Ученые воссоздали состояние Вселенной через секунду после Большого Взрыва

18 Мая 2015 в 15:30, Илья Хель 14 132 просмотра 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

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).

  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

      tabasko, 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*

      BABAY, 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

      BABAY, 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

      psyonyx, 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.

    • Mobius

      psyonyx, 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)

  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

      tabasko, 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

        AndVas, 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.