Звезды Млечного Пути подтвердили теорию Большого Взрыва

Наблюдения за древними звездами с помощью 10-метрового телескопа в обсерватории У.М. Кека и состоянием их атмосфер показали, что никакого конфликта между содержанием лития-6 и лития-7 нет. Это позволяет предположить, что предсказания о нуклеосинтезе в рамках стандартной теории Большого Взрыва подтверждают наши догадки о молодой Вселенной.

Команда под руководством Кэрин Линд из Кембриджского университета выяснила, что использование старого инвентаря в обсерватории, а также значительное упрощение данных анализа привели к ложным обнаружениям изотопа лития. Наблюдения показали, что Большой Взрыв, произошедший 13,8 миллиарда лет назад, спровоцировал всплеск космической микроволновой радиации и химическое распространение легких элементов, описанное в рамках теории нуклеосинтеза Большого Взрыва (НБВ).

«Предсказания нуклеосинтеза Большого Взрыва были значительным успехом стандартной модели этого явления», — сообщает Линд. — «Наши исследования позволили убрать значительные расхождения между данными по распространению лития-6 и лития-7 в звездах и стандарте НБВ, даже не без необходимости полностью пересматривать содержание звезд. Это позволяет укрепить существующую модель, основанную на космическом микроволновом фоне и расширяющейся Вселенной».

Кстати, расширяющаяся Вселенная — один из предметов изучения «нового Эйнштейна» — Эрика Вайнштейна.

Точное измерение количества лития-6 и лития-7 в старых звездах — чрезвычайно сложная задача, как с теоретической, так и с наблюдательной точки зрения, особенно касательно лития-6, поскольку этого изотопа меньше и его сложно выделить. Необходимые данные могут быть получены только при помощи крупнейших земных телескопов, вроде того, что находится в обсерватории Кека на вершине Мауна-Кеа, оснащенного мощным спектрографом HIRES (High Resolution Echelle Spectrometer), который раскладывает звездный свет на составляющие его цвета.

«Еще в 2004 году HIRES был модернизирован ПЗС-матрицами с меньшими пикселями, позволяющими увидеть тонкие детали в спектре», — рассказал Джордж Мелендез из Университета Сан-Паулу. — «Высокое спектральное разрешение, предоставляемое HIRES необходимо для изучения и оценки количества лития-6. Большая светособирающая сила обсерватории Кека позволяет нам наблюдать звезды с более «целостным» составом, нежели позволяли предыдущие исследования».

Даже с мощным телескопом Keck I, за одной звездой нужно следить несколько часов, чтобы собрать достаточно фотонов для детального анализа. Моделирование таких данных очень сложное, поскольку старые звезды могут лишь имитировать присутствие лития-6 в атмосфере. Данные нужно анализировать с хитроумной моделью атмосферы, сделанной в 3D-формате и включающей сложные вычисления, которые неделями обрабатываются на суперкомпьютерах — вроде того, который сейчас строит Китай.

Использование более сложной физики и мощных компьютеров позволило команде Линд исправить систематические ошибки, которые мешали традиционному моделированию и прежде приводили к неправильному определению содержания изотопов лития-6 и лития-7 в атмосферах звезд. Таким образом, решена космологическая проблема, над которой бились физики и астрофизики в течение последних двадцати лет.

«Понимание рождения нашей Вселенной имеет решающее значение для дальнейшего понимания всех ее ключевых составляющих, в том числе и нас самих. Модель Большого Взрыва устанавливает начальные условия для формирования структуры и объяснения нашего присутствия в расширяющейся Вселенной, в которой преобладает темная материя и темная энергия».

Кстати, вам интересно, что было до Большого Взрыва?