика движется, ее «цвет» меняется, и мы можем определить, приближается ли он к Земле или удаляется от нее.

Хаббл наблюдает за смещением видимого света галактик в красный спектр, что означает, что объект удаляется, и мы можем измерить его скорость. Это так называемый закон Хаббла, и скорость расширения сегодня известна как постоянная Хаббла (около 72 км в секунду на мегапарсек, равная 1 парсек = 31 триллион километров или 206 265 раз расстояния между Землей и Солнцем, и 1 мегапарсек = 1 миллион парсек).

Поэтому единственно возможное объяснение состоит в том, что пространство вселенной расширяется и не может быть статичным. И хотя эксперименты Хаббла являются эмпирическим доказательством, математическое изложение этого факта было сделано еще раньше бельгийским математиком Жоржем Ломмером в 1927 году. Перед лицом этого доказательства Эйнштейн отказался от космологической постоянной и даже назвал ее «самой большой ошибкой в его карьера».

Сегодня, однако, совершенно неожиданно, что нам снова нужна космологическая константа, хотя и немного другим способом.

Теория большого взрыва и эволюция вселенной

Как только станет ясно, что галактики убегают друг от друга, логично предположить, что в начале все они были сгруппированы в одном месте. Более того, мы можем предположить, что в самом начале вселенная была сжата в одну взорвавшуюся точку. Так рождается теория большого взрыва.

Сегодня это одна из широко признанных и проверенных теорий развития вселенной. Причина в ее огромной объяснительной силе. Действительно, если все когда-либо было собрано в одной точке, то это состояние должно быть с огромной температурой и невероятной плотностью. Моделирование таких условий является одной из задач современных ускорителей частиц, таких как Большой адронный ускоритель в ЦЕРНе. Объясняя появление химических элементов в результате Большого взрыва, Первичный нуклеосинтез, также является одним из больших успехов теоретической ядерной физики.

Но это остается проблемой. Предполагая, что был начальный Большой взрыв, который «раздувает вселенную» и обеспечивает сравнительную однородность пространства в большом масштабе, и в любом направлении, которое так, и мы наблюдаем это, если будет какой-либо энергетический след этого первичного колоссального взрыва, который мы можем видеть? Оказывается, есть доказательство.

Это так называемый космическое микроволновое фоновое излучение, также называемое остаточным или реликтовым излучением. Идея состоит в том, что, когда вселенная очень молода, она находится в чрезвычайно плотном и горячем состоянии плазмы и непрозрачна. Во время процесса расширения его температура снижается, и он начинает охлаждаться. При более низкой температуре могут образовываться стабильные атомы, но они не могут поглощать тепло, и Вселенная становится прозрачной (примерно через 300-400 лет после взрыва). Это время, когда испускаются первые фотоны, которые даже сегодня циркулируют в пространстве и могут быть обнаружены нами. Поэтому их излучение называется реликтовым, т.е. остаточное. Этот момент — также самая далекая вещь, которую мы можем видеть с нашими телескопами.

В 1964 году два радиоастронома — Арно Пензиас и Роберт Уилсон — экспериментально обнаружили эффект реликтового фона — устойчивый микроволновый «шум» с температурой около 2,7 Кельвина, равномерный в любой точке неба без связи со звездой или другим объектом. Это голос космоса, остаток взрыва, породившего нашу вселенную. Это окончательное доказательство справедливости теории Большого взрыва, за которую два радиоастронома получили Нобелевскую премию в 1978 году.

Читайте так же:
10 мифологических существ, существовавших в реальности: внимательный взгляд на вопрос

Космическое микроволновое фоновое излучение

Помимо неоспоримого доказательства Большого взрыва, реликтовое излучение дало нам еще кое-что. Зонд WMAP (микроволновый зонд анизотропии Уилкинсона), запущенный в 2001 году, отображает космическое фоновое излучение в наблюдаемой Вселенной. Различный цвет рисунка соответствует небольшой разнице в температуре излучения. В результате излучение является однородным с точностью до пяти знаков после запятой. Однако там, после пятого знака, что-то интересное и удивительное — темная материя.

Он взаимодействует только гравитационно, и мы не можем установить или доказать это каким-либо другим способом. По оценкам, его содержание составляет около 25 процентов от общей плотности вселенной, в то время как обычная, наша материя, составляет всего 4-5 процентов.

Хотя темную материю нельзя наблюдать непосредственно, ее присутствие было предложено Фрицем Цвицким в 1934 году для объяснения так называемой «Проблема с недостающей массой».

Оказывается, что галактики не могут быть стабильными и вращаться, как они это делают, если не существует огромного количества скрытой массы, удерживающей звезды в соединенной галактике. Результаты исследования космического фонового излучения однозначно подтверждают наличие большого количества темной материи.

Результаты WMAP также можно использовать для проверки геометрии юниверса — закрытой, открытой или плоской.

Сегодня мы знаем, что Вселенная плоская с точностью до 0,5 процента. Это хорошо, но это также означает, что в зависимости от плотности вещества и энергии во вселенной у нас может быть другой конец эволюции пространства. Если общая плотность (так называемый космологический параметр Омеги) превышает критическую массу, Вселенная может сжаться в так называемую Большой крах, прямо противоположный большому взрыву. Или, наоборот, мы можем расширяться до бесконечности, пока сама вселенная не станет довольно холодной, пустынной и относительно скучной. Это теория Большого охлаждения.

Темная энергия и конечная судьба Вселенной

На самом деле, как мы можем знать, что произошло с пространством Вселенной, и что будет с ним в будущем? Поскольку скорость света ограничена, чем дальше находится объект, тем дольше свет должен будет добраться до нас. Например, путь света от нашего Солнца до Земли составляет чуть более 8 минут. Наблюдая с помощью наших телескопов далеких звезд, мы на самом деле видим прошлое, когда ловим свет, который давно покинул их и только сейчас достигает нас. Тогда, если мы знаем, что наблюдаем два одинаковых объекта, но на разном расстоянии, мы можем вывести изменение пространства между ними во времени.

Объекты, которые относительно «идентичны» в космосе, известны как стандартные свечи.

Это могут быть переменные звезды особого типа, так называемые Цефеиды. Они пульсируют одинаково, т.е. излучать один и тот же световой поток через равные промежутки времени. Другими такими объектами, которые являются еще более точными показателями расстояний, являются вспышки сверхновых типа IA. Они представляют собой термоядерное разрушение звезды (фактически пары звезд). Из-за особенностей процесса всегда выделяется одна и та же энергия. Вот почему сверхновые IA — наши самые известные стандартные свечи.

В частности, в 1997 году исследования сверхновых показали, что Вселенная расширяется с ускорением. Поскольку энергия вспышки всегда одна и та же, разница, которую мы наблюдаем (более тусклые или более яркие вспышки), обусловлена ​​исключительно разницей в динамике пространства. Таким образом, мы можем получить карту эволюции пространства во времени. Оказывается, что в первые 8-9 миллиардов лет после взрыва Вселенная замедляется, как и следовало ожидать, а затем внезапно начинает расширяться с ускорением!

Это огромный парадокс, и причина ускоренного расширения пока неизвестна. Чтобы объяснить это, ученые вновь вводят космологическую постоянную Эйнштейна в уравнения, но с противоположным знаком — то есть он действует как антигравитация и целесообразно расширяет пространство.

Тем не менее похоже, что Эйнштейн не так сильно ошибался.

Сегодня мы знаем, что темная энергия занимает около 70 процентов от общей плотности энергии Вселенной. Мы понятия не имеем, почему он начинает свое действие или какова его природа. Вполне возможно, что его сила будет уменьшаться или увеличиваться со временем.

В зависимости от этого, есть два сценария конца нашей вселенной. Если космологическая постоянная продолжает работать и расти, мы будем расширяться вечно. Если, наоборот, его сила уменьшается и гравитация побеждает, тогда концом нашего космоса может стать Великое Падение. Тогда, почему бы и нет, возможно, новая вселенная родится в новом космическом Большом Взрыве. Но пока это просто загадки, ответы на которые скоро будут раскрыты.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию