В апреле прошлого года, Амина Хелми чувствовал мурашки, пока ехала на работу в северные Нидерланды. Это никак не связано с погодой—это был чистый ожидании. Лишь несколькими днями раньше, поток данных был освобожден из Гайи, Европейского космического агентства (ЕКА), который был картографирование Млечного Пути в течение пяти лет. Астроном университета Гронингена и ее команда были гонки расчесывать через данные выводы о галактике, прежде чем другие сделали это первыми. Работая в быстрой перемотке, не могла заснуть от волнения, Хельми и ее коллеги знали, что они были на что-то. Команда была замечена набор 30,000 ренегат звезд. В отличие от других объектов, в основной части Млечного Пути, который орбиту в относительно плоскую форму диска, эти нонконформисты были двигаться назад, на орбитах, которые везли их из галактической плоскости. В течение недели группа работала, что световой Орды указывал на скрытые и особенно бурную главу в истории Млечного пути: банкротство-между молодые галактики и колоссальной спутником. Что зверь один раз обогнула Млечный Путь как планета вокруг звезды, но около восьми миллиардов до 11 миллиардов лет назад, эти два столкнулись, массово меняя галактического диска и россыпь звезд далеко и широко. Это последняя крупная авария галактики пережил, прежде чем он предполагал привычной форме спирали видел сегодня. Текст объявления Хотя сигнал о том, что древний аварии скрывался в простом виде в течение миллиардов лет, то только через данных ГАИ установлено, что астрономы наконец-то смогли его обнаружить. “Это просто невероятно, что смогли найти такую важную веху в истории Млечного Пути”, - говорит Хельми. Таких монументальных открытий становятся почти привычными благодаря Гайя. Миссия направлена в каталоге более одного миллиарда местных звезд, графиков их яркости, температуры, возраста, места и скорости. Именно эти последние два свойства, которые особенно поучительны для астрономов: до Гайи, ученые не хватало высокоточных измерений расстояния до многих звезд, а также то, что известно как правильное движение, или звездного движения по небу. Используя эту чрезвычайно важную информацию, исследователи могут—как Хельми и ее коллеги—охоты для групп объектов, путешествуя вместе в согласованных траекторий ссылки на общую историю. Скоростей звезд также может помочь астрономам проследить влияние темной материи—невидимого и еще-загадочной субстанции, которая составляет большую часть массы галактики и поворотах пути звезд, со своей гравитацией. Сотни статей были опубликованы данные с апреля Гайи 2018 выпуска. Они рисуют картину Млечного Пути, которая является гораздо более динамичной и сложной, чем представлялось ранее. Галактика кишит сюрпризами, в том числе и оттенками темной материи сгустки, что в конечном итоге может дать ученым лучше понять свойства непрозрачного материала. В начале, простой в месте находки уже были трансформационными, говорит астроном Василий Белокуров из Кембриджского университета, Великобритания, и еще они просто проблеск того, что грядет: “как мы видим Млечный Путь явно изменилась.” Разрушительное прошлое Солнечная система находится на окраине Млечного Пути, около 8000 парсек (26 000 световых лет) от галактического центра, на втором спиральном рукаве известный как Орион. Именно с этого насеста, глядя на огромные белые полосы, простирающиеся по ночному небу, что астрономы должны наметить структуру галактики.К середине 20-го века они нарисовали широкую картину, определяющую, что звезды Млечного Пути распределены в центральной выпуклости, обернуты змеиными звездными ветвями и окружены тонким сферическим ореолом. В 1970-х и 1980-х годах исследователи пришли к выводу, как эта структура создавалась на протяжении миллиардов лет, начиная с огромного облака темной материи, газа и пыли. Видимые компоненты разрушались в дискообразную структуру, которая затем увеличивалась, пожирая меньшие спутниковые галактики. Позже астрономы заполнили детали, используя наземные телескопы, чтобы повторно сфотографировать все ночное небо. Такие исследования позволили ученым более пристально вглядываться в крупномасштабные галактические объекты, такие как звездное гало, где они обнаружили остатки небольших галактик, которые были вытянуты в усеянные звездами потоки мусора. Но наземные исследования дают астрономам только столько информации о структуре Млечного Пути, главным образом потому, что размытие от турбулентной атмосферы Земли ограничивает то, насколько точно можно определить расстояния до звезд. И хотя скорость, с которой звезды движутся к Земле или от нее, можно измерить по изменению цвета, определить их правильное движение - и, следовательно, их полную трехмерную скорость - сложно, поскольку большинство объектов так мало движутся по небу в человеческом масштабе времени. Эта проблема затмила отношения между многими звездами - связи, которые могут быть обнаружены сходством в их движениях. Рекламное объявление Миссия Gaia общей стоимостью около 740 миллионов евро (844 миллиона долларов США), которая была утверждена в 2000 году и запущена 13 лет спустя, была предназначена для устранения этих пробелов. Облетая вокруг Солнца немного дальше, чем Земля, космический корабль снимает одни и те же звезды с разных позиций на своей орбите. Это позволяет астрономам измерять расстояние через величину, известную как звездный параллакс - бесконечно малые сдвиги в видимом положении объекта на небе, которые сопровождают изменение перспективы. Спутник ЕКА Hipparcos, который работал с 1989 по 1993 год, собирал аналогичные данные параллакса. Но точность Гайи в конечном итоге будет в 100 раз выше. И благодаря своей чувствительности он может проникать глубже в галактику: около 99 процентов из более чем одного миллиарда звезд, которые он наблюдает, никогда точно не определяли свои расстояния. В вычислительно интенсивном проекте исследователи Gaia создали график расположения каждой звезды относительно любой другой звезды, которую видит телескоп. Это позволило команде измерить скорость движения звезд по небу - их правильное движение. Затем, измеряя небольшие сдвиги в цвете звезд, астрономы могут получить информацию о том, как быстро объекты движутся к спутнику или от него вдоль линии его обзора. Комбинация двух измерений плюс расстояния, рассчитанные по Gaia, обеспечивают полное трехмерное движение звезд. Gaia может измерить движение в пределах прямой видимости самых ярких звезд, которые она видит, но наземные телескопы помогут измерить оставшиеся звезды. Знание, где находится каждая звезда и куда она идет, позволяет исследователям быстро выявлять скрытую историю Млечного Пути. Так было в случае древнего столкновения, исследованного Хелми и ее коллегами (см. «Слияние на ранних этапах формирования нашей галактики»). В их работе доказательство того, что когорта звезд, которые они обнаружили, имеет общее происхождение, было подкреплено данными наземного обзора неба Слоана (SDSS) в Нью-Мексико, который показал, что все члены ансамбля имели одинаковый химический состав. , Команда выбрала имя Гайя-Энцелад для галактической галактики, которая, как считается, была домом звезд. Энцелад был великаном, который произошел от Гайи в греческой мифологии. рассылка промо Так случилось, что Белокуров и его коллеги также нашли доказательства столкновения, используя информацию из предварительной публикации данных Гайи в 2016 году.Эти данные не включали показания правильного движения, но, сравнивая звездные позиции в этом наборе данных с наблюдениями SDSS, сделанными около десяти лет назад, команда могла видеть, как звезды перемещались за прошедшее время. Они заметили группу объектов, путешествующих вместе по эксцентричным орбитам, которые должны в конечном итоге перенести их из центра галактики на окраину. Похоже, что они произошли от одного крупного крушения, их общая история очевидна из-за сходства в содержании металла. Поскольку намеченные скорости сформировали форму колбасы, команда окрестила галактику Гайя древней карликовой галактикой, которая когда-то была домом звезд. Двойное именование привело к некоторой путанице в сообществе. Но как бы ни называли виновника, древнее слияние могло быть ключом к загадке Млечного Пути. Диск галактики состоит из двух компонентов: тонкий внутренний диск, содержащий газ, пыль и молодые звезды, расположен как заполнение Орео, внутри толстого внешнего диска, состоящего почти целиком из более старых звезд. Астрономы спорят, возник ли сначала толстый диск с газом и пылью, а затем конденсирующимися для образования более тонкого ядра, или же структура начиналась с тонкого диска, который затем был частично надут. Поскольку во время крушения "Gaia-Enceladus-Sausage" составляла значительную часть размера Млечного Пути, она бы откладывала много энергии в галактический диск, нагревая и расширяя его. Группа Хельми рассматривает это как знак в пользу сценария набухания и как свидетельство драматического искажения Млечного пути. Скорость, с которой такие ранее непростые идеи могут быть получены с использованием данных "Gaia", поразила исследователей. Астроном Кэтрин Джонстон из Колумбийского университета в Нью-Йорке вспоминает ажиотаж над статьей, опубликованной на следующий день после публикации данных в апреле, в которой показано, как движения около шести миллионов звезд возле Солнца выровнены по своеобразной спирали, похожей на раковину улитки Джонстон говорит, что эта модель, казалось, была отпечатком пальца, отпечатанным маленькой спутниковой галактикой, известной как Стрелец. Источник:scientificamerican.com
Фраза «Большой взрыв» суммирует наиболее широко принятую научную теорию о том, как известная вселенная перешла в ее нынешнее состояние. Данные свидетельствуют о том, что период расширения начался около 13,8 млрд (± 200 млн) лет назад и продолжается с тех пор.Фактическая причина инфляции не была полностью определена, хотя базовая модель делает некоторые прогнозы, которые подтвердились. Существует много взглядов на то, что новая физика покажет о начале Вселенной - потому что это все еще открытый вопрос. В одном предложении пространство и время (пространство-время) начали существовать 13,8 миллиардов лет назад. В других предложениях Вселенная имеет инфляционные периоды. Еще в одном предложении существовала «мультивселенная» до того, как началась наша вселенная. Детали того, что произошло до 13,8 миллиардов лет назад (или, если это вообще имеет смысл), еще предстоит выяснить. Многие сходящиеся линии доказательств поддерживают модель Большого взрыва, в том числе: наблюдаемое расширение вселенной наблюдаемое космическое микроволновое фоновое излучение и его анизотропии наблюдаемые соотношения элементов, которые остались от ранней вселенной моделирование, включающее формирование галактики множество измерений (большинство из которых не имеют ничего общего с космологией), которые показывают, что темная материя реальна, а не просто «фактор выдумки» (как утверждают некоторые альтернативные теоретики и креационисты) Обратите внимание, что в отличие от того, что утверждают некоторые креационисты, теория Большого взрыва не пытается описать начальные условия или первопричину вселенной. Теория просто рассматривает развитие вселенной от ее чрезвычайно плотных и горячих ранних стадий до ее нынешней формы. (Сравните и сопоставьте, как теория эволюции также касается не происхождения жизни на Земле, а просто ее развития после ее возникновения.) Поучительно думать о Большом взрыве не как о локализованном взрыве, из которого вся материя удаляется, но скорее как равномерное расширение самого пространства. Наблюдатель в любой точке вселенной видит одно и то же: однородное распределение вещества повсюду, причем все больше и больше удаленных частей удаляются все быстрее и быстрее . содержание Происхождение модели Большого взрыва В течение сотен лет люди предполагали, что у Вселенной было начало - такие предположения предвещали предпосылку Большого взрыва. Астрономы, такие как Йоханнес Кеплер (1571-1630), утверждали, что вселенная была конечной по возрасту. Эдгар Аллан По в 1848 году рассматривал Вселенную как циклическую по своей природе, расширяющуюся и сжимающуюся из одного изначального состояния. По также верил, что время и пространство едины, почти за 100 лет до того, как Альберт Эйнштейн докажет это. В 1927 году бельгийский физик и католический священник Жорж Леметр предложил расширяющуюся модель вселенной, чтобы объяснить наблюдаемые красные смещения спиральных туманностей. Эдвин Хаббл предоставил данные наблюдений о красных смещениях галактик в 1929 году. Эйнштейн, сознательно подразумевая, что в его теории общей теории относительности 1915 года произошел Большой взрыв, доказал, что математические данные указывают на отправную точку времени и пространства. Жорж Леметр заметил значение Эйнштейна, и поэтому Леметр официально объявил модель Большого взрыва.В то время, однако, это не называлось «Большой взрыв». Лемэтр назвал это своей теорией «фейерверков», потому что он предполагал взрывное начало. Термин «Большой взрыв» появился только в 1949 году, когда Фред Хойл (сам являющийся сторонником модели устойчивого состояния) придумал термин «Большой взрыв» как уничижительный ярлык. Сам Эйнштейн предложил космологическую константу, чтобы поддержать теорию устойчивого состояния, будучи глубоко обеспокоенным представлением о том, что вселенная расширяется и может в конечном итоге сузиться, что привело к тому, что было названо «Большим кризисом». Позже он исправил это, назвав космологическую константу своей «самой большой ошибкой». В настоящее время, однако, считается, что Эйнштейн не промахнулся, когда создал космологическую постоянную, потому что в настоящее время космологическая постоянная считается символом темной энергии, которая представляет собой таинственную силу, вызывающую фактическое расширение пространства, означающее, что Большой Хруст не произойдет. Исходные предположения Есть два предположения, необходимых для построения Большого взрыва. Имеются эмпирические доказательства обоих этих предположений, и они считаются разумными, оправданными заявлениями, а не постулатами. Законы физики одинаковы везде во Вселенной и одинаковы на протяжении всей истории вселенной. В достаточно большом масштабе Вселенная является однородной и изотропной. Первое предположение является прямым, потому что а) нет доказательств обратного и б) без него вы могли бы также отказаться от какой-либо астрономии, астрофизики или космологии вообще, поскольку если физические законы в галактике Андромеды как-то отличаются от того, где мы живем, но различия настолько тонки, что мы не можем обнаружить никого из того, где мы находимся - ну, довольно трудно пойти туда и измерить их. Это предположение необходимо, потому что, когда мы говорим о том, как вещи взаимодействуют в галактических, гораздо менее универсальных масштабах, нам необходимо использовать общую теорию относительности. Намного лучше, если общая относительность применяется к другим галактикам так же, как к нашей. Второе предположение известно как космологический принцип, который имеет сильную эмпирическую поддержку. По сути, это более сильная версия принципа Коперника, которая гласит, что у Земли нет особого места в космосе. Что на самом деле говорит теория Большого взрыва «Распространенным заблуждением является то, что большой взрыв обеспечивает теорию космического происхождения. Это не так. Большой взрыв - это теория… которая очерчивает космическую эволюцию за доли секунды после того, что случилось с созданием вселенной, но ничего не говорит вообще о самом нулевом времени. И поскольку, согласно теории большого взрыва, взрыв - это то, что должно было произойти в начале, большой взрыв исключает взрыв. Он ничего не говорит нам о том, что ударил, почему он ударил, как он ударил, или, честно говоря, действительно ли он ударил вообще ". Брайан Грин, Ткань Космоса, мягкая обложка, с. 272, акцент в оригинале Несмотря на свое название, теория Большого взрыва ничего не говорит о том, как Вселенная возникла впервые. Другими словами, это ничего не говорит о самом Большом Взрыве. Все, что он говорит: «Хорошо, мы знаем законы физики в этих энергетических масштабах, поэтому мы можем экстраполировать обратно примерно до 10-43 секунд, но кроме этого мы понятия не имеем, что произошло; нам нужна квантовая теория гравитации для это." В этом разделе дается график теории большого взрыва. Эпоха Планка Эра Планка - это эра времени от абсолютного нуля до 10-43 секунд (одноименное время Планка) после Большого взрыва. У нас пока нет рабочей теории для этого промежутка времени и почти нет данных наблюдений - соответственно, мало что можно сказать об этом с уверенностью. Однако в эти короткие времена и при высоких энергиях ожидается, что гравитация будет такой же сильной, как и другие три фундаментальные силы (сильное, слабое и электромагнитное взаимодействие), и все четыре силы могут быть объединены в одну.Вселенная в те времена была очень маленькой, намного меньше субатомной частицы, горячей и гладкой, даже если бы, когда она начала расширяться, квантовые вариации начали вызывать небольшие колебания плотности на ней. Великая Эпоха Объединения Через 10-43 секунды Вселенная, все еще довольно крошечная, несмотря на то, что она несколько расширилась, остыла до 1032 К, в результате чего гравитация откололась от других трех сил. Хотя Стандартная модель физики элементарных частиц не может приспособиться к такой Великой Единой Теории (GUT), многие теории выходят за рамки Стандартной Модели, например, Суперсимметрия, может. В квантовой теории поля (описание взаимодействия частиц на фундаментальном уровне) частицы не имеют голых масс - масса является следствием процесса, называемого спонтанным нарушением симметрии. В высокосимметричных GUT частицы безмассовые. инфляция Концепция космической инфляции предполагает, что примерно через 10-36 секунд после начального момента, когда она остыла до 1028 К, Вселенная переживала период быстрого расширения, который сглаживал колебания плотности, упомянутые выше. Инфляция была разработана Аланом Гутом в начале 1980-х годов для решения некоторых проблем со стандартной теорией Большого взрыва. Это: Проблема горизонта: материя в современной Вселенной чрезвычайно однородна; плотность галактик и газовых облаков одинакова, независимо от того, в каком направлении мы смотрим. Кроме того, температура фотонов космического микроволнового фона с одного направления такая же, как с противоположного направления. Эти фотоны происходят из двух точек во вселенной, которые никогда не были в контакте. Все же как-то они одинаковой температуры! Единственный способ решить эту проблему состоял в том, что Вселенная очень быстро расширялась на ранних стадиях. Источник:rationalwiki.org
