В своей основе Теория струн отрицает и утверждает, что Вселенная существовала всегда.
М-теория – модель Вселенной
| М-теория, что это такое? | Следующий этап развития теории суперструн — М-теория — насчитала уже одиннадцать размерностей. |
| Просто невероятно: как устроена Вселенная, почему желания сбываются и зачем смотреть «Матрицу» | В 1983 году физики Стивен Хокинг и Джеймс Хартл выпустили научную работу, посвященную новой теории возникновения Вселенной. |
| 10 самых загадочных и необъяснимых тайн Вселенной | Она знает о Вселенной то, чего не знаем мы, и готова поделиться открытиями и секретами в книге «Карта Вселенной: Главные идеи, которые объясняют устройство космоса». |
| Хокинг, математика и струны: три ключевых теории о параллельных мирах | Согласно общепринятой теории, Вселенная родилась вместе с Большим взрывом и выглядела как очень горячая и плотная точка. |
Белые дыры, мультивселенная и вечная симуляция. Безумные теории, объясняющие устройство Вселенной
Но это не всё, что мы получим: мы также получим квантовую гравитацию, объединённую с другими частицами и взаимодействиями в пространстве-времени, с теми, что соответствуют другим операторам струны в теории поля. Также существует оператор, описывающий флуктуации геометрии пространства-времени, а ещё один — для квантовых состояний струны. Самое интересное в теории струн то, что она способна дать нам рабочую квантовую теорию гравитации. Брайан Грин делает презентацию по теории струн Всё это не означает, что вопрос решён, и что теория струн — это путь к квантовой гравитации. Великая надежда теории струн состоит в том, что эти аналогии смогут удержаться на всех масштабах, и что появится недвусмысленное соответствие типа «один к одному» струнной картины мира и Вселенной, которую мы наблюдаем вокруг нас. Пока что картина мира со струнами и суперструнами непротиворечива лишь в нескольких наборах измерений, и наиболее многообещающий из них не даёт нам четырёхмерной гравитации Эйнштейна, описывающей нашу Вселенную. Вместо этого мы обнаруживаем 10-мерную теорию гравитации Бранса - Дикке. Если вы слышали термин «компактификация» в приложении к теории струн — это просто слово, обозначающее, что мы должны разгадать эти загадки. Пока что многие люди предполагают существование полного и убедительного решения, подходящего для компактификации. Двумерная проекция многообразия Калаби-Яу , одного из популярных методов компактификации дополнительных, ненужных измерений теории струн Теория струн предлагает путь к квантовой гравитации, с которым могут сравниться немногие альтернативы. Если сделать разумные выводы по поводу того, как работает математика, мы сможем получить из неё как ОТО, так и Стандартную модель.
На сегодня это единственная идея, которая даёт нам это — поэтому за ней так отчаянно гонятся. Неважно, выступаете ли вы за успех теории струн или за провал, или как вы относитесь к отсутствию проверяемых предсказаний, она, без сомнения, остаётся одной из наиболее активных областей исследования теоретической физики. По сути, теория струн выделяется, как лидирующая идея среди мечтаний физиков об окончательной теории. Теги: Добавить метки Различные версии теории струн сегодня рассматриваются в качестве главных претендентов на звание всеобъемлющей универсальной теории, объясняющей природу всего сущего. А это - своего рода Священный Грааль физиков-теоретиков, занимающихся теорией элементарных частиц и космологии. Универсальная теория она же теория всего сущего содержит всего несколько уравнений, которые объединяют в себе всю совокупность человеческих знаний о характере взаимодействий и свойствах фундаментальных элементов материи, из которых построена Вселенная. Сегодня теорию струн удалось объединить с концепцией суперсимметрии, в результате чего родилась теория суперструн, и на сегодняшний день это максимум того, что удалось добиться в плане объединения теории всех четырех основных взаимодействий действующих в природе сил. Сама по себе теория суперсимметрии уже построена на основе априорной современной концепции , согласно которой любое дистанционное полевое взаимодействие обусловлено обменом частицами-носителями взаимодействия соответствующего рода между взаимодействующими частицами см. Стандартная модель. Для наглядности взаимодействующие частицы можно считать «кирпичиками» мироздания, а частицы-носители - цементом.
Теория струн - направление математической физики, изучающее динамику не точечных частиц, как большинство разделов физики, а одномерных протяжённых объектов, то есть струн. В рамках стандартной модели в роли кирпичиков выступают кварки, а в роли носителей взаимодействия - калибровочные бозоны, которыми эти кварки обмениваются между собой. Теория же суперсимметрии идет еще дальше и утверждает, что и сами кварки и лептоны не фундаментальны: все они состоят из еще более тяжелых и не открытых экспериментально структур кирпичиков материи, скрепленных еще более прочным «цементом» сверхэнергетичных частиц-носителей взаимодействий, нежели кварки в составе адронов и бозонов. Естественно, в лабораторных условиях ни одно из предсказаний теории суперсимметрии до сих пор не проверено, однако гипотетические скрытые компоненты материального мира уже имеют названия - например, сэлектрон суперсимметричный напарник электрона , скварк и т. Существование этих частиц, однако, теориями такого рода предсказывается однозначно. Картину Вселенной, предлагаемую этими теориями, однако, достаточно легко представить себе наглядно. В масштабах порядка 10Е—35 м, то есть на 20 порядков меньше диаметра того же протона, в состав которого входят три связанных кварка, структура материи отличается от привычной нам даже на уровне элементарных частиц. На столь малых расстояниях и при столь высоких энергиях взаимодействий, что это и представить немыслимо материя превращается в серию полевых стоячих волн, подобных тем, что возбуждаются в струнах музыкальных инструментов. Подобно гитарной струне, в такой струне могут возбуждаться, помимо основного тона, множество обертонов или гармоник. Каждой гармонике соответствует собственное энергетическое состояние.
Согласно принципу относительности см. Теория относительности , энергия и масса эквивалентны, а значит, чем выше частота гармонической волновой вибрации струны, тем выше его энергия, и тем выше масса наблюдаемой частицы. Однако, если стоячую волну в гитарной струне представить себе наглядно достаточно просто, стоячие волны, предлагаемые теорией суперструн наглядному представлению поддаются с трудом - дело в том, что колебания суперструн происходят в пространстве, имеющем 11 измерений. Мы привыкли к четырехмерному пространству, которое содержит три пространственных и одно временное измерение влево-вправо, вверх-вниз, вперед-назад, прошлое-будущее. В пространстве суперструн всё обстоит гораздо сложнее см. Физики-теоретики обходят скользкую проблему «лишних» пространственных измерений, утверждая, что они «скрадываются» или, научным языком выражаясь, «компактифицируются» и потому не наблюдаются при обычных энергиях. Совсем уже недавно теория струн получила дальнейшее развитие в виде теории многомерных мембран - по сути, это те же струны, но плоские. Как походя пошутил кто-то из ее авторов, мембраны отличаются от струн примерно тем же, чем лапша отличается от вермишели. Вот, пожалуй, и всё, что можно вкратце рассказать об одной из теорий, не без основания претендующих на сегодняшний день на звание универсальной теории Великого объединения всех силовых взаимодействий. Увы, и эта теория небезгрешна.
Прежде всего, она до сих пор не приведена к строгому математическому виду по причине недостаточности математического аппарата для ее приведения в строгое внутреннее соответствие. Прошло уже 20 лет, как эта теория появилась на свет, а непротиворечиво согласовать одни ее аспекты и версии с другими так никому и не удалось. Еще неприятнее то, что никто из теоретиков, предлагающих теорию струн и, тем более суперструн до сих пор не предложил ни одного опыта, на котором эти теории можно было бы проверить лабораторно. Увы, боюсь, что до тех пор, пока они этого не сделают, вся их работа так и останется причудливой игрой фантазии и упражнениями в постижении эзотерических знаний за пределами основного русла естествознания. Изучение свойств чёрных дыр В 1996 г. В этой работе Строминджеру и Вафе удалось использовать теорию струн для нахождения микроскопических компонентов определенного класса чёрных дыр, а также для точного вычисления вкладов этих компонентов в энтропию. Работа была основана на применении нового метода, частично выходящего за рамки теории возмущений, которую использовали в 1980-х и в начале 1990-х гг. Результат работы в точности совпадал с предсказаниями Бекенштейна и Хокинга, сделанными более чем за двадцать лет до этого. Реальным процессам образования чёрных дыр Строминджер и Вафа противопоставили конструктивный подход. Они изменили точку зрения на образование чёрных дыр, показав, что их можно конструировать путем кропотливой сборки в один механизм точного набора бран, открытых во время второй суперструнной революции.
Имея в руках все рычаги управления микроскопической конструкцией чёрной дыры , Строминджер и Вафа смогли вычислить число перестановок микроскопических компонентов чёрной дыры, при которых общие наблюдаемые характеристики, например масса и заряд, остаются неизменными. После этого они сравнили полученное число с площадью горизонта событий чёрной дыры - энтропией, предсказанной Бекенштейном и Хокингом, - и получили идеальное согласие. По крайней мере, для класса экстремальных чёрных дыр Строминджеру и Вафе удалось найти приложение теории струн для анализа микроскопических компонентов и точного вычисления соответствующей энтропии.
Поскольку это поле флуктуирует, массы порождаемых им частиц ведут себя также. Космологическая постоянная по-прежнему меняется со временем, но в этой модели это этот процесс связан с изменением массы частиц с течением времени, а не с расширением Вселенной. Флуктуации поля приводят к большим красным смещениям далеких скоплений галактик, чем предсказывают традиционные космологические модели. Таким образом, космологическая постоянная остается верной предсказаниям модели. Рецепт темной Вселенной Новая структура Ломбризера также решает некоторые другие насущные проблемы космологии, включая природу темной материи. Этот невидимый материал превосходит по численности обычные частицы материи в соотношении 5 к 1, но остается непонятным, поскольку не взаимодействует со светом. Физик предположил, что флуктуации поля также могут вести себя как аксионное поле. При этом аксионы являются гипотетическими частицами, которые считаются одним из предполагаемых кандидатов на роль темной материи. Эти флуктуации могут также «покончить» с темной энергией, гипотетической силой, растягивающей ткань пространства и, таким образом, раздвигающей галактики все быстрее и быстрее. В новой модели эффект темной энергии будет объясняться массами частиц, которые в более поздние времена во Вселенной избрали другой эволюционный путь. Читать далее:.
DOI: 10. Авторы работы предполагают, что Большой взрыв был не один - вместе с ним произошел еще и темный Большой взрыв, который наполнил все окружающее нас пространство частицами таинственной темной материи. Статья исследователей доступна на сервере препринтов arXiv, а коротко о новой теории рассказывает Science Alert. В стандартной космологии происхождение Вселенной неразрывно связано с так называемым Большим взрывом. Считается, что он дал начало процессу расширения Вселенной, который продолжается до сих пор. Считается также, что в первые минуты существования Вселенной частицы начали собираться в первые протоны и нейтроны. Это был процесс, известный как нуклеосинтез Большого взрыва - столп современной космологии, поскольку легшие в его основу расчеты точно предсказывают количество водорода и гелия в космосе.
В этой работе Каптейн, вероятнее всего, первым употребил термин «тёмная материя» dark matter , пускай и подразумевал под ним совсем не то, что он значит в современной физике. Предположение Каптейна о существовании большого количества невидимых тел поддержал известный астроном Ян Оорт. Он проанализировал вертикальные колебания звёзд относительно плоскости Млечного Пути и вывел, что масса тёмной материи — по крайней мере, в нашей галактике — не должна превышать массу видимых звёзд более чем вдвое. Он подсчитал радиальную скорость отдельных галактик, расположенных на краю скопления Волос Вероники скопления Кома , и проанализировал их светимость. По его данным получалось, что скопление могло сохранять гравитационную устойчивость, только если его полная масса в 400 раз! Цвикки заключил, что в скоплении присутствует значительный объем невидимого вещества, которое оказывает сильнейшее гравитационное воздействие на галактики и удерживает их от разрушения. Через четыре года Цвикки опубликовал новую статью с уточнёнными расчётами. На этот раз астрофизик высказался вполне определённо: в галактиках очень много тёмной материи, а сама она, по-видимому, состоит из «холодных звёзд, других твёрдых тел и газов». Позже выяснилось, что Цвикки ошибся в расчётах, — масса невидимого вещества оказалась на порядок завышена. Однако более тщательные измерения не опровергли основную его мысль: оценка массы скопления Волос Вероники, проводимая на основе его светимости и на основе гравитационных взаимодействий внутри него, показывала разные результаты! В то же самое время американец Синклер Смит получил похожие данные, изучая скопление галактик Девы. Как и предшественники, он полагал, что «невидимая» масса сосредоточена в гигантских слабосветящихся газовых облаках. Впрочем, перед тем как делать обобщения и создавать новую теорию, учёные должны были доказать, что эффект, наблюдаемый в галактических скоплениях, широко распространён во Вселенной. В 1939 году американский астроном Хорес Бэбкок, изучая ближайшую к нам галактику М 31 Туманность Андромеды , обнаружил, что скорость вращения звёзд вокруг её центра не уменьшается с увеличением радиуса, как предсказывает классическая небесная механика, а остаётся относительно постоянной. Объяснение может быть только одно: галактика содержит значительную массу невидимого вещества. Впрочем, Бэбкок не стал связывать аномалию с гипотезой тёмной материи, а предположил, что во внешней части М 31 происходят некие мощные процессы, влияющие на её динамику. Астрономы теперь могли регистрировать излучение атомарного водорода, определять его присутствие и скорость движения в межзвёздных облаках. Хендрик ван де Хюлст и Лодевейк Волтьер, два ученика Оорта, наблюдая М 31 в разных диапазонах радиоволн, установили, что в центре галактики суммарная масса более или менее соответствует светимости, а вот на периферии расхождение становится значительным. Возможно, «лишняя» материя приходится на гало из горячего газа?
Теория Большого Взрыва
- Загадочные «нечастицы» способны расколоть Вселенную - Hi-Tech
- Телескоп «Хаббл» отметил 34-ю годовщину работы красочным изображением туманности Гантель
- 10 самых загадочных и необъяснимых тайн Вселенной
- Невероятные теории устройства нашей Вселенной
Большой взрыв или вечный отскок : новые открытия меняют начало нашей Вселенной
Теория струн вселенной – способ представления пространства вселенной, состоящей из неких нитей, которые и называют струнами и бранами. Говоря нетехническим языком, M-теория дает представление об основной субстанции вселенной. Согласно теории относительности, закрытая Вселенная будет расширяться, а затем сжиматься обратно и в конце концов схлопнется, открытая Вселенная будет расширяться бесконечно, а плоская сначала будет расширяться, а затем очень постепенно замедлится и остановится. Научные теории о том, что может находиться за пределами Вселенной основаны, как правило, на предположениях, выводах из известных физических законов и математических моделях. Английский физик Мелвин Вопсон заявил, что его новое исследование может подтвердить популярную теорию симуляционной Вселенной.
Строение и развитие Вселенной для «чайника»
| 60 удивительных фактов о Вселенной, которые вы должны знать | Развивая эту теорию, Лоренц пришел к формулам похожим на уравнения специальной теории относительности, в частности Лоренц пришел к тем же выводам о замедлении времени и сокращении длины при движении на околосветовых скоростях. |
| 60 удивительных фактов о Вселенной, которые вы должны знать | Но опять же, возможно, слияние квантовой теории с теорией относительности даст нам лазейку и позволит Вселенной уцелеть. |
Стивен Хокинг надеялся, что M-теория объяснит Вселенную. Что это за теория?
гравитационные волны и их практическое применение. Сегодня шоу «Ньютон для чайников» отправляется на Лыткаринский завод оптического стекла холдинга «Швабе». 2.0 Теория ДВС: Шары для расточки каналов ГБЦ.
Новая модель Вселенной
Согласно теории относительности, закрытая Вселенная будет расширяться, а затем сжиматься обратно и в конце концов схлопнется, открытая Вселенная будет расширяться бесконечно, а плоская сначала будет расширяться, а затем очень постепенно замедлится и остановится. Грохочущую “космическую басовую ноту” гравитационных волн, которые, как полагают, возникают в результате замедленного слияния сверхмассивных черных дыр по всей Вселенной, обнаружили астрономы. В статье рассказывается о Вселенной, теориях ее происхождения, свойствах. Суть теории заключается в том, что вселенная возникла из одной точки, называемой точкой сингулярности, по причине того самого большого взрыва. Новая теория Вселенной и психики — книга автора М. М. Белоус, Жасмин КаЕва, 175 с. (2018).
Об устройстве Вселенной – простыми словами. Поймет даже ребенок
Учёные использовали самый современный спектрограф и пришли к выводу, что подавляющее большинство звёзд в галактиках движутся по своим орбитам с одинаковой угловой скоростью. Этот вывод подтверждал невероятное допущение, что масса в галактиках распределена равномерно — плотность вещества одинакова и в регионах, где находится большинство видимых звёзд, и там, где звёзд мало. Позднее Рубин установила: чтобы теория соответствовала наблюдениям, темной материи в галактиках должно быть в шесть раз больше, чем видимого вещества. Что примечательно, она предпочла объяснить феномен через модифицированную механику Ньютона, а не через напрашивающуюся гипотезу о неизвестном виде субъядерных частиц, способных взаимодействовать с «нормальной» материей только посредством гравитации.
Например, было выявлено её влияние на динамику системы двойных галактик и на формирование эллиптических галактик. Позднее оказалось, что тёмная материя искривляет свет, как и любые массивные небесные тела, то есть её можно обнаружить с помощью эффекта гравитационного линзирования. За идею тёмной материи ухватились и космологи, когда не сумели выявить предсказанную теорией неоднородность в реликтовом излучении.
Введение в модель тяжёлых частиц, которые не взаимодействуют с обычным веществом, но создают сильное гравитационное поле, позволило объяснить возникновение сложных галактических структур. Хотя в начале 1990-х годов неоднородность реликтового излучения всё-таки была выявлена при участии орбитальной обсерватории COBE Cosmic Background Explorer , к тому времени в существовании тёмной материи уже никто не сомневался. Так что ей попытались найти место в теории формирования Вселенной — и, конечно, нашли.
Реликтовое излучение — это «остывший» свет горячей плазмы, который перестал взаимодействовать с космической средой, когда возраст Вселенной составлял всего 380 тысяч лет. В то время ее фоновая температура достигала 3000 К температура реликтового излучения сейчас — 2,7 К. Вещество тогда было распределено в основном равномерно, поэтому присутствие неоднородностей на карте реликтового излучения может очень много рассказать об эволюции нашего мира.
Понятно, что обычная и тёмная материя по-разному взаимодействуют с реликтовым излучением. Взаимодействие с ним обычной материи проявляется колебаниями в частотах акустического диапазона — они прекрасно видны на графиках, где показана зависимость температуры космической среды от плотности. Тёмная материя никак не влияет на температуру, но зато на два порядка «углубляет» гравитационные «колодцы».
Анализ карты реликтового излучения показал, что в период «горячей» юности Вселенной соотношение масс тёмной материи и обычной равнялось пяти к одному. Так что эта теория сама по себе служит ещё одним доказательством существования тяжёлых частиц, не взаимодействующих с веществом. Она же разрушает многочисленные модели, в которых тёмная материя ассоциируется с большими скоплениями астероидов, блуждающими планетами или погасшими звёздами, — ведь эта материя появилась раньше, чем даже примитивные галактики.
Она настолько огромна, что мы можем видеть только её ничтожно маленькую часть. Как я упомянул, переносчиками скалярного поля являются бозоны, один из них был открыт экспериментально на Большом адронном коллайдере — бозон Хиггса. Сегодня инфляционная модель Вселенной доминирует, её придерживаются ведущие мировые физики-теоретики, включая наших соотечественников, например Алексея Александровича Старобинского. В частности модели отскока, согласно которой Вселенная существует циклически: за стадией расширения следует стадия сжатия, затем всё повторяется. А также модели мультивселенной, сторонники которой считают, что есть множество Вселенных. Получают ли эти гипотезы экспериментальное подтверждение? Нужно отметить, что пока альтернативные теории выглядят довольно спекулятивно.
Суть идеи в том, что если Вселенная родилась за счёт пульсации скалярного поля, то это событие могло произойти не единожды. Либо оно может повторяться многократно, либо в разных местах — тогда от нашей Вселенной могут отщепляться другие Вселенные. Последнюю идею выдвинул Андрей Линде, один из основателей инфляционной модели Вселенной. Он предполагал, что раз существует много видов скалярных полей, то может существовать и много видов Вселенных, где действуют разные физические законы. Вселенная растёт, флуктуирует и воспроизводит себя в различных формах — можно сравнить эту модель с кактусом, от которого отпочковываются новые побеги. Модель, в которой постоянно идёт процесс зарождения новых Вселенных, называется стационарной моделью. Это довольно интересная попытка учёных уйти от ответа на вопрос о начале и конце Вселенной.
Мы вошли в XXI век с двумя чемоданами, которые невозможно бросить, но трудно нести: в одном чемодане находится концепция тёмной материи, во втором — тёмной энергии. Поэтому сейчас даже звучат предложения как-то переработать теорию относительности Эйнштейна, чтобы хотя бы объединить и объяснить эти два «чемодана». Продолжается ли эволюция химического состава Вселенной сегодня? Могут ли возникнуть совершенно новые химические элементы? Дело в том, что они рождаются в звёздах, а также при столкновении нейтронных звёзд. Нейтронная звезда — это звезда, состоящая из сверхтекучей ядерной жидкости, где все частицы — барионы протоны и электроны — сжаты до чрезвычайно высокой плотности. В нейтронные звёзды превращаются со временем массивные звёзды.
Также по теме Вне Стандартной модели: учёные исследовали спектры радиоактивных молекул в поисках новых законов физики Учёные Курчатовского института в составе международной группы Европейской организации по ядерным исследованиям ЦЕРН впервые в мире... В двойной системе такие звёзды могут закончить свою «жизнь», столкнувшись друг с другом: они сближаются за счёт излучения гравитационных волн, образуя чёрную дыру. Именно такое явление мы с коллегами из других стран смогли зафиксировать летом 2017 года. Для синтеза тяжёлых элементов, таких как золото, например, нужна большая энергия сжатия массивной звезды в чёрную дыру это явление называется «сверхновая» или столкновение нейтронных звёзд.
Что такое темная материя?
Вместо этого существование и свойства темной материи выводятся из ее гравитационного воздействия на видимую материю, излучение и структуру Вселенной. Считается, что это темное вещество пронизывает окраины галактик и может состоять из слабо взаимодействующих массивных частиц или вимпов. Во всем мире есть несколько детекторов, ищущих вимпы, но до сих пор ни один не был найден. Некоторые предполагают, что темная материя может образовывать длинные мелкозернистые потоки по всей Вселенной, и что такие потоки могут исходить от Земли. Что такое темная энергия?
Несмотря на то, что гравитация притягивает пространство-время внутрь — «ткань» космоса, — она продолжает расширяться наружу все быстрее и быстрее. Чтобы объяснить это, астрофизики предложили невидимый агент, который противодействует гравитации, раздвигая пространство-время. Они называют это темной энергией. В наиболее широко принятой модели темной энергии это «космологическая постоянная»: неотъемлемое свойство самого пространства, которое имеет отрицательное давление, раздвигающее пространство. По мере расширения пространства создается еще больше пространства, а вместе с ним и больше темной энергии.
Но никто не знает, как ее искать.
Такой человек хорошо чувствует других людей, его проницательность подсказывает, когда и что говорить. У него отличные отношения со всеми, и в то же время он чётко сохраняет свои границы. Ему интересно жить, он свободен от привязанностей и наполняет всех позитивом. Так может жить каждый, потому что мы частицы единого поля сознания Вселенной. Фото Freepik Почему же тогда не все так живут? Всё очень просто — мы потеряли связь с собой, с источником, с природой и зациклились на внешнем мире. А внутренний мир не изучаем. Связь с полем всех возможностей Вселенной осуществляется через внутренний мир человека.
И если внутри пустота или хаос, то человек живёт за счёт своего биопотенциала, а не за счёт изобилия Вселенной — отсюда и ограничения. Как использовать знания и доказательства учёными квантовой запутанности для улучшения жизни? Если сознание человека и Вселенной являются двумя полюсами единого целого, как две половинки одного яблока, то всё, что есть у одной части доступно и второй. Для этого им нужно лишь соединиться. Тогда все возможности изобилия и успеха во Вселенной открываются личности человека. Человечество в своём развитии вышло на тот уровень, когда пришло время изучить свой внутренний мир и принять истинную версию себя, как частицу духа, воплощённого в теле. Поэтому начался всеобщий процесс трансформации. Мир быстро меняется, старые знания и инструменты, построенные с опорой на внешний мир, перестают работать. Люди вынуждены обращать внимание на внутренний мир и изучать его правила и законы, познавать истинного себя.
Трансформация — это переход из одного состояния в другое. В данный момент всё вокруг совершает этот переход — и природа, и люди. Откуда и куда, спросите вы?
Другая Вселенная: Астрофизики взбудоражены неожиданным открытием
Что такое Вселенная? Один из секторов Вселенной Вселенная появилась миллиарды лет назад, и люди до сих пор не смогли доказать истинные причины ее образования. Она представляет собой все существующее пространство. Галактики, звезды, планеты — все это часть необъятной Вселенной. Люди стараются изучать космос, но им предстоит проделать титаническую работу, прежде чем они смогут составить полное представление о его устройстве. Ежедневно астрономы из разных стран изучают новые области, но не могут добраться до границ мира. Причем исследования ведутся в разных направлениях: изучение Солнечной системы, соседних галактик, попытки установить общий размер Вселенной, подсчет космических объектов и т. Вселенная постоянно меняется, что усложняет процесс ее исследования и составления описаний определенных ее частей.
Но одно можно сказать точно: ее границы так так велики, что недоступны для изучения. Строение вселенной Пример расположения галактик относительно друг друга Звезды, которые видит человек, являются частью галактики. Солнце тоже входит в ее состав и находится на большом расстоянии от других светил. Если взглянуть на Млечный Путь со стороны, то он будет напоминать гигантский диск с большим скоплением звезд в центральной части. И таких галактик во Вселенной большое множество. Интересный факт: Млечный Путь состоит примерно из 10 миллиардов звезд. Свету, чтобы добраться из одного конца галактики в другой, требуется 100 тысяч лет.
Звезды распределены в галактиках неравномерно, в разных частях имеются плотные скопления, напоминающие шар. Также есть пространства, где на протяжении многих световых лет нет ни одного светила. Вокруг большинства звезд находятся планеты, обладающие уникальным внешним видом, атмосферой и другими особенностями. Также вокруг некоторых имеются спутники — небольшие космические объекты, удерживаемые за счет притяжения. Галактик во Вселенной огромное множество, и многие имеют спиралевидную форму, которую хорошо заметно благодаря расположению светил. Такой тип называется протогалактиками. Ученые предполагают, что во время своего образования они вращались по кругу с большой скоростью, и постепенно замедлились.
Другие галактики из-за сильного сжатия водородного газа не начали движение вокруг центральной оси и остались в форме эллипса. Межгалактическое пространство помимо пустоты может содержать различные объекты: пояса астероидов, кометы, карликовые планеты и т. Все вышеперечисленные объекты являются частью необъятной Вселенной. Причем регулярно рождаются новые звезды и планеты, из-за чего космос постоянно меняется. Это настолько понравилось другим мыслителям, что они позаимствовали у него выражение и начали использовать в аналогичном контексте. И пока римляне придумывали, как охарактеризовать пространство вокруг, греки тоже старались от них не отставать. Со временем оба слова начали использоваться для описания пространства вокруг.
Доказательства, что Вселенная имеет возраст Эдвин Хаббл поставил финальную точку в спорах, доказав наличие границ у Вселенной и их увеличение Если верить теории Большого взрыва, то отсчет жизни Вселенной начинается в ту секунду, когда сжатая до микроскопических размеров сингулярность моментально расширилась. Со временем это пространство заполнили галактики и постепенно приняли тот вид, который люди наблюдают из телескопов. Интересно: Созвездия: список, описание, что такое, названия, карта, история, фото и видео Вселенная проделала долгий путь, на который ушли даже не миллионы, а миллиарды лет. Когда Земля была достаточно изучена, они обратили внимание к звездам и начали стремиться узнать как можно больше о них. Средневековая модель Вселенной Изначально полагалось, что Вселенная бесконечна и не имеет возраста, являясь вечной. Но открытие законов термодинамики как минимум опровергло отсутствие возраста. Согласно им, тепло от горячих объектов переходит к более холодным, пока между ними не установится температурное равновесие.
И если бы Вселенная существовала вечно, планеты, звезды и другие космические тела были бы одной температуры. Благодаря таким умозаключениям ученые того времени установили, что пространство вокруг имеет определенный возраст. Интересный факт: ученые не исключают наличие в космосе областей, где объекты имеют одну температуру. Но они должны состоять из одинаковых материалов.
Если так, то область, которую мы можем видеть «Вселенную» , является всего лишь одним пятном в бесконечно большой мультивселенной.
Таким образом, с бесконечным числом космических пятен расположение частиц внутри них вынуждено повторяться — бесконечно много раз. Это означает, что существует бесконечно много параллельных вселенных: космические участки, точно такие же, как наши с нашими альтер эго. Что ждет Вселенную в будущем? Если темной энергии не существует, такая Вселенная перестанет расширяться и вместо этого начнет сжиматься, в конечном итоге схлопываясь в событии, получившем название «Большое сжатие». Если Вселенная закрыта, но темная энергия есть, сферическая Вселенная будет расширяться вечно.
В таком случае ее окончательная судьба — это Большое замораживание, за которым следует Большой разрыв: сначала внешнее ускорение Вселенной разорвет галактики и звезды на части, оставив всю материю холодной и одинокой. Затем ускорение станет настолько сильным, что пересилит действие сил, удерживающих атомы вместе, и все разорвется на части. Если темная энергия существует, плоская Вселенная в конечном счете подвергнется безудержному расширению, ведущему к Большому разрыву. Независимо от того, как это происходит, Вселенная умирает, и этот факт подробно обсуждался астрофизиком Полом Саттером. Что находится внутри черной дыры?
Согласно современным теориям, если вы бросите что-то в черную дыру, мы никогда не узнаем, что с ним случится.
Стандартная модель - это набор правил, описывающих взаимодействия этих частиц. В 1980-х годах появилась новая математическая модель теоретической физики , получившая название теория струн. Он показал, как все различные субатомные частицы, известные науке, могут быть сконструированы из гипотетических одномерных «струн», бесконечно малых строительных блоков, которые имеют только размер длины, но не высоты или ширины. Однако, чтобы теория струн была математически непротиворечивой, струны должны находиться во вселенной десяти измерений. Это противоречит опыту, что наша реальная Вселенная имеет четыре измерения: три пространственных измерения высота, ширина и длина и одно временное измерение.
Поэтому, чтобы «спасти» свою теорию, теоретики струн добавили объяснение, что дополнительные шесть измерений существуют, но не могут быть обнаружены напрямую; это объяснялось сложными математическими объектами, названными многообразиями Калаби — Яу. Число измерений было позже увеличено до 11 на основе различных интерпретаций 10-мерной теории, которые привели к пяти частным теориям, как описано ниже. Теория супергравитации также сыграла значительную роль в установлении необходимости 11-го измерения. Эти «струны» вибрируют во многих измерениях, и, в зависимости от того, как они вибрируют, их можно рассматривать в трехмерном пространстве как материю, свет или гравитацию.
Масса каждого из таких сгустков примерно равна массе трёх наших планет вместе взятых, что в итоге может помочь восстановить момент до сброса звездой своей оболочки. В последние годы «Хаббл» несколько раз останавливали для дистанционной диагностики возникающих неполадок. Пока действовала программа «Спейс Шаттл» его ремонтировали и улучшали, а также поднимали повыше на орбите, чтобы он не вошёл в атмосферу. Телескоп вращается на высоте примерно 500 км над поверхностью планеты. Через несколько лет его нужно будет либо поднимать ещё раз, либо контролируемо сводить с орбиты. В любом случае для этого нужны средства, которых пока нет. По неподтверждённой информации, NASA попросило компанию SpaceX разработать систему корректировки орбиты для «Хаббла», но подробностей на этот счёт нет. Открытие сделано на основе данных европейского астрометрического спутника «Гайя» Gaia. В двойной системе вместе со звездой-гигантом обнаружена чёрная дыра массой 33 солнечных масс. Это самый крупный такого рода объект, обнаруженный в Млечном Пути и это вторая по близости к Земле чёрная дыра в нашей галактике. Художественное представление системы Gaia BH3. Звезда находится на удалении 2000 световых лет от Солнечной системы в созвездии Орла. Наблюдение за звездой с помощью эшелле-спектрографа UVES на наземном телескопе VLT Южной европейской обсерватории в Чили показало, что у звезды есть невидимый партнёр, параметры которого оказались достаточно необычными, что позволило прийти к выводу, что это чёрная дыра с рекордной звёздной массой. Расчёты показывают, что звезда и чёрная дыра совершают один оборот по орбите за 11,6 года. Спектральный анализ показал, что звезда бедна металлами и, следовательно, чёрная дыра также образовалась из звезды-гиганта с низкой металличностью. Это первое такое открытие. Именно звёзды с низкой металличностью потенциально способны образовывать рекордно массивные чёрные дыры после своей смерти, так как они в процессе жизни не так активно «разбазаривают» вещество, как звёзды с высоким содержанием металлов. До обнаружения чёрной дыры в системе Gaia BH3 самой массивной чёрной дырой звёздной массы считался объект Лебедь Х-1 массой 21 солнечная на удалении около 7000 световых лет от нас. Самая близкая к нам чёрная дыра солнечной массы расположена в 1500 световых годах — это чёрная дыра Gaia BH1 с массой в 10 солнечных. Также была найдена ещё одна чёрная дыра подобной массы — Gaia BH2 , которая расположена на удалении 3800 световых лет от Солнечной системы. Новое открытие затмевает предыдущие находки и делает его крайне интересным. Это стало моментом регистрации сильнейшего в истории наблюдений гамма-всплеска, который получил индекс GRB 221009A и официальное прозвище BOAT английская аббревиатура от «ярчайший за всё время». Событие оказалось настолько ярким, что на месяцы затмило послесвечение, по которому можно было определить его источник. Но теперь эта тайна раскрыта. Источник изображения: IHEP Группа американских астрономов из Северо-Западного университета Чикаго в сегодняшнем номере журнала Nature Astronomy опубликовала статью, в которой сообщила о происхождении всплеска BOAT и о процессах, его сопровождавших, что также стало открытием. Учёные смогли приступить к поискам источника только полгода спустя после регистрации всплеска. До этого высокоэнергичные фотоны гамма-излучения буквально слепили все направленные на потенциальный объект излучения датчики. Следует сказать, что учёные не сильно удивились, когда обнаружили на месте «преступления» останки сверхновой. Взрывы сверхновых — это один из вероятных источников гамма-всплесков. Интересно здесь то, что взорвалась, в общем-то, рядовая сверхновая, а не нечто рекордное по своему масштабу, как можно было бы ожидать. Другое дело, что гамма-излучение, возникшее в результате взрыва, оказалось очень сильно сфокусированным. Именно эта концентрация, да ещё направленная в сторону Земли, привела к столь яркому эффекту. Такое может происходить не чаще одного раза в 10 тыс. Учёные считают, что предельная фокусировка гамма-лучей произошла по причине высокой скорости вращения звезды перед взрывом. В теории такие процессы могут вести к образованию наиболее тяжёлых металлов во Вселенной. Считается, что в звёздах в обычных условиях не могут быть синтезированы вещества тяжелее железа. Но в ряде экстремальных процессов, например, подогреваемые интенсивным гамма-всплеском, могут появиться и более тяжёлые элементы, включая золото и платину. Обратив свой взор к месту рождения события BOAT, учёные начали поиск золота и платины. Помог им в этом спектрометр космического телескопа «Джеймс Уэбб». Ни золота, ни платины в результате обнаружить на месте взрыва сверхновой не удалось. Это позволяет отодвинуть в сторону теорию о GBR-канале, как катализаторе синтеза тяжёлых элементов. В то же время это лишь повод обнаружить больше похожих событий и набрать достаточно данных либо для полного опровержения такой возможности, либо для создания списка исключений. В любом случае, изучение события BOAT дало целый спектр данных, чтобы учёным было чем занять свои головы в поиске ответов на загадки Вселенной. Сегодня опубликованы данные первого года наблюдений, и они оказались интригующими. Это ещё не доказательство открытия, а только намёк на то, что основную на сегодня космологическую модель эволюции Вселенной, возможно, потребуется в корне изменить. Трёхмерная карта участка Вселенной. Возникла идея тёмной энергии, которая заставляет вещество разлетаться с ускорением. Согласно модели Лямбда-CDM , влияние тёмной энергии на вещество постоянно в течение всей её истории, что, в сухом остатке, приведёт Вселенную к тепловой смерти. Проект DESI кроме решения других задач также преследовал цель повысить точность измерения влияния тёмной энергии на вещество во Вселенной. Делает он это разными способами. На расстояние до 11 млрд световых лет изучаются спектры квазаров, а относительно близко расположенные галактики картографируются с помощью анализа спектров сверхновых и переменных звёзд. Это особенно ценно для ранней Вселенной, о которой мы знаем исчезающее мало, но которую можем изучать новыми инструментами и подкреплять модели своими наблюдениями. Так, анализ распределения галактик и квазаров в те ранние времена, когда эти объекты разлетались «на гребне волны» так называемых барионных акустических осцилляций — волн или пузырей распространения плотности «первичной» плазмы, позволяет с новой точностью измерить влияние тёмной энергии на этот процесс. Согласно данным DESI за первый год наблюдений, скорость разлёта вещества в ранней Вселенной и в окружающей нас Вселенной отличаются.
Тёмная вселенная - это конец? М-теория. Теория струн.
| М теория вселенной для чайников. Теория струн | Теория суперструн, популярным языком, представляет вселенную как совокупность вибрирующих нитей энергии – струн. |
| Большой взрыв или вечный отскок : новые открытия меняют начало нашей Вселенной | Исключительно простая теория всего. Алексеев с.с право азбука теория философия опыт комплексного исследования м 1999, м-теория вселенной для чайников. |
| Хокинг, математика и струны: три ключевых теории о параллельных мирах | и новая теория квантовой гравитации показывает, как это возможно. |
| Как наш разум связан со Вселенной и какие возможности открывает квантовая психология? | Международная команда физиков по итогам нового исследования предложила расширенную теорию о рождении Вселенной. |
| Теории и модели происхождения Вселенной. Как, почему, откуда появилась Вселенная | AdS/CFT даёт полное определение М-теории для особого случая геометрии пространства-времени AdS, наполненного отрицательной энергией, заставляющей его искривляться не так, как наша Вселенная. |
Строение и развитие Вселенной для «чайника»
Вселенная «для чайников». Они не доказывают окончательно, что теория отскакивающей Вселенной неверна, но подчеркивают проблемы с некоторыми версиями этой теории. Если теория струн и М-теория таки окажутся верными, то это будет главным достижением науки за последние 2000 лет, с тех самых пор, как древние греки начали поиски единой связной и целостной теории Вселенной. Речь о том, что, согласно общей теории относительности, вселенная включает в себя 4 измерения: длину, ширину, глубину и время. Самые удивительные теории о Вселенной, которые поддерживаются многими представителями научного сообщества. Международная команда физиков по итогам нового исследования предложила расширенную теорию о рождении Вселенной.
М теория вселенной для чайников. Вначале был миф
Это первое такое открытие. Именно звёзды с низкой металличностью потенциально способны образовывать рекордно массивные чёрные дыры после своей смерти, так как они в процессе жизни не так активно «разбазаривают» вещество, как звёзды с высоким содержанием металлов. До обнаружения чёрной дыры в системе Gaia BH3 самой массивной чёрной дырой звёздной массы считался объект Лебедь Х-1 массой 21 солнечная на удалении около 7000 световых лет от нас. Самая близкая к нам чёрная дыра солнечной массы расположена в 1500 световых годах — это чёрная дыра Gaia BH1 с массой в 10 солнечных. Также была найдена ещё одна чёрная дыра подобной массы — Gaia BH2 , которая расположена на удалении 3800 световых лет от Солнечной системы. Новое открытие затмевает предыдущие находки и делает его крайне интересным.
Это стало моментом регистрации сильнейшего в истории наблюдений гамма-всплеска, который получил индекс GRB 221009A и официальное прозвище BOAT английская аббревиатура от «ярчайший за всё время». Событие оказалось настолько ярким, что на месяцы затмило послесвечение, по которому можно было определить его источник. Но теперь эта тайна раскрыта. Источник изображения: IHEP Группа американских астрономов из Северо-Западного университета Чикаго в сегодняшнем номере журнала Nature Astronomy опубликовала статью, в которой сообщила о происхождении всплеска BOAT и о процессах, его сопровождавших, что также стало открытием. Учёные смогли приступить к поискам источника только полгода спустя после регистрации всплеска.
До этого высокоэнергичные фотоны гамма-излучения буквально слепили все направленные на потенциальный объект излучения датчики. Следует сказать, что учёные не сильно удивились, когда обнаружили на месте «преступления» останки сверхновой. Взрывы сверхновых — это один из вероятных источников гамма-всплесков. Интересно здесь то, что взорвалась, в общем-то, рядовая сверхновая, а не нечто рекордное по своему масштабу, как можно было бы ожидать. Другое дело, что гамма-излучение, возникшее в результате взрыва, оказалось очень сильно сфокусированным.
Именно эта концентрация, да ещё направленная в сторону Земли, привела к столь яркому эффекту. Такое может происходить не чаще одного раза в 10 тыс. Учёные считают, что предельная фокусировка гамма-лучей произошла по причине высокой скорости вращения звезды перед взрывом. В теории такие процессы могут вести к образованию наиболее тяжёлых металлов во Вселенной. Считается, что в звёздах в обычных условиях не могут быть синтезированы вещества тяжелее железа.
Но в ряде экстремальных процессов, например, подогреваемые интенсивным гамма-всплеском, могут появиться и более тяжёлые элементы, включая золото и платину. Обратив свой взор к месту рождения события BOAT, учёные начали поиск золота и платины. Помог им в этом спектрометр космического телескопа «Джеймс Уэбб». Ни золота, ни платины в результате обнаружить на месте взрыва сверхновой не удалось. Это позволяет отодвинуть в сторону теорию о GBR-канале, как катализаторе синтеза тяжёлых элементов.
В то же время это лишь повод обнаружить больше похожих событий и набрать достаточно данных либо для полного опровержения такой возможности, либо для создания списка исключений. В любом случае, изучение события BOAT дало целый спектр данных, чтобы учёным было чем занять свои головы в поиске ответов на загадки Вселенной. Сегодня опубликованы данные первого года наблюдений, и они оказались интригующими. Это ещё не доказательство открытия, а только намёк на то, что основную на сегодня космологическую модель эволюции Вселенной, возможно, потребуется в корне изменить. Трёхмерная карта участка Вселенной.
Возникла идея тёмной энергии, которая заставляет вещество разлетаться с ускорением. Согласно модели Лямбда-CDM , влияние тёмной энергии на вещество постоянно в течение всей её истории, что, в сухом остатке, приведёт Вселенную к тепловой смерти. Проект DESI кроме решения других задач также преследовал цель повысить точность измерения влияния тёмной энергии на вещество во Вселенной. Делает он это разными способами. На расстояние до 11 млрд световых лет изучаются спектры квазаров, а относительно близко расположенные галактики картографируются с помощью анализа спектров сверхновых и переменных звёзд.
Это особенно ценно для ранней Вселенной, о которой мы знаем исчезающее мало, но которую можем изучать новыми инструментами и подкреплять модели своими наблюдениями. Так, анализ распределения галактик и квазаров в те ранние времена, когда эти объекты разлетались «на гребне волны» так называемых барионных акустических осцилляций — волн или пузырей распространения плотности «первичной» плазмы, позволяет с новой точностью измерить влияние тёмной энергии на этот процесс. Согласно данным DESI за первый год наблюдений, скорость разлёта вещества в ранней Вселенной и в окружающей нас Вселенной отличаются. Достоверность данных пока ниже открытия — на уровне трёх значений сигма при необходимых пяти значений и выше. Однако это намёк, что влияние тёмной энергии на вещество со временем может начать ослабевать.
Если это так, то, по крайней мере, Вселенной не будет грозить тепловая смерть, ведь её расширение в таком случае замедлится или даже остановится до начала фатальных и необратимых последствий. В любом случае, придётся искать место для новой физики в наших моделях. Да, это еще не доказательство, но это интересно». Осталось дождаться 2026 года, когда проект DESI завершит сбор данных и подождать ещё несколько лет, пока их обработают. Но пока даже обнаружение звёзд второго поколения случается менее одного раза на 100 тыс.
И всё же, обнаружить звезду второго поколения да ещё в другой галактике — это тоже удача и её только что поймали учёные из Чикагского университета. Эта звезда обнаружена у нас под боком в галактике-спутнике Млечного Пути Большом Магеллановом Облаке и она стала кладезем ценной информации. Большое Магелланово Облако, наблюдаемое с помощью телескопа «Спитцер». Чем меньше в спектре звезды металлов — всего, что тяжелее гелия в таблице Менделеева, тем она старше. Поэтому от спектра первых звёзд учёные ждут линий водорода и гелия и немного лития — только того вещества, которое образовалось в процессе Большого взрыва.
Считается, что первые звёзды были сверхбольшими и сверхгорячими, поэтому они просуществовали недолго и вследствие быстрого прогорания не встречаются нам при наблюдении за Вселенной. Но зато в их недрах в процессе термоядерных реакций успели возникнуть первые элементы тяжелее лития вплоть до железа по периодической таблице. Взорвавшись, первые звёзды образовали облака веществ для рождения звёзд второго поколения, в спектре которых мы можем обнаружить характерные металлы в определённых пропорциях.
Она состоит из серии отскоков, которые проходят бесконечное число циклов и продолжаются до бесконечности. А поскольку у такой вселенной нет начала, то нет ни Большого взрыва, ни сингулярности. Однако, по словам физика Уильяма Кинни из Университета Буффало, соавтора второго исследования, на пути теории вечно циклической Вселенной стоит одно препятствие. Это энтропия, которая накапливается с каждым отскоком Вселенной.
Часто рассматриваемая как количество беспорядка в системе, энтропия связана с количеством полезной энергии в системе: чем выше энтропия, тем меньше энергии доступно. Если мы вернемся в прошлое, к началу Вселенной, то эта идея подразумевает фактически бесконечно малое количество энтропии, но энтропия присутствует и сильно напоминает Большой взрыв. Поэтому исследователи изучили последствия этого увеличения энтропии в циклической Вселенной.
Однажды, лет эдак 14 миллиардов назад, пространства и времени не было, а вся масса вселенной была сосредоточена в крохотной точке с невероятной плотностью — в сингулярности. В один прекрасный момент если так можно сказать -времени-то не было сингулярность не выдержала из-за возникшей в ней неоднородности, произошел так называемый Большой Взрыв. И с тех пор Вселенная постоянно расширяется и остывает. Модель расширяющейся Вселенной Сейчас доподлинно известно, что Галактики и иные космические объекты удаляются друг от друга, а значит, Вселенная расширяется. В 20-м веке существовало множество альтернативных теорий происхождения Вселенной. Одной из самых популярных была модель стационарной Вселенной, за которую ратовал сам Эйнштейн. Согласно этой модели, Вселенная не расширяется, а находиться в стационарном состоянии благодаря какой-то удерживающей ее силе.
Теория Большого Взрыва тверже встала на ноги после открытия космологического красного смещения и реликтового излучения. Два этих явления - самые весомые доводы в пользу правильности теории. Возможно, кроме этого вам будет полезна статья о том, как создать презентацию в ворде. Данный факт свидетельствует о том, что Вселенная расширяется. Реликтовое излучение — это как бы отголоски большого взрыва.
В конечном итоге может оказаться возможным связать эти две картины между собой, но ясное понимание в этом вопросе еще учеными не достигнуто. М-теория - самая общая симметричная теория гравитации. М-теория является единственным кандидатом на законченную теорию Вселенной. Если это окончательно - и это еще надо ученым доказать - то М-теория будет моделью Вселенной, которая создает сама себя. Напротив, М-теория предсказывает существование огромного множества вселенных, созданных буквально из ничего. Их создание не требовало вмешательства какого-либо сверхъестественного существа или Бога. Скорее, эти множественные вселенные возникли естественным образом, как следствие физических законов. Они являются научным предположением. Каждая Вселенная имеет множество предысторий и множество возможных будущих состояний, то есть времена подобные настоящему, спустя долгий срок после их возникновения. Большинство из этих состояний будут значительно отличаться от условий той Вселенной, которую мы можем наблюдать». Стивен Хокинг и Леонард Млодинов «Великий замысел» Абстрактные логические выводы привели ученых к уникальной теории, которая предсказывает и описывает громадную Вселенную. М-теория является объединенной теорией, которую пытался создать Эйнштейн. Если М-теория подтвердится наблюдениями, это будет выдающимся открытием, к которому люди шли тысячелетиями. Надежда на экспериментальное свидетельство М-теории жива по двум причинам.