Астрономы разглядели ”край” Вселенной: 26 апреля 2012 05:31 Читать подробнее актуальные новости и события на сайте.
Ученые нашли край Вселенной?
Астрофизики называют краем вселенной область космоса, наиболее удаленную от Земли. Для современной Вселенной такая черная дыра характерна, но для таких ранних времен — просто невозможна. Новости Казахстана Новости мира Политика Экономика Регионы Лайфхаки Спорт Amanat. Европейские ученые измерили расстояние от Земли до края Вселенной, иными словами, до самой далекой галактики и самого удаленного космического объекта, известного человеку.
Возможно, мы никогда это не узнаем.
Добраться до края такой бесконечной Вселенной невозможно. Бесконечность Вселенной подразумевает, что она должна быть бесконечна не только в пространстве, но и во времени, а значит, иметь бесчисленное количество звезд. Где находится край Вселенной и можем ли мы его достичь? Край Вселенной — это самая дальняя от нас область, видимая только с помощью самых больших телескопов. Вселенная расширяется, внешний край уходит от нас уже быстрее скорости света, крайние галактики физически находятся на расстоянии порядка 46 млрд св лет.
Есть ли у Вселенной край?
Бесконечность Вселенной подразумевает, что она должна быть бесконечна не только в пространстве, но и во времени, а значит, иметь бесчисленное количество звезд. – Мы не можем отправиться на край Вселенной для исследования, но мы доставим эти изображения обратно на Землю и изучим их на компьютерах – и всего за 1,4 миллиарда евро. В этом разделе собраны самые последние новости космологии, и тех областей физики, к которым она примыкает. Вселенная расширяется, внешний край уходит от нас уже быстрее скорости света, крайние галактики физически находятся на расстоянии порядка 46 млрд св лет.
Что нашли ученые на краю Вселенной?
Звезда существовала, когда возраст Вселенной составлял около 900 миллионов лет. Свет от «Эарендиль» шел до нашей планеты почти 13 миллиардов лет. Физик Дмитрий Горбунов о размере Вселенной, реликтовом излучении и кривизне пространства. В ранней Вселенной, возраст которой составляет свыше двух миллиардов лет после Большого взрыва, ученые выявили гигантский объект, который получил название Гиперион.
До края Вселенной
Для этого стоит вернуться во времени примерно на 13,8 миллиардов лет назад. В те времена наша Вселенная находилась в состоянии очень плотного и горячего объекта, который зовут «сингулярностью». Затем произошел «взрыв», и Вселенная начала расширяться и охлаждаться. Наблюдения показывают, что Вселенная действительно расширяется. Все галактики расположены далеко друг от друга, и дистанция между ними продолжает меняться с увеличивающейся скоростью. Но со временем в дело вступила гравитация, и расширение замедлилось. Однако недавние исследования показывают, что теперь расширение снова ускоряется из-за таинственной тёмной энергии, которая составляет большую часть энергетического содержания Вселенной, но о её природе сейчас мало что известно. Итак, у нас есть: сингулярность — Большой взрыв — расширение Вселенной. Существует также гипотеза космической инфляции: она говорит, что никакой сингулярности не было, а Большому взрыву предшествовало другое, особое состояние Вселенной — инфляционное. Но об этом как-нибудь в другой раз. Границы Вселенной Сегодня мы видим Вселенную в том виде, в котором она существует спустя 13,8 миллиарда лет после Большого взрыва.
И вот теперь как раз стоит поговорить о границах. Однако стоит отметить, что понятие «границ Вселенной» может быть не совсем корректным, поскольку само пространство и время на самом деле могут быть не такими, как мы привыкли их понимать. И размер вселенной из-за непостоянства её пространства-времени зависит от того, какое определение расстояния принять.
Скорее всего, наш мир гораздо обширнее видимой области, иначе мы бы заметили какие-то свидетельства существования его края. Несмотря на продолжающиеся поиски, мы не можем пока сказать, есть ли у Вселенной границы. Задать свой вопрос.
Сообщается, что астрофизики пришли к выводу, что она имеет форму сферы и похожа на раздувающийся воздушный шар. На это указывают последние данные космической обсерватории "Планк", запущенной в 2009 году для изучения реликтового излучения, сообщает Life. Как пишет Nature Astronomy, реликтовым называют "фоновое" микроволновое излучение, которое заполняет всю обозримую Вселенную и является "эхом" Большого взрыва. Космический спутник "Планк" показал, что под действием притяжения звезд и галактик эти лучи искривляются, то есть меняют свою траекторию. Этот эффект называют гравитационным линзированием.
Плоскостность Вселенной на самом деле является результатом однородности Вселенной, поскольку сосредоточенные скопления массы приводят к искривлению пространства-времени. Спутники, планеты, звезды и галактики являются примерами концентрированных скоплений массы, и поэтому они действительно деформируют пространство-время в области вокруг них. Однако эти объекты настолько малы по сравнению с космическим масштабом, что искривление пространства-времени, которое они вызывают, ничтожно мало в космическом масштабе. Если вы усредните все спутники, планеты, звезды и галактики во Вселенной, чтобы получить крупномасштабное выражение для распределения массы Вселенной, вы обнаружите, что оно постоянно. Второе наблюдение состоит в том, что наш уголок вселенной не является особенным или каким-то другим. Поскольку та часть вселенной, которую мы можем видеть, плоская и однородная , и поскольку наш уголок вселенной не является особенным, все части вселенной должны быть плоскими и однородными. Единственный способ для вселенной быть плоской и однородной буквально везде — это чтобы вселенная была бесконечной и не имела края. Этот вывод трудно понять нашим человеческим умам, но это самый логичный вывод, учитывая научные наблюдения. Если бы вы вечно летели на космическом корабле по прямой линии через пространство, вы никогда не достигли бы стены, границы, края или даже области вселенной без групп галактик. Но как вселенная может не иметь края, если она была создана в результате Большого взрыва? Если вселенная начиналась как конечная по размеру, разве она все еще не должна быть конечной и край вселенной где-то должен быть? Ответ заключается в том, что Вселенная изначально не была конечной по размеру. Большой взрыв не был похож на бомбу, лежащую на столе, взрывающуюся и расширяющуюся, чтобы заполнить комнату обломками. Большой взрыв произошел не в какой-то одной точке Вселенной. Это произошло одновременно во всей вселенной.
Мистический объект на краю Вселенной привел ученых в ужас
В плоской Вселенной параллельные линии никогда не пересекутся, а в замкнутой — линии в конечном итоге встретятся сами с собой. Из данных обсерватории "Планка" также выяснилось, что фоновое микроволновое излучение подвержено значительно более сильному гравитационному линзированию, чем предполагают существующие теории. И одной из интерпретаций этого нового параметра как раз является положительная кривизна пространства-времени. Интересные новости всегда под рукой в нашем Telegram-канале.
До сих пор не исключена вероятность существования внеземной жизни даже в Солнечной системе. Например, на спутнике Юпитера Европе под толстым слоем льда есть океан с подходящими для жизни условиями. Простые формы жизни могут существовать в атмосфере Юпитера и Венеры.
Я хочу напомнить, что в своё время с внешней стороны космической станции «Мир» была обнаружена плесень. И не важно, как она туда попала. Главное, это доказывает, что жизнь возможна даже в адских условиях открытого космоса. Венеру отличает то, что она очень ярко светится на утреннем и на вечернем небе.
Она сразу бросается в глаза. Также очень яркий Юпитер. Но отличить большинство планет Солнечной системы на небе от звёзд для обывателя сложно. Тут нужно либо хорошо знать созвездия, либо проводить наблюдения как минимум в течение месяца.
Дело в том, что звёзды все восходят и заходят одновременно. А вот планеты движутся среди звёзд, они потихонечку смещаются относительно них. При долгом наблюдении можно заметить, что планеты выписывают восьмёрки. Это проекция их движения вокруг Солнца.
К слову, не имеет ничего общего с действительностью мнение о том, что планеты и звёзды как-то по-разному дрожат или «играют» на небе. Эти визуальные эффекты связаны только со свойствами земной атмосферы. Планета Земля. А Солнце стоит на месте?
Но и сама наша звезда не стоит на месте. Она вместе с восемью удерживаемыми ею планетами Солнечной системы и миллионами астероидов движется вокруг центра нашей галактики Млечный путь со скоростью 250 километров в секунду. При такой огромной скорости на один полный оборот Солнца вокруг центра Млечного пути уходит почти миллион лет. И даже Млечный путь в общем облаке с Туманностью Андромеды и рядом других галактик вращается вокруг определённого центра масс.
А вся эта группировка в свою очередь движется в метагалактике. Всё вокруг чего-то вращается, а связано это с гравитацией, которая является определяющей силой во Вселенной. Статья по теме О чём молчит Вселенная? Как поиски внеземного разума помогают двигать науку — Почему Плутон лишили звания планеты?
В 2006 году Плутон лишили звания планеты не из-за его размеров, как многие думают. Дело всё в том, что по правилам Международного астрономического союза на орбитальной траектории движения планеты не должно находиться других объектов.
В современном мире, обремененные простыми житейскими проблемами, мы порой хотим улететь не то что в космос, а на край Вселенной, где эти неприятности нас точно не найдут. Улететь куда-нибудь, где нет плохой погоды, шумных соседей, горы немытой посуды и других бытовых проблем. А вы хоть раз задумывались о том, что нас там ждет, что находится на краю Вселенной? Да и что вообще можно понимать под определением «край света»? Черная непроходимая стена, пропасть, бесконечность? На эти вопросы попытались ответить ученые. И сегодня мы расскажем вам об их догадках. Мы можем говорить лишь о крае обозримой Вселенной.
Это максимальная дистанция, на которую можно «посмотреть» с Земли. Если расширение Вселенной будет продолжаться бесконечно, нам не удастся увидеть ее конца, даже если он существует. Потому что, смотря на самые далекие звезды и планеты, мы видим их отголоски из прошлого, так как свет движется с одной скоростью. Все объекты на конце наблюдаемой Вселенной, предстают перед нами такими, какими они были почти 14 миллиардов лет назад. Но все же это нельзя назвать физической границей космоса. Наш обзор в космосе ограничен мощностью современных технологий, и мы не можем заглянуть за край обозримой нами Вселенной, а ведь там дальше тоже есть огромное космическое пространство. Все, что мы наблюдаем, довольно однородный космос, и, скорее всего, так будет и дальше. Вселенная может оказаться в виде сферы, как вариант. В таком случае космос будет ограничен, но по-прежнему не будет иметь физических границ, потому что у шара нет ни начала, ни конца. Также нельзя сбрасывать со счетов и теорию мультивселенной, согласно которой космос не однородный и может сильно меняться в некоторых регионах.
Пока мы не можем доказать ни того, ни другого, поэтому сейчас разумно сохранять нейтралитет и не отдавать предпочтение ни одной из теорий. Джо Данкли, профессор физики и астрофизических наук Наши исследования дают нам возможность предполагать, что Вселенная не имеет границ, что она постоянно расширяется или сворачивается в сферу. Таким образом, даже если она замкнута, это еще не значит, что у нее есть границы. Возьмем к примеру пончик. Есть ли границы у поверхности пончика? Естественно, нет, но при этом мы понимаем, что данная поверхность не бесконечна, так ведь?
Ученые полагают, что формирование столь массивного объекта стало возможным из-за того, что он располагался в более плотном регионе Вселенной. Черная дыра быстро увеличивалась в размере, поглощая вещество вокруг себя, однако позднее ее рост замедлился.
Она превратилась в типичную сверхмассивную черную дыру, которая располагается в центре эллиптической галактики.
Где кончается Вселенная? Или как выглядит край Вселенной?
На расстоянии 31 миллиарда световых лет, что соответствует времени всего 550 миллионов лет после Большого взрыва, мы достигаем края того, что мы называем реионизацией: когда большая часть Вселенной становится в основном прозрачной для оптического света. Реионизация — процесс постепенный и происходил неравномерно; во многом она похожа на неровную, пористую стену. В некоторых местах реионизация происходила раньше, именно так Хаббл обнаружил самую удалённую галактику на расстоянии 32 миллиардов световых лет, всего через 407 миллионов лет после Большого взрыва , но другие регионы останутся заполненными частично нейтральным газом, пока не пройдёт почти миллиард лет. Теперь JWST пошёл ещё дальше, показав нам галактики уже через 330 миллионов лет после Большого взрыва, где они всё ещё выглядят большими, развитыми и не совсем «девственными» с точки зрения элементов, которые в них присутствуют. Должно быть, звёзды и галактики всё ещё существуют за пределами даже того, что JWST показал нам до сих пор. Галактики, сравнимые с современным Млечным Путём, часто встречаются на протяжении всей истории космоса.
Более молодые галактики в массе своей меньше, голубее, хаотичнее, богаче газом и имеют более низкую плотность тяжёлых элементов, чем их современные аналоги, а темпы звездообразования меняются с течением времени. Однако за границами возможностей наших современных телескопов мы всё ещё можем засечь косвенные признаки формирования звёзд: через излучение света самими атомами водорода, которое случается только при формировании звёзд — когда происходит ионизация, а затем свободные электроны рекомбинируются с ионизированными ядрами, излучая в результате свет. Возвращаясь ещё дальше назад, мы вполне ожидаем найти там дополнительные «края» Вселенной, представляющие интерес. На расстоянии 44 миллиардов световых лет излучение от Большого взрыва было настолько горячим, что стало видимым: если бы тогда существовал человеческий глаз, он смог бы увидеть, как это излучение начинает светиться красным цветом, подобно раскалённой поверхности. Это соответствует времени всего лишь 3 миллиона лет после Большого взрыва.
Если мы вернёмся на расстояние 45,4 миллиарда световых лет, то окажемся во времени, когда после Большого взрыва прошло всего 380 000 лет.
Данное явление получило название поверхности последнего рассеяния — место и время, когда фотоны света из горячей плазмы переместились в холодный вакуум, в котором и начали свое движение в далекий космос, в сторону нашей планеты, где мы их и увидели. Поэтому поверхность последнего рассеяния можно назвать краем Вселенной. Что же происходит в конце мира сегодня? К сожалению, это нам не известно, и не будет известно. Потому что, даже если прямо сейчас свет оттуда отправился в нашу сторону, пройдут миллиарды лет, пока он нас достигнет. Поэтому мы можем лишь строить предположения об этом. Если основываться на том, что мы сейчас видим в космосе, то, скорее всего, там, на краю Вселенной, сейчас происходит то же самое. Окажись вы сейчас там, то, возможно, даже не увидели бы особых различий.
Край Вселенной — это не конец, а ее продолжение. Еще больше звезд и галактик, а возможно и форм жизни, перед которыми сейчас стоит тот же вопрос. Майкл Троксель, доцент физики Вероятнее всего, что Вселенная не имеет конца и края. Но даже при этом у нее может быть множество краев. Если Вселенная открыта со всех сторон, то она бесконечна. Если же это замкнутая система, как сфера, то она автоматически становится конечной, но по-прежнему не имеет границ. Потому что, двигаясь по поверхности шара, мы в конечном итоге придем в начальную точку нашего путешествия. В нашем понимании у Вселенной есть два края. Общая теория относительности говорит о том, что скорость любого явления во Вселенной ограничена скоростью света, и это правило работает в любой ее точке.
Мы уже поняли, что Вселенная постоянно расширяется во все стороны, и с течением времени это расширение становится все быстрее. А значит, что наблюдаемому нами объекту в далеком космосе, нужно некоторое время, чтобы его свет достиг Земли. Но, так как Вселенная постоянно расширяется, то и расстояние, которое свету нужно пройти до нас, тоже увеличивается со временем. В таком случае, какую наибольшую дистанцию мы могли бы рассмотреть, если бы свет шел к нам от самого начала времен, от того, что случилось практически сразу после Большого Взрыва? Эта дистанция составляет 47 000 000 000 световых лет. У него даже есть собственное наименование: космологический горизонт. Взглянем на эту ситуацию с другой стороны и зададим вопрос по-новому: какая самая большая дистанция может быть для того, чтобы отправить и получить информацию, летящую со скоростью света?
Если не вести речь о перемещениях со скоростью, близкой к скорости света, то вопрос кардинального увеличения скорости передвижения в космическом пространстве может быть решен за счет разработки двигателей на новых физических принципах. Однако в настоящее время все попытки в этой области, включая, например, нашумевший EmDrive, не показали результатов, выходящих за пределы погрешности эксперимента.
Есть ли хотя бы гипотетический способ получить информацию из черной дыры? Он называется радиусом Шварцшильда, или гравитационным радиусом, и для каждого тела с определенной массой он свой. Например, радиус Шварцшильда для тела с массой Земли равен всего 9 мм, до такой горошины нужно сжать нашу планету, чтобы получить из нее черную дыру. Для Солнца этот радиус равен примерно 3 км. Наше Солнце в конце своей жизни превратиться в белый карлик — небольшое, размером с Землю, космическое тело из чистого углерода. После его остывания сверху останется сажа и графит, а внутри — чистейший алмаз в триллионы триллионов карат. А вот звезды массой, больше чем вдвое превышающей массу Солнца, умирая, с одновременной вспышкой сверхновых превращаются либо в нейтронные звезды, либо в черные дыры. Определяющим свойством черной дыры является область вокруг нее, называемая горизонтом событий.
Конечно, гравитация продолжает переделывать структуры, но тёмная энергия начинает работать против неё, став доминирующей в расширении Вселенной более 6 миллиардов лет назад. Новые звёзды продолжают формироваться, но пик звездообразования остался в далёком прошлом.
Сверхмассивные чёрные дыры продолжают расти, но ярче всего они светили раньше за счёт разгона аккреционной материи , и сегодня большая их часть более тусклая и менее активная, чем на ранних стадиях. По мере удаления на все большие расстояния, ближе к «краю», определённому началом горячего Большого взрыва, мы начинаем видеть ещё более значительные изменения. Эволюция крупномасштабной структуры во Вселенной, от раннего однородного состояния до кластерной Вселенной, которую мы знаем сегодня. Обратите внимание, что во всех случаях мелкомасштабная структура возникает раньше, чем структура на более крупных масштабах, и что даже области самой низкой плотности всё ещё содержат ненулевое количество материи. Но когда мы приближаемся к 27 миллиардам световых лет по расстоянию, возраст Вселенной составляет всего 1 миллиард лет. Звездообразование шло гораздо медленнее, новые звёзды формировались раза в четыре медленнее, чем на пике развития Вселенной. Скалистые планеты в этих ранних условиях, скорее всего, не могли появиться. Не только реликтовое излучение было значительно горячее — в инфракрасном, а не микроволновом диапазоне волн — но и каждая галактика во Вселенной должна была быть молодой и полной молодых звёзд; эллиптических галактик на таком раннем этапе, скорее всего, не существовало. Такие дальние расстояния уже находятся на пределе возможностей наших современных приборов, но телескопы, такие как Кек, Спитцер и Хаббл, начали доставлять нас туда, начиная с 1990-х годов. Как только мы возвращаемся в прошлое на расстояние примерно 29 миллиардов световых лет или дальше — что соответствует временам, когда возраст Вселенной составлял 700-800 миллионов лет — мы начинаем сталкиваться с первым «краем» Вселенной: краем прозрачности.
Публикации
- Ученые нашли край Вселенной. Но есть проблема
- Иркутские учёные заглянули за край Вселенной | Новости НТС
- «Это волшебно»: космический телескоп «Евклид» прислал снимки «темной вселенной»
- Информация
- Новости космологии → На краю Вселенной
- Наука РФ - официальный сайт
Ученые нашли край Вселенной?
Каждое место во Вселенной имеет свою собственную сферу наблюдения, за пределами которой ничего нельзя увидеть. Поскольку наша наблюдаемая вселенная не бесконечна, у нее есть край. Это не означает, что на краю нашей наблюдаемой вселенной существует стена энергии или гигантская пропасть. Край вселенной просто отмечает разделительную линию между местами, которые земляне в настоящее время могут видеть, и местами, которые мы в настоящее время видеть не можем.
И хотя наша наблюдаемая вселенная имеет край, вселенная в целом бесконечна и не имеет края. С течением времени свет достигает нас от все большего количества точек в пространстве. Поэтому наша наблюдаемая Вселенная постоянно увеличивается в размерах.
Поэтому вы можете подумать, что по прошествии вечности вся вселенная будет видна людям. Однако есть осложнение, которое мешает этому. Сама вселенная все еще расширяется.
Хотя нынешнее расширение Вселенной не так быстро, как во время Большого взрыва , оно столь же реально и важно. В результате расширения Вселенной все группы галактик постоянно удаляются друг от друга. Многие галактики находятся так далеко от земли, что расширение Вселенной заставляет их удаляться от земли со скоростью, превышающей скорость света.
Хотя специальная теория относительности не позволяет двум локальным объектам когда-либо перемещаться быстрее скорости света относительно друг друга, она не мешает двум удаленным объектам удаляться друг от друга быстрее скорости света в результате расширения Вселенной. Поскольку эти далекие галактики удаляются от земли со скоростью, превышающей скорость света, свет от этих галактик никогда не достигнет нас, как бы долго мы ни ждали.
Как отметили ученые, такой массивный объект впервые удалось увидеть при сдвиге спектральных линий к длинноволновой области спектра. Гиперион находится на расстоянии десяти миллиардов световых лет от Земли, его масса превосходит массу Солнца в 10 раз. Такие образования чаще всего встречаются ближе к Млечному Пути.
Сегодня мы считаем само собой разумеющимся, что космическое пространство прозрачно для видимого света, но это верно только потому, что оно не заполнено блокирующим свет материалом, таким как пыль или нейтральный газ. Но в ранние времена, до образования достаточного количества звёзд, Вселенная была полна нейтрального газа, который не был полностью ионизирован ультрафиолетовым излучением звёзд. В результате большая часть света, который мы видим, заслоняется этими нейтральными атомами, и только после образования достаточного количества звёзд Вселенная становится полностью реионизованной. Отчасти именно поэтому инфракрасные телескопы, такие как новейший флагман НАСА JWST, так важны для изучения ранней Вселенной: существует «граница», за которой мы не можем видеть на привычных нам длинах волн.
На расстоянии 31 миллиарда световых лет, что соответствует времени всего 550 миллионов лет после Большого взрыва, мы достигаем края того, что мы называем реионизацией: когда большая часть Вселенной становится в основном прозрачной для оптического света. Реионизация — процесс постепенный и происходил неравномерно; во многом она похожа на неровную, пористую стену. В некоторых местах реионизация происходила раньше, именно так Хаббл обнаружил самую удалённую галактику на расстоянии 32 миллиардов световых лет, всего через 407 миллионов лет после Большого взрыва , но другие регионы останутся заполненными частично нейтральным газом, пока не пройдёт почти миллиард лет. Теперь JWST пошёл ещё дальше, показав нам галактики уже через 330 миллионов лет после Большого взрыва, где они всё ещё выглядят большими, развитыми и не совсем «девственными» с точки зрения элементов, которые в них присутствуют. Должно быть, звёзды и галактики всё ещё существуют за пределами даже того, что JWST показал нам до сих пор. Галактики, сравнимые с современным Млечным Путём, часто встречаются на протяжении всей истории космоса. Более молодые галактики в массе своей меньше, голубее, хаотичнее, богаче газом и имеют более низкую плотность тяжёлых элементов, чем их современные аналоги, а темпы звездообразования меняются с течением времени. Однако за границами возможностей наших современных телескопов мы всё ещё можем засечь косвенные признаки формирования звёзд: через излучение света самими атомами водорода, которое случается только при формировании звёзд — когда происходит ионизация, а затем свободные электроны рекомбинируются с ионизированными ядрами, излучая в результате свет.
И, совершая долгое путешествие в одном фиксированном направлении, Вы в конце концов вернетесь в исходную точку. Если, конечно этому не будет препятствовать расширение Вселенной.
Вселенная — конечная или бесконечная — имеет горизонт событий, за который мы не можем заглянуть. Это является результатом конечного возраста Вселенной 13,8 миллиарда лет и конечной скорости света около 300 000 километров в секунду. За время существования Вселенной луч света никак не мог пройти более 13,8 миллиардов световых лет. Это означает, что свет из очень отдаленных регионов Вселенной еще не успел достичь Земли. Этот горизонт событий, который находится примерно в 13,8 миллиардах световых лет от нас, не является физическим краем или границей Вселенной.