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.
Представьте себе физика, сидящего в клетке с ружьем, направленным прямо на его голову. Каждые несколько секунд измеряется направление спина случайной частицы в комнате. Если спин направлен в одну сторону, то ружье стреляет и физик умирает. Если же в другую, то раздается только звук щелчка и физик выживает. Получается, шансы на выживание физика — 50 на 50, верно?
Земля — загадочное место с великими безднами неизвестности, лежащими в океанах, которые покрывают две трети нашего чудесного мира. Если вы задумаетесь об экстремальных условиях, феноменальных геологических особенностях и жутких существах, которые кишат на километровых глубинах в морях, голова пойдет кругом. Что ж, после прочтения этой статьи она и вовсе может взорваться, поскольку за пределами нашей атмосферы и даже Солнечной системы существуют такие непостижимые, внушающие страх океаны, что… читайте, в общем.
«Парадокс потери информации» в черных дырах — проблема, которая преследует физиков в течение последних 40 лет, — может вовсе не существовать. Порвите документ — и его можно по клочкам собрать обратно. Сожгите книгу, и в теории можно сделать то же самое. Но отправьте информацию в черную дыру — и она будет потеряна навсегда. Так считали физики много лет. Однако были и противоположные мнения, и одна из последних работ говорит в пользу этого.
Один из сюрпризов, которые выявил Большой адронный коллайдер, заключается в том, что бозон Хиггса оказался немного тяжелее, чем ожидалось, и это несет определенные последствия для структуры нашего вакуума. Вакуум наполняет поле Хиггса, оно дает частицам их массу, а заполненный Хиггсом вакуум, как считается, должен быть стабильным минимумом потенциала Хиггса. Если Хиггс будет значительно тяжелее, как показывают современные данные, у потенциала будет другой минимум на энергиях, которые ниже настоящего вакуума. Значит, вакуум, который нас окружает, это «ложный вакуум» и он метастабилен, не идеален. Наш ложный вакуум в конечном счете распадется на более низкое энергетическое состояние «истинного вакуума», и этот процесс будет сопровождаться выбросом энергии, которая разорвет все связанные на сегодня частицы материи.
Вселенная наполнена галактиками, которые собираются вместе подобно космическим мегаполисам в подавляющей пустоте пространства. На днях астрономы представили кучу детских снимков таких скоплений галактик, сняв их в возрасте всего нескольких миллиардов лет (это мало, учитывая то, что возраст Вселенной — 13,8 миллиарда лет). Более 200 детских скоплений — это самый большой улов за все время, который проливает свет на темную материю и формирование галактик.
Нам кажется, что хорошие времена будут длиться вечно и нам не стоит экономить энергию. Но энтропия растет, и в конечном итоге благодаря ей в нашей Вселенной не останется полезной энергии. Благодаря вкладу поколений динозавров и их друзей-растений, у нас есть топливо, которое можно сжигать. Если мы когда-нибудь избавимся от своей зависимости от этих видов топлива, мы начнем использовать возобновляемые источники вроде солнца, ветра, приливов и отливов, геотермальной и гидротермальной энергии. И если физики начнут делать полезные вещи, мы сможем использовать и обуздать мощь Солнца и генерировать неограниченное количество энергии в ходе термоядерного синтеза, используя вечный водород во всех мировых океанах.
Есть два варианта: либо Вселенная конечна и обладает размером, либо бесконечна и тянется вечно. Оба варианта заставляют хорошенько задуматься. Насколько велика наша Вселенная? Все зависит от ответа на вышеуказанные вопросы. Пытались астрономы понять это? Конечно пытались. Можно сказать, они одержимы поиском ответов на эти вопросы, и благодаря их поискам мы строим чувствительные космические телескопы и спутники. Астрономы вглядываются в космический микроволновый фон, реликтовое излучение, оставшееся со времен Большого Взрыва. Каким образом можно проверить эту идею, просто наблюдая за небом?
Физики пришли к новым расчетам, когда Вселенная перестанет расширяться и коллапсирует в себя — а это, как вы понимаете, крайне плохие новости для материи внутри, — и утверждают, что это произойдет в ближайшие несколько десятков миллиардов лет или около того.
Частицы темной материи не производят, не отражают и не поглощают свет. Тем не менее, хотя мы и не можем видеть темную материю напрямую и до сих пор не понимаем ее природы, ученые сходятся во мнении, что она составляет до 26% известной нам Вселенной, наблюдая за гравитационными эффектами, которые она оказывает на другие космические объекты. Как и ветер, гнущий дерево, мы не видим темную материю, но знаем, что она есть. Исходя из этих наблюдений, ученые разрабатывают весьма интересные теории относительно этой загадочной субстанции. Если она будет обнаружена, наше понимание Вселенной существенно прояснится.