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.
Наблюдение за дальним космосом — это почти как путешествие во времени: чем дальше мы смотрим в кажущуюся бесконечной Вселенную, тем глубже назад во времени мы можем наблюдать за происходившими событиями. Совсем недавно группа исследователей под руководством астрономов из Йельского университета и Калифорнийского университета в Санта-Крузе объявили об обнаружении самой удаленной от нас галактики.
Изучать юные года истории нашей Вселенной — непростая задача. Поскольку мы там не были (и это очевидно), единственный способ получить информацию из этого периода — смотреть в космос. На самом деле, чтобы понять этот период, нам приходится заглядывать в самые далекие уголки космоса — к самым первым звездам, которые рождались там в первобытные темные века.
Разве в центре нашей галактики не должен быть гигантский светящийся шар? Почему мы не видим его в ночном небе? Взгляните на величие Млечного Пути. Это наш небесный дом. Взгляните на все его детали на величественных снимках. На эти звезды, газ, прекрасную светящуюся космическую пыль.
Антиматерия давно была предметом научной фантастики. В книге и фильме «Ангелы и демоны» профессор Лэнгдон пытается спасти Ватикан от бомбы из антиматерии. Космический корабль «Энтерпрайз» из «Звездного пути» использует двигатель на основе аннигилирующей антиматерии для путешествий быстрее скорости света. Но антиматерия также предмет нашей с вами реальности. Частицы антиматерии практически идентичны своим материальным партнерам, за исключением того, что переносят противоположный заряд и спин. Когда антиматерия встречает материю, они мгновенно аннигилируют в энергию, и это уже не вымысел.
Изучая древние молекулярные облака в нашей галактике, астрономы выявили, что водохранилища Вселенной, вероятно, появились раньше, чем полагали, — всего миллиард лет спустя после Большого Взрыва. Проблема, которая связана с образованием воды, молекула которой состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода, заключается в том, что любой элемент тяжелее гелия должен был образоваться в ядрах звезд, а не в процессе самого Большого Взрыва.
Может ли наша Вселенная быть просто голограммой? Эта идея витала в умах людей и раньше, и вряд ли ей кого можно удивить, но тем не менее она кажется настолько невероятной, что люди не принимают ее всерьез. Однако она вполне может быть физическим свойством нашего мира. И мы, возможно, вот-вот убедимся в этом.
Одиннадцать лет назад группа астрономов обнаружила таинственную мегаструктуру, изучая карту микроволнового космического фона (CMB) — тепловой осадок Большого Взрыва. Известный как «Холодное пятно», этот регион примерно в четыре раза холоднее окружающего микроволнового фона, однако что действительно удивляет, так это его размеры. Растянутое на миллиард лет в поперечнике, Холодное пятно вполне может быть крупнейшей отдельной структурой, когда-либо определенной человечеством.
Может ли существовать зеркальная версия нашего мира, где все идет вспять — и у каждого есть своеобразный антипод? Как сильно нужно согнуть законы физики в узел, чтобы это произошло? Одной из самых больших загадок в космологии является то, почему Вселенная по большей части материальна, а не антиматериальна.
Долгое время ответ на вопрос «Где находится центр Вселенной?» был неизвестен. Кроме того, на протяжении столетий он не раз менялся. Наши древние предки считали центром Вселенной Землю до 16 века, когда математик и астроном Николай Коперник указал, что Земля вращается вокруг Солнца. Новым центром стало наше светило.
Когда мы смотрим на Вселенную, довольно трудно представить, что это вот все — планеты, звезды, галактики, сложные жизни, которыми мы наслаждаемся, — все возникло случайно. Куда ни глянь, Вселенная подчиняется одним и тем же законам: все тем же фундаментальным константам, частицы мы находим одни и те же, взаимодействия между ними позволяют сложить частицы вместе, а они образуют все, что мы знаем. И есть во всем этом некая неизбежность.
В нашей галактике есть более двух десятков экзопланет, на которых может быть потенциальная жизнь, не говоря уже о других многочисленных обитаемых мирах, которые могут быть в сотне миллиардов других галактик по всей Вселенной. Учитывая эти числа, шансы на существование жизни за пределами Земли весьма высоки, а вот шансы обнаружить эту жизнь — куда ниже.
Астрономы считают, что заметили, возможно, первые потенциальные признаки взаимодействия темной материи с другой силой, отличной от гравитации. Международная группа ученых под руководством ученых Университета Дарема в Великобритании сделала открытие, используя космический телескоп Хаббл и Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории, чтобы просмотреть одновременное столкновение четырех далеких галактик в центре галактического скопления в 1,3 миллиарда световых лет от Земли.
Удивляет это вас или нет? После поиска в 100 000 галактик, которые космический аппарат WISE мог видеть достаточно детально, ни в одной из них не оказалось широко распространенной внеземной цивилизации, использующей большую часть звездного света в своей галактике в собственных целях.
Группа космологов из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе поделилась на встрече Американского физического общества новой информацией о том, как проходит работа по созданию крупнейшей на сегодняшний день карты распределения темной материи во Вселенной. На встрече была представлена первая завершенная секция этой карты, создаваемой Лабораторией имени Ферми.
Представьте себе инструмент, который может измерять движения в миллиард раз меньше атома, который живет миллионную долю секунды. Holometer от Fermilab — в настоящее время единственная машина, способная проводить настолько точные измерения пространства и времени, и собранные за последнее время данные улучшили пределы для теорией об экзотических объектах юной Вселенной. Непонятно? Сейчас разберемся.
Астрономы Женевского и Бернского университетов в Швейцарии измерили температуру экзопланеты HD189733b с беспрецедентной точностью, совместив два подхода, и пришли к интересным результатам. Хороший пример того, когда, совмещая уже известные методы с новейшими данными, можно получить точные измерения.
Некоторые типы сверхновых, или взрывающихся звезд, более распространены, чем считалось раньше, обнаружили астрономы Университета Аризоны. Результаты были опубликованы в Astrophysical Journal в двух статьях и обещают принести серьезные последствия для крупных космологических вопросов, например, с какой скоростью расширяется Вселенная с момента Большого Взрыва. Одним из важнейших следствий новой работы является то, что скорость расширения Вселенной может быть не такой быстрой, как пишут в учебниках.
65 лет назад, в 1950 году, обедая с коллегами Эдвардом Теллером и Гербертом Йорком, лауреат Нобелевской премии по физике Энрико Ферми вдруг задался вопросом «Где все?». Хотя за этим вопросом не было глубокой теории и аргументации, его вопрос сейчас стал известен как парадокс Ферми.
Холодной мартовской субботой, утопая более чем в 10-сантиметровом снегу, сотни людей собрались в Шрайвер-Холле в Университете Джона Хопкинса в Балтиморе, чтобы услышать премьеру “Cosmic Dust”, оркестрового представления с изображением глубокого космоса. Трубящие фанфары передали мощь взрывающихся звезд; партия скрипок сопроводила полет комет. Когда симфония отыграла, снимки галактик и туманностей были показаны на большом экране.