Если две черные дыры сталкиваются в космическом вакууме, издают ли они звук? Звуковые волны не могут распространяться в почти идеальном космическом вакууме – никто не услышит, как вы кричите, как гласит слоган «Чужого». Но электромагнитные и гравитационные волны могут, и недавно исследователи превратил эти сигналы из космоса в музыку. Альбом «Небесные заклинания» (Celestial Incantations) включает в себя космические «звуки» изнутри и за пределами нашей солнечной системы, такие как колебания кометы, излучение галактического пульсара и слияние двух черных дыр. Альбом является результатом сотрудничества Ким Кунио, профессора из Австралийского национального университета, британской художницы Дианы Скарборо и доктора Найджела Мередита из Британской антарктической службы. Трио вместе выбирало звуки для альбома, использовав звуки космоса с акустическими инструментами для создания каждого трека.
Впервые быстро исчезающие радиовсплески ученые наблюдали еще в 2007 году. Последующее десятилетия исследований позволили обнаружить около 140 вспышек по всей Вселенной. Немного, правда? Дело в том, что быстрые радиовсплески (FRBS) действительно трудно поймать: для этого необходимо направить радиотелескоп в нужное место в нужное время. При этом предсказать, где и когда удастся поймать всплеск неизвестно. Исследователи отмечают, что большинство радиотелескопов видят только участок неба размером с Луну в данный момент времени, что означает, что подавляющее большинство быстрых радиовсплесков остаются невидимыми. Ситуация, к счастью, изменилась, когда телескоп CHIME, расположенный в Радиоастрофизической обсерватории Доминиона в Британской Колумбии в Канаде, начал принимать радиосигналы. Это произошло в 2018 году в течение первого года работы инструмента и в конечном итоге позволило ученым создать каталог быстрых радиовсплесков. Примечательно, что каталог не только расширяет известное количество быстрых радиовсплесков, но и доступную информацию об их местоположении и свойствах.
В течение десятилетий астрономы подозревали, что во Вселенной больше материи, чем можно увидеть. Темная материя, как и темная энергия, остается загадочной, но ее существование выводится из того, что галактики ведут себя непредсказуемым образом. Например, тот факт, что галактики остаются сгруппированными вместе и что галактики внутри скоплений движутся быстрее, чем ожидалось. Как отмечают авторы нового исследования, видимые галактики формируются в самых плотных областях темной материи: когда мы смотрим в ночное небо, то видим свет далеких галактик, но не окружающую их темную материю, как если бы смотрели на огни ночного города. Вычисляя, как гравитация искажает свет – этот метод называется гравитационным линзированием – астрономы получают полную картину, как видимой, так и невидимой материи Вселенной. Результаты нового исследования показали, что материя распределена во Вселенной таким образом, который согласуется с предсказаниями стандартной космологической модели – лучшей современной модели Вселенной. О том, как ученым удалось составить самую подробную карту распределения таинственной темной материи во Вселенной рассказываем в этой статье.
Исследователи из Копенгагенского университета выяснили, что произошло с определенным видом плазмы – самой первой материей во Вселенной – в течение первой микросекунды после Большого взрыва. Их открытие раскрывает часть головоломки об эволюции Вселенной, какой мы знаем ее сегодня: современная наука гласит, что около 14 миллиардов лет назад наша Вселенная перешла из гораздо более горячего и плотного состояния в радикально расширяющееся – этот процесс н назвали Большим взрывом. И хотя мы знаем, что это быстрое расширение породило частицы, атомы, звезды, галактики и жизнь на нашей планете, детали того, как именно произошло рождение Вселенной, до сих пор неизвестны. Новая работа, по мнению ее авторов, проливает свет на самые первые мгновения существования всего сущего. Полученные результаты позволили исследователям пошагово восстановить эволюцию ранней Вселенной – с помощью Большого адронного коллайдера в ЦЕРН физикам удалось воссоздать то крошечное окно времени, в котором вся Вселенная была относительно компактной.
Хотя это может казаться неочевидным, галактики не просто случайным образом распределены во Вселенной. Вместо этого они сгруппированы в большие нити, разделенные гигантскими пустотами пространства. Каждая нить в основном представляет собой стену галактик, простирающуюся на сотни миллионов световых лет. Интересно, что одну из самых больших структур в известной Вселенной астрономы обнаружили совсем недавно, а ведь это гигантская стена галактик длиной около 1,4 миллиарда световых лет! Учитывая, насколько близко к нам находится это массивное сооружение, удивительно, что ученые не замечали его раньше. В течение последних десяти лет международная группа астрономов во главе с Брентом Талли из Института астрономии Гавайского университета занималась составлением карт распределения галактик вокруг Млечного Пути. Астрономы назвали эту недавно определенную структуру «Стеной Южного полюса», которая находится за пределами Ланиакеи – огромного сверхскопления галактик, включая нашу собственную.
Вопрос о том, что находится за пределами Вселенной представители рода человеческого задавали себе не одно столетие. Но приблизительное понимание того, что представляет собой наш космический дом, появилось (по меркам той же Вселенной) совсем недавно. Сегодня мы знаем, что Вселенная родилась около 14 миллиардов лет назад в результате Большого взрыва и с тех пор расширяется с ускорением, параллельно остывая. Кажется, это противоречит здравому смыслу, но чтобы понять удивительные законы космоса и то, как они работают, умнейшие из нас трудились не одно поколение. Но знания, накопленные за эти годы, увы, по-прежнему не позволяют собрать головоломку воедино. Да, мы знаем, как выглядит наблюдаемая Вселенная – с помощью мощнейших телескопов ученые наносят на карту не только звезды, но миллиарды галактик и их скопления, заглядывая все дальше и дальше в прошлое, вплоть до Большого взрыва. Но могут ли они узнать, находится ли что-то за пределами нашей Вселенной? Есть ли что-нибудь там, куда не только невозможно отправить самые мощные инструменты, но и попросту заглянуть?
Обозримая Вселенная с миллиардами населяющих ее галактик и скоплений, расположенных на чудовищных расстояниях друг от друга, напоминает нервную ткань, в которой клетки связаны в систему отходящими от них нейронами, по которым передаются нервные импульсы. Эту космическую систему более высокого уровня ученые называют Метагалактикой. В ней находятся многочисленные скопления галактик, свет от которых улавливают наши телескопы. Интересно, что наблюдая за этими удивительными обитателями Вселенной, астрономы и астрофизики были несколько озадачены их синхронизированным поведением, которое нельзя объяснить индивидуальными гравитационными полями. Так, в работе 2018 года сообщалось о сотнях галактик, вращающихся синхронно с другими галактиками, которые расположены в десятках миллионов световых лет от них. Выходит, несмотря на различия и умопомрачительные расстояния, некоторые галактики движутся вместе по странным и часто необъяснимым закономерностям, как будто связаны между собой огромной невидимой силой. Эти открытия намекают на загадочное влияние так называемых «крупномасштабных структур», которые, как следует из названия, являются самыми большими известными объектами во Вселенной.
Считается, что наша Вселенная родилась 13,8 миллиардов лет назад после Большого взрыва и с тех пор расширяется с ускорением. Однако что именно происходило в первые секунды после рождения Вселенной – инфляции – долгое время остается для физиков загадкой. Согласно новой гипотезе, о чем рассказывает Live Science, в относительно молодой Вселенной «наблюдатель должен быть огражден» от непосредственного наблюдения мельчайших структур в космосе. Другими словами, физики по определению никогда не смогут построить модель инфляции с помощью обычных инструментов, и им придется придумать лучший способ. Новая гипотеза указывает на определенную особенность инфляционных моделей, которые принимают очень, очень малые флуктуации в пространстве-времени и делают их больше. Но так как полной физической теории этих малых флуктуаций не существует, модели инфляции с этой особенностью (то есть практически все), никогда не будут работать. Напомню, что наблюдения за крупномасштабной структурой Вселенной и остатками света от Большого взрыва ранее показали, что в очень ранней Вселенной наш космос, вероятно, переживал период невероятно быстрого расширения.
Мир удивительных научных открытий нельзя представить без смелых, новаторских и зачастую противоречивых идей. Особенно это касается космологии, которая изучает Вселенную как единое целое, в том числе ее рождение, дальнейшую судьбу и возможную гибель. Стоит ли удивляться, что за время своего существования космология претерпела множество трансформаций. Сегодня астрономы понимают, что Вселенная стремительно расширяется бесконечно ускоряясь и постепенно становясь все холоднее. Если этот процесс продолжится, в конечном итоге вся Вселенная погрузится во тьму и холод. Но наука не была бы так увлекательна, если бы не новые открытия, позволяющие взглянуть на привычный ход вещей иначе. Недавно команда физиков-теоретиков в сотрудничестве со специалистами из Microsoft опубликовала исследование, в котором рассматривает нашу Вселенную как самообучающуюся систему эволюционных законов, которые, по сути, являются алгоритмами работающими в форме операций обучения. Иными словами, исследователи предположили, что мы живем внутри компьютерной системы, которая постоянно учится. Полученные результаты, как полагают авторы, можно будет использовать для создания совершенно новой области космологических исследований.
ХХ век подарил миру множество удивительных открытий: в 1916 году знаменитый на весь мир физик по имени Альберт Эйнштейн опубликовал общую теорию относительности (ОТО); затем, в 1927 году астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что галактики удаляются от Земли (и друг от друга) со все возрастающей скоростью; в последующие десятилетия такие выдающиеся умы как Нильс Бор, Макс Планк, Луи де Бройль, Вернер Гейзенберг и другие трудились над созданием квантовой теории. Сегодня их труд лежит в основе наших знаний о Вселенной – мы знаем, что она родилась 13,8 миллиардов лет назад и с тех пор расширяется с ускорением. Вот только причина, по которой Вселенная становится все больше и больше, остается загадкой и ученые не могут прийти к единому мнению о том, почему. Это, во многом, связано с различными способами измерения постоянной Хаббла (фундаментального параметра, описывающего расширение Вселенной), которые показывают разные результаты. Но недавно ученые предложили новый способ, потенциально способный разрешить кризис космологии. О нем поговорим в этой статье.