Глядя на нашу Вселенную сегодня, очень легко прийти в восторг от увиденного. Звезды на нашем ночном небе — лишь малая часть, несколько тысячи из сотен миллиардов от того, что присутствует в нашем Млечном Пути.
Сам Млечный Путь — лишь одна-одинешенька галактика из триллионов присутствующих, в наблюдаемой Вселенной, которая простирается во всех направлениях примерно на 46 миллиардов световых лет. И все это началось около 13,8 миллиарда лет назад из горячего, плотного, быстрого, расширяющегося состояния, известного как Большой Взрыв.
Именно начиная с Большого Взрыва мы получаем возможность описать нашу Вселенную как полную материи и излучения и подключить известные законы физики, объясняющие современную форму космоса. Но Вселенная продолжает расширяться. Появляются новые звезды, космос эволюционирует.
Ведущая космологическая модель гласит, что Вселенная родилась около 13,7 миллиардов лет назад в результате Большого взрыва. Вот только каким он был на самом деле? Невероятно огромным или крошечным? Оглушительно громким или окутанным тишиной? И главное – где именно он произошел, если вокруг вообще ничего не было? Вопросов настолько много, что некоторые исследователи полагают, что взрыв мог повторяться несколько раз, а значит неверно даже название. Получается довольно странная картина – о Большом взрыве знают все, но никто не может с уверенностью сказать, на что было он был похож. В конечном итоге, чтобы говорить о начале времен нужно подобрать не только правильные слова, но и правильную физику. Так, открытия последних лет позволили нам сформировать более-менее ясное представление о Вселенной, однако пытаясь заглянуть все дальше в прошлое, мы все чаще переходим к физике элементарных частиц. Это означает, что чтобы узнать больше о космическом детстве и о таинственном Большом взрыве, физики должны использовать концепции физики высоких энергий, выходящие за рамки экспериментальных результатов.
Ведущая космологическая модель гласит, что наша Вселенная родилась около 13,7 миллиардов лет назад после Большого взрыва, а сам космос состоит из трех типов материи: «обычной материи», «темной энергии» и «темной материи». Правда, на сегодняшний день нет никаких прямых доказательств существования как таинственной темной энергии, так и темной материи – ученые предполагают, что эти две гипотетические материи ответственны за расширение Вселенной и удерживание галактик посредством гравитации. Еще одной проблемой является несоответствие ведущих физических теорий – общей теории относительности (ОТО), объясняющей устройство Вселенной на макроуровне и квантовой механики, объяснеющей ее устройство на уровне элементарных частиц. Но что, если темной материи, поисками которой занимаются исследователи со всего мира, не существует? И может ли быть так, что возраст нашей Вселенной намного больше 13,7 млрд лет? Поразительно, но автор нового исследования отвечает «да» на эти вопросы.
Будучи очарованными поисками жизни за пределами Земли, каждая новость о потенциально обитаемой планете вызывает бурю эмоций. Недавно издание The Spectator опубликовало репортаж, в котором говорится, что космический телескоп Джеймса Уэбба обнаружил планету с явными признаками жизни. Эксперты, однако, выступили против публикации, отмечая, что информация в ней вырвана из контекста. И хотя представитель NASA также сообщил журналистам, что пока никаких доказательств существования жизни за пределами Солнечной системы обнаружено не было, исследователи признают возможность предстоящего революционного открытия, для подтверждения которого (минутка разочарования) потребуются годы последующих исследований.
Устройство Вселенной, ее происхождение и эволюция являются главными загадками космологии. Согласно Стандартной модели, описывающей формирование и эволюции Вселенной, после Большого взрыва космос представлял собой бурлящий плазменный бульон, который начал быстро расширяться благодаря невидимой силе – темной энергии. По мере расширения Вселенной, обычная материя, взаимодействующая со светом, сгущалась вокруг скоплений невидимой темной материи, образуя первые галактики, соединенные вместе обширной космической паутиной. По этой причине считается, что что обычная материя, темная материя и темная энергия составляют около 5%, 25% и 70% Вселенной соответственно. Однако результаты исследования, опубликованного в журнале Physical Review D, предполагают, что стандартная космологическая модель неверна, а космос менее уплотнен, чем полагали ученые.
Рождение и эволюция Вселенной – извечные загадки космологии. Согласно общепринятой теории, своим существованием мы обязаны Большому взрыву, который произошел примерно 13,7 млрд лет назад. С тех пор Вселенная расширяется со все возрастающей скоростью, а причины, по которым это происходит, неизвестны. Массу вопросов у ученых также вызывает таинственная темная материя, которая «удерживает» космические объекты вместе, как будто склеивая их и не поддается непосредственному наблюдению. Так как темная материя является, по сути, основой, на которой «держатся» звезды и галактики, ученые считают что она может предоставить детальное понимание того, как возникла Вселенная. По этой причине недавно исследователи выдвинули новую, крайне спорную гипотезу, согласно которой в начале времен существовал не один, а два Больших взрыва.
Несмотря на внушительное количество накопленных данных, наши знания о Вселенной крайне малы. Мы не знаем как она появилась, почему расширяется с ускорением и почему устроена таким странным образом. Чтобы немного приблизиться к тайнам, что скрывает в себе этот космический океан, ученые создают компьютерные модели Вселенной. Одна из них, под названием FLAMINGO simulations (моделирование FLAMINGO), создана международной командой ученых с помощью суперкомпьютера. Новое моделирование предназначено для расчета эволюции всех известных компонентов Вселенной и позволяет детально рассмотреть космическую эволюцию с момента Большого взрыва. Новый проект, как отмечают его авторы, поможет разрешить одни из самых сложных загадок современной космологии.
Если вы любите видеоигры, то наверняка знаете, что они положительно влияют на память, внимание и моторику, а еще помогают бороться со стрессом. Более того, играть попросту интересно, впрочем, как и размышлять о том, не являемся ли мы сами персонажами компьютерной игры. Да, звучит безумно, но что если мы и правда живем в симуляции? Удивительно, но эта необычная идея все чаще привлекает внимание ученых и является предметом научных дебатов и исследований. Недавно авторы нового исследования предположили, что доказательства так называемой “гипотезы симуляции” могут быть скрыты в законах, которые управляют информацией, например, генетической и цифровой. Но как понять не ошибаются ли ученые и можно ли хоть как-то проверить, что наша Вселенная – настоящая?
Несмотря на то, что Вселенная кажется хаотичной, у нее есть структура, состоящая из массивных нитей галактик, разделенных между собой гигантскими пустотами. Эта «космическая паутина», как называют ее ученые, подобно рекам, питающим океаны, потоками газа простирается по всему космосу. Увидеть эти потоки, однако, практически невозможно –настолько они слабые. В то время как астрономы знали о космической паутине на протяжении десятилетий и даже мельком видели свечение ее нитей вокруг ярких космических объектов, называемых квазарами, эти протяженные структуры оставались невидимыми для широкой общественности. К счастью, до недавнего времени. На снимках, недавно полученных с помощью Keck Cosmic Web Imager, или KCWI можно увидеть свет, излучаемый самой большой и скрытой частью космической паутины: перекрещивающимися тонкими нитями в пространстве между галактиками.
В 2016 году аэрокосмическое агентство NASA запустило в космос исследовательскую станцию OSIRIS-REx. Она полетела в сторону потенциально опасного астероида Бенну для того, чтобы изучить его поверхность и собрать образцы грунта. Спустя семь лет, миссия наконец-то успешно завершилась — вечером 24 сентября 2023 года этот аппарат пролетел мимо Земли и сбросил в пустыню капсулу с добытыми материалами. Коробку с несколькими слоями защиты забрали ученые в защитных костюмах, и потом отправили ее в лабораторию для разделения на части и последующей отправки в другие страны для тщательного изучения. Это исторически важное событие, потому что добытые образцы могут помочь ответить на вопросы о возникновении Вселенной и жизни на Земле.
Сказать, что мы хоть что-то знаем про космос, будет очень самонадеянно. В нем хранится столько тайн, которые мы можем изучать тысячи лет и не дойти даже до одного процента познаний. Но кое-какие открытия ученые время от времени все же делают. Даже на нашем уровне понимания каждое из них вызывает восторженное: ”А, вот оно как…”. Вот и сейчас недалеко от Млечного Пути обнаружено расположение галактик в гигантском пузыре, и астрономы полагают, что это может быть пережитком ранней Вселенной — тех времен, когда только случился большой взрыв, а то, к чему мы привыкли, только начало формироваться. Нам еще только предстоит доказать Теорию большого взрыва, но новое открытие становится еще одним шагом на этом нелегком пути. Так о чем же нам говорит новое открытие?