Ученые воссоздали состояние Вселенной через секунду после Большого Взрыва

18 Мая 2015 в 15:30, Илья Хель 14 005 просмотров 50

Плазма

Одной из величайших загадок в физике остается вопрос, почему наша Вселенная содержит больше материи, чем антиматерии, которая эквивалентна материи, но обладает противоположным зарядом. Чтобы найти ответ на этот вопрос, международная команда ученых решила создать плазму из равного количества материи и антиматерии — в таких условиях, как мы полагаем, пребывала ранняя Вселенная.

Материя, насколько мы знаем, бывает в четырех разных состояниях: твердом, жидком, газообразном и плазмой, которая представляет собой горячий газ, атомы которого лишены электронов.

Тем не менее есть также пятое экзотическое состояние: плазма материи-антиматерии, в которой наблюдается полная симметрия между отрицательными частицами (электронами) и положительными частицами (позитронами).

Это особое состояние вещества, как полагают, присутствует в атмосфере экстремальных астрофизических объектов вроде черных дыр и пульсаров. Считается также, что она была фундаментальной составляющей Вселенной в ее зачаточном состоянии, во время лептонной эры, которая началась примерно через секунду после Большого Взрыва.

Доля секунды

Одна из проблем одновременного создания частиц материи и антиматерии заключается в том, что они терпеть не могут друг друга — исчезают во вспышке света при встрече. Но поскольку это происходит не сразу, остается возможность изучить поведение плазмы в ту долю секунды, пока она еще жива.

Понимание того, как материя ведет себя в своем экзотическом состоянии, имеет решающее значение, если мы хотим понять, как развивалась наша Вселенная и, в частности, почему Вселенная, какой мы ее знаем, состоит преимущественно из материи. Этот момент вызывает недоумение, поскольку теория релятивистской квантовой механики предполагает, что у нас должно быть равное количество материи и антиматерии. Но поскольку мы наблюдаем себя и звезды, где-то случился перекос. Ни одна из современных моделей физики не объясняет расхождение.

Несмотря на фундаментальную важность для нашего понимания Вселенной, электро-позитронная плазма никогда не производилась до этого момента в лаборатории, даже в гигантских ускорителях частиц вроде БАК. Международная группа ученых из Великобритании, Германии, Португалии и Италии наконец решила разбить этот орех.

Вторгаясь в крошечное

Вместо того чтобы обратиться к огромным ускорителям частиц, ученые взяли ультраинтенсивные лазеры, доступные на Центральной лазерной установке в Лаборатории Резерфорда-Эплтона в Оксфордшире, Великобритания.

Используя камеру сверхвысокого вакуума с давлением воздуха, соответствующим одной сотой миллионной доли нашей атмосферы, ученые направили сверхкороткий интенсивный лазерный импульс (в миллиарды и миллиарды раз интенсивнее солнечного света на поверхности Земли) в газ азот. Импульс «срезал» электроны частиц газа и ускорил их до близкой к световой скорости.

Затем пучок столкнулся с блоком свинца, который снова их замедлил. В процессе замедления они испустили частицы света, фотоны, которые образовали пары электронов и их античастиц, позитронов, в процессе столкновения с ядрами в образце свинца. Цепная реакция этого процесса привела к появлению плазмы.

На словах просто, на деле сложнее. Лазерный луч нужно было контролировать и направлять с точностью до микрометра, а детекторы должны были быть тщательно откалиброваны и экранированы — в этом безусловная заслуга ученых.

Эксперимент открывает перед учеными захватывающую ветвь физики. Помимо исследования важной темы асимметрии материи-антиматерии, наблюдая за тем, как плазма взаимодействует с ультрамощным лазером, мы также можем изучить, как эта плазма распространяется в вакууме и в разреженной среде.

Ученые воссоздали состояние Вселенной через секунду после Большого Взрыва

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

50 комментариев

  1. pochi

    УЧЕНЫЕ ВОССОЗДАЛИ СОСТОЯНИЕ ВСЕЛЕННОЙ ЧЕРЕЗ СЕКУНДУ ПОСЛЕ БОЛЬШОГО ВЗРЫВА, которого, скорее всего не было.
    Мне кажется, что самая большая проблема теории Большого Взрыва, это то, что сейчас считается, что вселенная расширяется одинаково во всех направлениях от наблюдателя, где бы тот не находился. То есть, у вселенной нет центра, нет изначальной точки сингулярности (того самого взрыва).

    • sairon

      + (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • tabasko

      Поддерживаю (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

      • pandorr

        Ти, мабудь дуже погано читаєш, або мало. Більше року тому уже була складена карта відомої свеленної. Ну, не в тому розумінні, аля "тут та зірка", "там та чорна діра". А от форма відомого всесвіту була вказана досить чітко і в 3Д. ТАк що центр є.

        • Finni

          Перевод в студию, уважаемый!

          • vip

            Перевод будет более непонятным, ибо расширители ещё не решили в чём Вселенная расширяется?
            Причём, расширяется с ускорением. А для ускорения нужна СИЛА. Откуда она берётся, расширители тоже не знают.
            Так что, это можно читать на любом языке. Всё равно получается сказка про голого короля.

        • sham95

          Слушай чувак, это Русскоязычный ресурс, так что будь добр - излагаться на великом и могучем. Хохлятский не все знают. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

    • vinstlow

      Трудно сказать. С одной стороны мы можем предполагать что другие части вселенной ведут себя иначе, но с другой наблюдения окружающей нас части вселенной приводят к ТБВ. При этом "пренебрегают" сингулярностью конечно же. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • Semen_Semen

      До Большого взрыва Вселенная была точкой сингулярности. Для нас, наблюдателей, она разлетается, а для себя остается той же точкой. Поэтому у нее нет центра, центр есть только для наблюдателя. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • Mobius

      с чего ты взял? Ты ученый? Нет? Тогда молчал бы

  2. Srone10

    Пусть с начала докажут что этот большой взрыв был, что такого произошло что произошел большой взрыв?? Как появилось то из-за чего произошел большой взрыв и еще полно вопросов!!!

  3. bendaho

    Плазма антиматерии - хорошая тема для научной фантастики. Вроде я раньше такого не читал. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  4. tabasko

    По мне так антиматерии не меньше а она сжата больше и является источником материи точнее энергии материи (заимствовав энергию у антиматерии ) я думаю в разных частях вселенной разный баланс оттуда и ошибочные расчёты.
    (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • Mobius

      о боги, что ты несешь? В школу то ходил? Антиматерия это обычная материя, только с противоположным зарядом.

  5. BABAY BABAEV

    Теория большого взрыва попахивает большим разводом, для выделения миллионных грантов "учёным" по всему миру. Заметьте, ведь никто не смог серьёзно протолкнуть альтернативную версию. Когда-нибудь наши потомки поставят теорию БВ в один ряд с плоской Землёй на черепахе.

    • Sagittarius A*

      Но эти учёные хотябы пытаются что то приоткрыть, даже если от этого пошатнется их авторитет, вспомни своё детство сколько раз были болячки на коленях? (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • Mobius

      Еще один диванный ученый. Аж противно читать. Иди уроки делай

  6. psyonyx

    Вот меня всегда это удивляло,ну откуда они знают, что через секунду после БВ было именно так, они не знают был ли он вообще, но точно думают, что так и было. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • Immortentot

      Большой Взрыв-это факт. То же разлетание галактик, распределение водорода-гелия, реликтовое излучение, и.т.д-все это доказательства именно его. Помните, что вы далеко не умнее ребят типа Хокинга, Пенроуза, Лифшица, Халатникова, Рубакова, Эйнштейна, Зельдовича, Сахарова. Вы не поверите, но в 60-70 года они пытались как-то избежать сингулярностей, пытались допустить что Вселенная была холодной, что Вселенная вечная-но вот никак не получалось у лучших умов, хоть ты тресни, а Вселенная просто приказала родиться в сингулярности и горячей. Но это явление не было взрывом в прямом смысле слова, это просто мем. И если вы заинтересуетесь, то лурканите такие вещи как Теория Суперструн, М-теория, теория Космологической инфляции, посмотрите фамилии Гут, Старобинский, Линде, Муханов, погуглите такие слова как зонд-WMAP и зонд-Planck. И вам чуть-чуть станет яснее.

      • loijeje

        Большой взрыв-частный факт. На самом деле в основе мироздания лежат стихи"Покоя нет, покой нам только снится"-шутка с долей правды. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • Mobius

      для этого нужно как минимум пару книжек прочитать, что бы понять, а не писать глупые комментарии в интернете

  7. vinstlow

    Что не комментатор так нобелевский лауреат, доктор наук с множеством работ блин. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • Kiryan

      Ах-ах умора, в точку... (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • Mobius

      согласен, одни диванные ученые с 8ю классами образования. Не знают даже элементарных вещей, как-то антиматерия, хотя ее в шокле изучают и что-то тут с умным видом тявкают.

      • vinstlow

        Слушай, да тебя прет от темы к теме, то ты поддерживаешь любой кипешь против ученых, то наобот.

  8. storm X

    и как они это применят? в стекляныый шар с молниями запихнут?

  9. lanch

    Хохлы уже всё знают! Кто когда и от чего произошла вселенная! Они ее взорвали , а Украина видать центр взрыва был. Это я в ответ на пост товарища "PANDORR"

  10. loijeje

    А если посмотреть на эту проблему взглядом вооружённым работами Лобачевского,то-есть как бы из пятого измерения в которое провисает четырёх мерное пространство, то возможно узреть что векторы составляющие частицы проворачиваются в зависимости от места расположения частицы в пространстве Лобачевского.Так может быть если частица переместится в четырёх мерном пространстве в противополжную область, то её векторы плавно подстроятся,а если же эту же частицу провести через пятое измерение, то она окажется на противоположной стороне пространства Лобачевского античастицей. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  11. tabasko

    Раскажите, кто знает, почему вселенная в поперечнике 40 млрд. Световых лет а объекты заполняющие её имеют возраст 10-15 млрд. Лет в основном?
    Это что, получается она сначала взорвалась а потом появились объекты??? (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • AndVas

      Все дело в том, что пространство расширяется, а не материя движется, со скоростью выше скорости света. Прям как шарик, а точки на нем это материя. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

      • tabasko

        Да! теперь принцип понятен не понятно только то что в разных концах материализация происходит по разному и более ранние формирования находятся на одном уровне с более поздними? Или это обуславливается движением масс внутри пространства? (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  12. vip

    Цитата: почему Вселенная, какой мы ее знаем, состоит преимущественно из материи. Этот момент вызывает недоумение, поскольку теория релятивистской квантовой механики предполагает, что у нас должно быть равное количество материи и антиматерии. Но поскольку мы наблюдаем себя и звезды, где-то случился перекос. Ни одна из современных моделей физики не объясняет расхождение.

    Комментарий:
    Теперь существуют две точки зрения на размеры Вселенной. Большинство астрофизиков склонны думать, что наша Вселенная возникла в гигантском Большом взрыве и с момента своего рождения она продолжает расширяться (причём, с ускорением !) в бесконечном пространстве.
    Однако остаётся загадкой, почему характерный размер расширяющейся Вселенной, составляющий около 10 миллиардов световых лет (1 св. год равен 9,5*10^15 м), совпадает с пределом «видимости» наших самых совершенных телескопов! Именно этот предел и определяет границы нашей Метагалактики. Но, что за этим пределом? Пытаясь найти достойный ответ, явное меньшинство учёных полагают, что Вселенная не имеет границ, а простирается в бесконечность.
    Эти две крайние точки зрения объединяет одно важное обстоятельство – пространство вокруг нас бесконечно. И это для нас уже бесспорный факт.
    Подробнее об этом здесь: http://vip46.livejournal.com/5780.html

  13. ivanovich-6056@mail.ru

    Уважаемые! --- Убедительно прошу опубликовать ниже следующею информацию --- у Вас и везде, где только можно в интернете в математические разделы или в общие на ваше усмотрение.

    APPEAL TO WORLD
    PUBLIC !!!
    WARNING !!!ALL,
    Dear you cann't do nothing, nothing to help, that does not change, and did not respond to my request --- necessarily go to my website
    http://2357111317.jimdo.com/

    ---- But, then, as firmly proved there --- EARTH, all of humanity including YOU --- perish and destroy them all --- until 2039. !!! --- FULL cooling core and decay of the magnetosphere. ---

    ---IF, do not fix it in textbooks, and thus in the nature on EARTH --- false picture NUMBERS !!!

    ALL are detailed described and found on this website.
    I warn you that I have the copyright svidetelsto on these discoveries.

    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

    ОБРАЩЕНИЕ К МИРОВОЙ
    ОБЩЕСТВЕННОСТИ !!!
    ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ВСЕМ !!!
    Уважаемые, Вы можите ничего не делать, ничем не помогать, ни чего не менять и никак не реагировать на мою просьбу --- в обязательном порядке зайти на мой сайт http://2357111317.jimdo.com/

    ---- Но, тогда, как твёрдо доказал там --- ЗЕМЛЯ, всё ЧЕЛОВЕЧЕСТВО в том числе и ВЫ --- ПОГИБНИТЕ И ВСЕХ ПОГУБИТЕ --- ДО 2039 ГОДА!!! --- ОТ ПОЛНОГО ОСТЫВАНИЯ ЯДРА ЗЕМЛИ И РАСПАДА МАГНИТОСФЕРЫ. ---

    --- ЕСЛИ, НЕ ИСПРАВИТЕ В УЧЕБНИКАХ, А ЗНАЧИТ И В ПРИРОДЕ НА ЗЕМЛЕ --- ЛОЖНУЮ КАРТИНУ ЧИСЕЛ !!!

    ВСЁ ПОДРОБНО УКАЗАНО, ОПИСАНО И НАЙДЁТЕ НА ЭТОМ САЙТЕ. ----
    http://2357111317.jimdo.com/

    Предупреждаю, что имею авторское свидетельсто на эти открытия.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.