PostHeaderIcon 1.Фотометрический парадокс и его объяснение.2.Астероид Веста мог стать полноценной планетой.3.Межгалактические перелёты радикально осложняют парадокс Ферми.4.Наша галактика является частью галактического сверхскопления.5.Физики предполагают.

Фотометрический парадокс и его объяснение.

Фотометрический парадокс — один из парадоксов дорелятивистской космологии, заключающийся в том, что в стационарной Вселенной, равномерно заполненной звездами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска.
В бесконечной Вселенной, все пространство которой заполнено звездами, всякий луч зрения должен оканчиваться на звезде, аналогично тому, как в густом лесу мы обнаруживаем себя окружёнными «стеной» из удалённых деревьев. Поток энергии излучения, принимаемого от звезды, уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния до неё. Но угловая площадь (телесный угол), занимаемая на небе каждой звездой, также уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния, из чего следует, что поверхностная яркость звезды (равная отношению потолка энергии к телесному углу, занимаемому на небе звездой) не зависит от расстояния. Поскольку наше Солнце является во всех отношениях типичной звездой, то поверхностная яркость звезды в среднем должна быть равна поверхностной яркости Солнца. Когда мы смотрим в какую-то точку неба, мы видим звезду с той же поверхностной яркостью, что и Солнце; поверхностная яркость соседней точки должна быть такой же, и вообще во всех точках неба поверхностная яркость должна быть равна поверхностной яркости Солнца, поскольку в любой точке небосвода должна находиться какая-нибудь звезда. Следовательно, все небо (не только ночью, но и днем) должно быть таким же ярким, как и поверхность Солнца.
Впервые этот парадокс сформулировал во всей его полноте швейцарский астроном Жан-Филипп Луи де Шезо (1718—1751) в 1744 г., хотя аналогичные мысли высказывали ранее и другие ученые, в частности, Иоганн Кеплер, Отто фон Герике и Эдмунд Галлей. Иногда фотометрический парадокс называется парадоксом Ольберса, в честь астронома, который привлек к нему внимание в XIX веке.
В прошлом делались попытки разрешить этот парадокс предположением, что облака космической пыли экранируют свет далеких звезд. Однако это объяснение неправильно: пыль сама должна нагреваться и светиться также ярко, как звезды. Другое объяснение заключалась в том, что Вселенная устроена иерархически, подобно матрешке: каждая материальная система входит в состав системы более высокого уровня. Однако это предположение отвергается в современной космологии, основанной на космологическом принципе, согласно которому Вселенная однородна и изотропна.
Правильное объяснение фотометрического парадокса предложил знаменитый американский писатель Эдгар По в космологической поэме «Эврика» (1848 г.); подробное математическое рассмотрение этого решения было дано Уильямом Томсоном (лордом Кельвином) в 1901 г. Оно основано на конечности возраста Вселенной. Поскольку (по современным данным) более 13 млрд. лет назад во Вселенной не было галактик и квазаров, самые далекие звезды, которые мы можем наблюдать, расположены на расстояниях около 13 млрд. св. лет. Это устраняет основную предпосылку фотометрического парадокса — то, что звезды расположены на любых, сколь угодно больших расстояниях от нас. Вселенная, наблюдаемая на больших расстояниях, настолько молода, что звезды еще не успели в ней образоваться. Заметим, что это нисколько не противоречит космологическому принципу, из которого следует безграничность Вселенной: ограничена не Вселенная, а только та часть ее, где успели за время прихода к нам света родиться первые звезды.

_________________________________________________________________________

Астероид Веста мог стать полноценной планетой.

Внутри Солнечной системы между орбитами Марса и Юпитера находится так называемый пояс астероидов, являющийся домом для карликовой планеты Цереры, а также бесконечного множества других космических булыжников, среди которых имеется Веста. Запущенный в 2007 году и находившийся на орбите Весты с июля 2011 года по сентябрь 2012 космический зонд NASA «Dawn» изучил это необычное космическое тело. Получив и проанализировав собранные зондом данные, ученые из Общества Макса Планка смогли больше узнать об истории и анатомии Весты.
Размер космического булыжника, расположенного примерно на 60 миллионов километров ближе Цереры к Солнцу, составляет в поперечнике около 503 километров. Несмотря на столь малый размер даже по стандартам карликовых планет, Веста является третьим самым крупным из известных объектов пояса астероидов внутри Солнечной системы.
Со слов ученых, занимавшихся исследованием полученных данных, Веста могла стать не просто карликовой планетой, а полноценной планетой, прямо как Земля или ее космические соседи. На первый взгляд Веста выглядит как обычный астероид. Она имеет неправильную форму, а ее поверхность покрыта множеством шрамов, оставленных после столкновения с другими космическими телами. Однако внутри этот астероид в большей или меньшей степени уже начинает напоминать Землю.
В опубликованной работе астрономы из Общества Макса Планка сообщают, что, согласно изученной информации, предоставленной космическим аппаратом NASA «Dawn», у Весты есть несколько слоев. Если точнее, астероид обладает ядром, мантией и поверхностным слоем, корой. Все это указывает на то, что примерно 4,6 миллиарда лет назад этот астероид являлся одной сплошной сферой расплавленной породы.
«Этот большой астроид имеет одинаковое с Землей строение, похожее на луковицу с ее многочисленными слоями, а также обладает железоникелевым ядром, мантией и верхним слоем. Вероятнее всего, около 4,6 миллиарда лет назад Веста должна была быть очень горячим, расплавленным космическим телом», — говорят специалисты.
Если бы астероид смог собрать из окружающего его пространства больше породы, то он вполне мог бы вырасти в планету, расположенную во внутренней части Солнечной системы, наряду с Меркурием, Венерой, Землей и Марсом. А геологическая особенность поверхности этого астероида лишь добавляет к возможности то, что когда-то этот космический булыжник при правильном развитии событий мог переродиться в полноценную планету.
Несмотря на то, что космический аппарат «Dawn» собрал немало новой информации об астероиде Весте, его истории и его нынешней структуре, астрономы уверены, что этот космический камень по-прежнему хранит множество секретов. Например, до сих пор неясно, насколько толстым является верхний слой астероида. Предполагаемые величины варьируются от 30 до 80 километров, однако точной толщины корки Весты ученые не знают.
Помимо этого, ученые предполагают, что на Весте могут находиться запасы замерзшей воды, доставленной на поверхность астероида многочисленными космическими объектами, с которыми Веста мог сталкиваться за свою продолжительную историю. Остается лишь надеяться, что дальнейшее изучение астероида сможет ответить на все эти вопросы. Ученым очень интересен этот астероид, потому что, по их мнению, Веста представляет собой своего рода шар, застрявший на ранней стадии формирования в планету. Его изучение поспособствовало бы открытию новых знаний о формировании и эволюции Земли.

_________________________________________________________________________

Межгалактические перелёты радикально осложняют парадокс Ферми.

Многие считают, что парадокс Ферми в его нынешнем виде весьма не просто разрешить.
Стюарт Армстронг и Андерс Сэндберг из Оксфордского университета (Великобритания) утверждают, что нашли способ сделать и без того загадочный парадокс Ферми намного более загадочным и ограничить количество возможных разумных цивилизаций до менее чем одной на галактику. 
Как это у них получилось? Авторы оценили число звёзд в Млечном Пути в 250 млрд, а общее число звёзд в наблюдаемой Вселенной в 200 млрд раз большим, чем первое число (примерно 50 секстиллионов), и планетные системы у них являются скорее правилом, нежели исключением. Даже оценивая вероятность появления разумной жизни у каждой звезды в одну миллиардную — притом что в единственной хорошо известной нам системе эта вероятность оказалась равна единице, — получается, что в одной только нашей Галактике есть сотни разумных видов. 
Здорово осложняет ситуацию и то, что Земля кажется довольно поздней планетой своего типа: средний возраст планет земной группы, по ряду оценок, на 1,8 ± 0,9 млрд лет больше. В принципе, из этого следует, что мы значительно отстаём по уровню развития от большинства из этих сотен цивилизаций, в ряде случаев — на миллиарды лет. 
В то же время даже при сравнительно медленной колонизации на кораблях, скорости которых значительно ниже световой (что представимо даже на сегодняшнем технологическом уровне), все существующие модели предсказывают полную колонизацию галактики даже одним разумным видом за срок от 50 млн до 1 млрд лет. То есть и в самом консервативном сценарии даже один вид уже заселил бы Млечный Путь дважды, а 250 видов успели бы сделать это множество раз. Тем не менее никаких следов такой колонизации в Солнечной системе нет, утверждают учёные. 
Авторы не пытаются найти решение парадокса: наоборот, они хотят «заострить» его. Исходя из уровня развития современного человечества, они задаются вопросом о том, какие именно технологии могут быть использованы нами для запусков разведывательных зондов и затем колонизационных кораблей к другим галактикам. Ранее, напомним, начиная с того же Ферми, для простоты расчётов предполагалось, что межгалактическая колонизация попросту невозможна. 
Как замечают Армстронг и Сэндберг, 50% проблемы — разгон до значительных скоростей — в принципе решаемы уже на сегодня. К примеру, отмечают они, такие зонды имеет смысл запускать с тел с пониженной гравитацией вроде астероидов или Луны с помощью линейных электромагнитных ускорителей большой длины. Человечество будущего может делать это на Меркурии, где солнечная постоянная крайне высока и даже небольшое количество солнечных батарей даст нужное количество энергии. Торможение межзвёздным газом оценивается как пренебрежимо малое. 
Сложнее ситуация с преднамеренным торможением в конце пути: даже термоядерные двигатели для торможения зонда/корабля колонистов в другой галактике потребуют бездны топлива. Сценарии же разгона зондов лазерным лучом не решают проблему торможения, ведь в другой галактике встречного лазерного луча не будет. 
Но здесь есть сравнительно простой выход, считают учёные, и это магнитный парус. Создание электромагнитного поля значительного диаметра перед носом любого корабля будет вызывать его торможение потоками набегающих частиц и магнитным полем, присущим каждой галактике. Таким образом, торможение после галактического перелёта потребует лишь поддержания собственного электромагнитного поля скромных размеров, что энергетически сравнительно малозатратно. Кроме того, для путешествия даже к ближайшей крупной галактике — Туманности Андромеды — следует учитывать влияние расширения Вселенной, которое заметно снизит скорость зонда ещё до его вхождения в соседнюю галактику.
Сходные предположения относятся и к массовой колонизации иных галактик. Её энергетической базой могут послужить разные варианты сферы Дайсона, групп роботизированных самовоспроизводящихся кораблей с солнечными батареями, окружающих звезду и снабжающих энергией человечество. Такой рой Дайсона не будет испытывать структурных нагрузок сферы, и его элементы можно разместить не за орбитой Земли, где им придётся иметь площадь в сотни квадриллионов километров, а значительно ближе к Солнцу, близко к его полярным регионам, оставляя лишь зазор для освещения планет. Там рою Дайсона достаточно будет занять площадь в считанные квадриллионы или даже сотни триллионов квадратных километров, что позволит создать его быстрее и с меньшими усилиями.
После завершения колонизации Галактики (от 50 млн лет, помните?) количество доступных планетарных систем может оказаться равным числу всех наблюдаемых галактик во Вселенной, то есть в принципе достижим вариант, когда будет начата колонизация сразу всех видимых галактик. 
Чтобы проиллюстрировать темпы такой межгалактической экспансии, авторы составили таблицу, в которой посчитали, с какой скоростью иногалактические цивилизации, возникшие 1–5 млрд лет назад, колонизировали бы Млечный Путь из других галактик, двигаясь с разными скоростями. Даже в самом умеренном случае движения со скоростью в 50% от световой, начав колонизацию один миллиард лет назад, нас достигли бы уже 263 000 иногалактических волн. Начав такие действия 2 млрд лет назад, до нас добрались бы 2,57 млн чужих цивилизаций.
Иными словами, за этот срок все пригодные планеты Млечного Пути были бы колонизированы без единого исключения. На фоне высокой конкуренции между претендентами на колонизацию это вряд ли оставило бы нам пространство для появления. Следовательно, не только в нашей Галактике, но и в огромном количестве галактик-соседей никакой разумной жизни нет (кроме нас). 
У этого анализа есть одно уязвимое место: иногалактические цивилизации должны хотеть массовой колонизации всей окружающей Вселенной, иначе расчёты технологической возможности такого шага оказываются бесполезными. В то же время в истории человечества всего одна цивилизация — современная западная — вела, скажем, активную межконтинентальную экспансию посредством дальних морских путешествий, которые можно отдалённо представить аналогом дальних космических путешествий будущего. Отчего бы не предположить, что остальные цивилизации окажутся подобными китайской, индийской и пр., то есть будут лишены мотивов для массового освоения галактик? 
Как отмечают авторы, проблема таких контраргументов в том, что они предполагают единство мотивов для всех вышеперечисленных миллионов иногалактических цивилизаций. Но в такое единство трудно поверить: даже если большинство цивилизаций «против» экспансии, совершенно ничтожное меньшинство — по сути, даже одна цивилизация экспансионистского толка — нарушит весь баланс, начав колонизацию первой. После этого даже многие неэкспансионистские миры захотят освоить как можно больше галактик, чтобы не оказаться в решительном меньшинстве перед активными конкурентами. 
Наконец, экспансия просто рациональна: вид, живущий на одной планете, постоянно подвержен угрозе полного уничтожения взрывом близкой сверхновой или гамма-вспышкой — событиями, которые в ряде случаев происходят довольно внезапно. Даже если какая-то цивилизация колонизировала галактику в целом, она всё ещё может быть уничтожена внутренними вооруженными конфликтами или межвидовыми войнами с другими развитыми цивилизациями. В то же время после колонизации других галактик эта вероятность становится исчезающей малой: нарастающее расширение Вселенной означает, что через некоторое время другие галактики просто исчезнут за космическим горизонтом событий, и попасть в них из родительской галактики будет невозможно без сверхсветового движения.
Как отмечают авторы работы, даже если в той или иной цивилизации будет решено запретить экспансию (по любым идеологически ли религиозным мотивам), действительно продвинутый технологически вид рано или поздно столкнётся с ситуацией, когда даже отдельная общественно-политическая группа, захотевшая устроить колонию, сможет сделать это, после чего самовоспроизводящиеся зонды и колонизационные корабли, принадлежащие инакомыслящим, в кратчайшие сроки начнут нашествие, которое было невозможно в родительской цивилизации. Заметим, что сходный сценарий с диссидентами-колонизаторами неоднократно имел место в человеческой истории, и его действительно нельзя исключать (именно ему обязан возникновением, к примеру, Карфаген). 
Как не дать таким диссидентам начать заселение Вселенной? Есть только один способ: доминирующая группа, выступающая против колонизации, в качестве лучшего метода борьбы может выбрать превентивный контроль. Для этого ей придётся послать «полицейские» зонды, целью которых будет уничтожение диссидентских кораблей и тех же конкурирующих цивилизаций. Но таких зондов нужно очень много в каждой планетной системе. А значит, и в нашей тоже. Скрыть их следы весьма сложно, поэтому, заключают авторы, ничего из вышеописанной картины просто нет: разумных инопланетян нет ни в нашей Галактике, ни в миллионах других. 
Почему? Учёные подчёркивают, что это крайне тревожащий вопрос. Если их нет потому, что при возникновении жизни существует некий фильтр, делающий факт такого возникновения чрезвычайно маловероятным, то причин беспокоиться нет. Однако на сегодня у человечества нет данных о том, что процесс зарождения жизни на землеподобной планете маловероятен. 
Есть и другое объяснение: «великий фильтр разумной жизни» находится не у истоков жизни вообще, а у конца жизненного пути разумных видов. Какие-то причины могут привести к их лёгкому вымиранию в сравнительно короткие сроки, причём непременно до начала массовой экспансии. В самом деле, уже после колонизации хотя бы миллиарда планетных систем полное истребление разумного вида как внутренними войнами, так и внешними столкновениями будет очень трудно объяснить. 
Возможность существования «великого фильтра разумных видов», делающего лёгким их полное вымирание, очень беспокоит авторов исследования. Если ранее можно было сказать, что «великого фильтра» нет, а человечеству просто повезло возникнуть в той галактике, где других разумных видов случайно не оказалось, то теперь, после обоснования относительной возможности межгалактических перелётов надежды на такое стечение обстоятельств, как считают учёные, нет. 
Следовательно, в других галактиках тоже может не быть разумных существ, и это один из признаков «великого фильтра», в какой бы момент истории он ни срабатывал. 
Правда, исследователи отмечают, что их работа не отменяет возможности сценария «уже здесь». То есть зонды уже были в окрестностях Солнечной системы, но решили отказаться от её колонизации, поскольку разумные существа, определявшие их программу, решились на невмешательство в дела земной жизни.

________________________________________________________________________

Наша галактика является частью галактического сверхскопления.

В научной статье, опубликованной 4 сентября в журнале Nature, ученые сообщают о том, что благодаря полученным с помощью телескопов данным они смогли обнаружить, что наша галактика является неотъемлемой частью галактического сверхскопления. Это скопление настолько огромно, что ученые, которые составили его карту, дали ему название Laniakea, что с гавайского означает «необъятные небеса».
Среди описываемых журналом Nature деталей говорится о том, что сверхскопления являются одними из самых больших структур во всей Вселенной. Галактики распределяются во Вселенной совсем не беспорядочно. Они образуются в группы, которые называются скоплениями (кластерами), и проведенные исследования этих скоплений показывают, что хотя каждую из галактик той или иной группы можно отделить друг от друга, границы между ними очень неясные, что могло бы говорить о том, что они являются одной частью данной группы.
В свою очередь, огромные галактические скопления поделены на более мелкие группы из нескольких десятков галактик. Ученые приводят аналогию, говоря о том, что распределение галактик в некоторой степени похоже на города и страны, где каждый объект в общем и целом является частью более крупной группы (город-область-страна).
«Мы наконец-то смогли определить контуры галактического сверхскопления, которое мы можем назвать своим домом», — говорит Р. Брент Трулли, астроном из Гавайского университета в Маноа.
«Это как если бы вы впервые обнаружили, что ваш родной город на самом деле является частью куда большей группы, являющейся страной и граничащей с другими такими же странами», — приводит аналогию ученый.
Учеными было установлено, что Laniakea, галактическое сверхскопление, в котором находится наша галактика, простирается на более 500 миллионов световых лет. Более того, по приблизительным меркам, масса сверхскопления, в котором в общей степени находится более 100 000 различных галактик (включая Млечный Путь), равна массе 100 миллионов миллиардов Солнц. Что касается расположения нашей родной галактики, то она находится на задворках галактического сверхскопления.
Астрономы из Национальной радиоастрономической обсерватории (США) и их коллеги объясняют, что для документирования существования галактического сверхскопления Laniakea они использовали телескопы. На базе собранных данных они смогли создать трехмерную карту движения галактик. Само же движение галактик вызывается гравитационными силами находящихся возле них межгалактических структур.
В общем и целом ученые проанализировали движение 8 тысяч галактик. Собранные данные помогут исследователям лучше понять распределение гравитационных сил во Вселенной.

________________________________________________________________________

Физики предполагают, что наша Вселенная существует внутри черной дыры.

Эта странная теория, над которой физики работают уже ни одно десятилетие, может пролить свет на многие вопросы, на которые не в состоянии ответить знаменитая теория Большого взрыва.
Согласно теории Большого взрыва, до того, как Вселенная начала расширяться, она пребывала в сингулярном состоянии, то есть в бесконечно малой точке пространства содержалась бесконечно высокая концентрация материи. Эта теория позволяет объяснить, например, почему невероятно плотная материя ранней Вселенной начала расширяться в пространстве с огромной скоростью и образовала небесные тела, галактики и скопления галактик.
Но в то же время, она оставляет без ответа и большое количество важных вопросов. Что спровоцировало сам Большой взрыв? Каков источник таинственной темной материи?
Теория о том, что наша Вселенная находится внутри черной дыры, может дать ответы на эти и многие другие вопросы. И к тому же в ней объединены принципы двух центральных теорий современной физики: общей теории относительности и квантовой механики.
Общая теория относительности описывает Вселенную в самых крупных масштабах и объясняет, как гравитационные поля таких массивных объектов, как Солнце, искривляют время-пространство. А квантовая механика описывает Вселенную в самых мелких масштабах — на уровне атома. Она, например, учитывает такую важную характеристику частиц, как спин (вращение).
Идея состоит в том, что спин частицы взаимодействует с космическим временем и передает ему свойство, называемое «торсион». Чтобы понять, что такое торсион, представьте космическое время в виде гибкого прута. Сгибание прута будет символизировать искривление космического времени, а скручивание — торсион пространства-времени.
Если прут очень тонкий, вы можете его согнуть, но разглядеть, скручен он или нет, будет очень сложно. Торсион пространства-времени может быть заметен только в экстремальных условиях — на ранних стадиях существования Вселенной, либо в черных дырах, где он будет проявляться как сила отталкивания, противоположная гравитационной силе притяжения, исходящей от кривизны пространства-времени.
Как следует из общей теории относительности, очень массивные объекты заканчивают свое существование, сваливаясь в черные дыры — области космоса, от которых не может ускользнуть ничего, даже свет.
В самом начале существования Вселенной гравитационное притяжение, вызванное искривлением пространства, будет превосходить силу отталкивания торсиона, благодаря чему материя будет сжиматься. Но затем торсион станет сильнее и начнет препятствовать сжатию материи до бесконечной плотности. А поскольку энергия обладает способностью превращаться в массу, то чрезвычайно высокий уровень гравитационной энергии в этом состоянии приведет к интенсивному образованию частиц, отчего масса внутри черной дыры будет нарастать.
Таким образом, механизм скручивания предполагает развитие поразительного сценария: каждая черная дыра должна порождать внутри себя новую Вселенную.
Если эта теория верна, то материя, из которой состоит наша Вселенная, тоже привнесена откуда-то извне. Тогда наша Вселенная тоже должна быть образована внутри черной дыры, существующей в другой Вселенной, которая приходится нам «родительской».
Движение материи при этом всегда происходит только в одном направлении, чем обеспечивается направление времени, которое мы воспринимаем как движение вперед. Стрелка времени в нашей Вселенной, таким образом, тоже унаследована из «родительской» Вселенной.

 

Комментарии запрещены.

Мой электронный адрес

Если кто хочет со мной связаться, или есть какие то предложение, информации. Об пожеланиях, ошибках и.т.д.. Пишите, вот моя электронная почта:
alavka907@gmail.com

Свежие записи
Январь 2019
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Дек    
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031  
Архивы

Январь 2019
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Дек    
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031