Sissejuhatus
Miks teleskoobid valetavad?;
Kus see SINGULAARSUS on?;
Gravitatsioon ja antigravitatsioon;
UNIVERSUM JA PÖÖREMINE
Piisab, kui vaadata ühte paljudest fotodest universumist () ja selle osadest, et mõista, et tegelikult on see maht, mis laieneb universumi uurimiseks igas suunas meie teleskoopide ja satelliitide nähtavuse piirini. Seda tõsiasja ei tohi kunagi unustada, mitte ühelgi hetkel, muidu võib meiega väga kergesti juhtuda, et hakkame ruumilist ruumi tajuma pinnana (), tasapinnana või võrdlema () seda Maa objektide ja nähtustega.
Köites pole sirgeid ega kõveraid jooni ega muid geomeetrilisi objekte; on ainult avatud ruumala, mis laieneb kuni 13,8 miljardi valgusaastani (). See arv viitab objektile (galaktikale), mis tuvastati Maalt meie instrumentide abil. See on võimalik ainult seetõttu, et objektid, mille mass on suurem kui 10% meie Päikese massist (ja mõned väiksemad objektid (), mille jaoks on täidetud vajalikud tingimused), kiirgavad pidevalt kiirgust, mille instrumendid registreerivad valgusena.
Oletame, et sellises ruumis on ainult kaks objekti, tähte. Vaatamata nendevahelise kauguse suurusele ulatuvad kiirgus ja gravitatsioon aja jooksul ühest teise. See, et kiirgus ja gravitatsioon jõudsid ühelt objektilt teisele näiteks 13 miljardi aasta jooksul, liikudes kiirusega ~300 000 km/s, ei räägi meile nende objektide ajaloost midagi. Ainus järeldus, mida saame teha, on see, et kiirgusel kulub sellise vahemaa läbimiseks nii kaua aega. Peate mõistma, et galaktikad koosnevad tähtedest, mille kiirgust saab ainult registreerida. Tähed peavad elama vähemalt nii kaua, kui kulub kiirguse läbimiseks meie instrumentideni, mis seda salvestavad.
Miks ma seda rõhutan? Tähtede plahvatuste (noovad ja supernoovad) vaatlused näitavad selgelt, et ajavahemik plahvatuse algusest kuni selle väljasuremiseni on väga lühike () ja siis pole kiirgust. Tähte pole ja instrumentidel pole midagi mõõta. Plahvatuse taha jäänud udukogul ei ole kiirgusallikat ja seepärast ei paista, vaid peegeldab valgust.
Arutleme ka väite üle, et 400 000 aastat (viimasel ajal on see arv 300 000) Universumi paisumise või tekke algusest () hakkas kompaktne mass selginema ja et siis tekkis kiirgus (valgus). Selle massi kohta väidetakse – loomulikult ilma tõendite või muu aluseta –, et see oli väga kuum, suurem kui kõik tähed kokku. Kõlab loogiliselt täita nii väike ruum kogu universumiga. Kui see oleks õige, oleks mõned tõendid praeguseks juba olemas. Kõige kindlam ja lihtsaim tõend oleks selle objekti pildistamine meie instrumentidega. Probleem on selles, et sellist objekti pole olemas; sellise massi, soojuse ja kiirguse (valguse) hulgaga peaks see varjama suurema osa Universumist või selle stseenidest. Siin pole vaja ütlust: Kui midagi ei ole võimalik tuvastada, ei tähenda see, et seda pole olemas või ei olnud. Instrumendid on asjad, mis salvestavad olemasolevaid objekte ja nende kiirgavat kiirgust. Nad ei suuda asju välja mõelda. Sellise suurusega objekti oleks võimatu registreerimata jätta isegi vananenud tööriistade abil.
Väide, et galaktikad tekkisid esimesena, on täiesti ebaloogiline. Galaktikad ilma kiirgust kiirgavate tähtedeta oleksid ainult tume mass, mida meie instrumendid sellisel kaugusel tuvastada ei suudaks. Universum on äärmiselt külm ja pime koht ning kui kiirgust kiirgavaid objekte (tähti) pole, siis ei saa midagi näha ega salvestada enne, kui need seal, otse paigas endas, päriselt leitakse. On hästi teada, et meie poolt registreeritud kõige kaugemad galaktikad on vaid tohutu hulga galaktika sees säravate tähtede summa, sest neid saab registreerida ainult nii.
Kui nüüd väita, et antud juhul on tähed vanemad kui 13,8 miljardit aastat, oleks meil õigus. Teeksime suure vea, kui ütleksime, et need tähed tekkisid teiste tähtede lagunemise jäänustest või millestki muust neist vanemast, sest selline väide on vastuolus meie universumi pideva paisumise ja lihtsalt galaktikate (protogalaktikate) moodustumisega. ). See tähendab, et Universumi eelmine suurus oli suurem või vähemalt sama suur kui tänane ja see välistaks kohe Universumi paisumise ja edasise arengu nendel alustel.
Ma ei püüa kaitsta seisukohta, et universum paisub, vaid vastupidi, tahan juhtida tähelepanu sellise kulunud idee vastuolulisusele, mis on üles ehitatud fiktiivsetele eeldustele, ilma tõenditeta või ebaselge tõlgendusega universumi tähendusest. mõned tõendid. Mis puutub kiirgust kiirgavate objektide vanadusse, siis sellelt kauguselt saab vaid õigesti väita, et need on seal olnud miljardeid aastaid ja et tegelikult on need tähed, mis moodustavad galaktika. Rühma kogukiirguse registreerime, sest üksiku objekti valgus kaob juba mitme miljoni (mitte miljardi) valgusaasta kaugusel.
Tuleme tagasi näite juurde, kus kaks tähte on eraldatud 13 miljardi valgusaastaga. Aja jooksul, mis kulub tähtede kontakti tekkimiseks (antud juhul 13 miljardit aastat), hakkavad nende tähtede jõud tegutsema ja tekib suhe. Kui objektide mass on ligikaudu sama, on tegemist kahendsüsteemiga. Kõik vaadeldud tähed pöörlevad eranditult ümber oma telje () ja see on iga väite või järelduse põhireegel (seni on uuritud miljoneid tähti). Me räägime siin sellest, et ühe objekti pöörlemine põhjustab teise objekti pöörlemise ja see mõjutab seda vaatamata kaugusele, kui sellel on piisavalt aega nendevahelise vahemaa ületamiseks.
Gravitatsioon (gravitatsioon) ja objektide pöörlemine on peamised eeldused topelt- ja keerulisemate süsteemide tekkeks: sfäärilised ja muud täherühmad, galaktikad ja galaktikate rühmad. Kui eksisteeriks ainult gravitatsioon (või oleks domineeriv), poleks Universumit, sest objektid kukuks vertikaalselt üksteise peale. Ainult pöörlemine on kõigi süsteemide peamine looja, mis asetab langevad objektid orbiidile. Pöörlemisest ei saa rääkida ainult pöörleva objektina, vaid objekti ja ruumina, mida gravitatsioon täidab.
Ainult objekt ei pöörle; koos temaga tiirlevad ja tema jõud kosmoses. Kui kaugus suureneb, siis kiirguse ja gravitatsiooni võimsus (intensiivsus) väheneb. Mida lähemal on objektid tähele, seda tugevam on neile mõjuv jõud. Tulemused kinnitavad täpselt seda: meie süsteemis liigub Merkuur kõige kiiremini ja Pluuto kõige aeglasemalt (). Muidugi liiguvad Kuiperi vöö objektid veelgi aeglasemalt. Kaugus ei ole takistuseks ühe objekti mõjule teisele. Selle ainsaks takistuseks oleks ebapiisav aeg selle toimingu sooritamiseks, st kui objekti olemasolu oli lühem kui objektide vaheline kaugus. Tegelikkuses on vahemaad sellest lühemad; pikimat saab mõõta miljonites valgusaastates, kaugused on ligilähedased naabergalaktikate vahelistele kaugustele. Hinnanguliselt on meie universumis ligikaudu 100 miljardit galaktikat. Ma pole kunagi näinud ette antud ega väidet, kui palju on olevikus ja kui palju minevikus ning kus algab minevik ja lõpeb olevik.
Ümber oma telje pöörleval objektil on ka liikumissuund. Meie Päike liigub kiirusega umbes 200 km/sek. (), meie galaktika sees, millel on sarnane liikumiskiirus kohalikus galaktikate rühmas. Uued uuringud viitavad kiiruseks 552 ± 6 km/sek, võrreldes taustkiirgusega (mõni arvamine viitab kiiruseks 630 km/sek). On galaktikaid, mis liiguvad meie omast aeglasemalt; nende kiirus on umbes 100 km/s. Kui kaugus meist suureneb, siis universumi lõpu poole suureneb ka galaktikate liikumiskiirus. Suurimad kiirused, mis on lähedased kiirguskiirusele, 270 000 km/sek, on leitud kõige kaugemates galaktikates.
Universumi pöörlemise aktsepteerimise suureks probleemiks oli see, et Universumi pöörlemist on alati seostatud galaktikate välimuse ja disainiga, st selgelt piiritletud tsentri olemasoluga, mis galaktikates võrreldes galaktikate jäänustega. galaktikad, on väga muljetavaldav. Kõik Universumi vaatlused ei andnud mingit võimalust millegi sarnase olemasoluks; Universum nägi igas suunas ühesugune välja. Lisaks on galaktikad ka nagu tähtede rühmad: need, mis on tsentrile lähemal, pöörlevad kiiremini kui need, mis asuvad tsentrist kaugemal. Universumis on see vastupidi: kaugeimad objektid liiguvad ligikaudu valguse kiirusega, Universumi keskel on aga väga aeglase kiirusega galaktikad.
Universumis on ka teisi süsteeme, mille üle võiks arutada, kuid galaktikad on nii populaarsed, et nende kuulsus pole viimase 80 aasta jooksul tuhmunud. Tähtede kerarühmi pole väljaspool nende ilu käsitletud ja võib öelda, et galaktikate rühmad kui sellised avastati mitu aastat tagasi. Selliste rühmade struktuuril ei ole selget keset, vaid eeldatakse, et see on olemas. Kõik nõustuvad, et nad pöörlevad ja nende pöörlemiskiirus on suurem kui null (0), vastasel juhul kukuvad nad kokku. Instrumente segava liigse läike tõttu pole andmete hankimine lihtne. Galaktikarühmad on veel liiga kaugel, ilmselt pole seda veel keegi väitnud.Ainult matemaatika abil saab kindlaks teha, et välimised tähed või galaktikad liiguvad kiiremini kui sisemised, muidu, kui see nii poleks, poleks sfäärilisi tähtede rühmad.
Laialdast üllatust põhjustades on suhteliselt uued uuringud avastanud, et vaadeldud galaktikate rühmad liiguvad kosmose suunas samas suunas, mitte paisuva universumi jaoks eeldatavas suunas. Nende andmete autorid ootasid kolm aastat, tahtmata neid avalikustada, sest nende saadud tulemusi oli võimatu sobitada peaaegu ühegi aktsepteeritud Suure Paugu või Universumi paisumise teooriaga ega ka vähem tuntud teooriatega. . Lõpuks teatasid nad, et mingi tume voog tõmbab galaktikate rühmi teadmata suunas ().
Oluline on meeles pidada, et vaadeldavad galaktikate rühmad asuvad koos meiega, universumi esimeses pooles. Seetõttu ei saa me rääkida Universumi inflatsioonist ega galaktikatevahelisest ruumist, sest kui see nii oleks, siis galaktikate rühmad liiguksid väljapoole ja siin see nii ei ole. Väljakuulutatud tulemused näitavad, et need liiguvad horisontaalselt, kuhu Universum küsitluse järgi välja paiskub, nagu enamik ekvatoriaalvöö objekte.
Universumi paisumise radikaalsed pooldajad ei luba väita, et see on foto Universumist, vaid Universumist, mis oli selline 400 000 aastat algusest peale. Kui see nii on, siis on väga raske, isegi võimatu vastata, kust meie ja naabergalaktikad, aga ka läheduses asuvad galaktikate rühmad sellises universumis on pärit. See on kas tolleaegne universum ja selles pole tänapäeva objekte või on see universum sellisena, nagu see tegelikult on.
Veidi üle kahe miljoni valgusaasta kaugusel asuv Andromeeda galaktika juhtum põrkub teadaolevalt mõne miljardi aasta jooksul meie galaktikaga. See sündmus toimub ekspansionistide sõnul minevikust tänapäeva, sest nad väidavad, et see on kahe miljoni aasta kaugusel minevikus. See oleks mineviku ja oleviku kokkupõrge, kuid seda ei saa juhtuda. Minevik jääb eranditult minevikku ja seda ei aeta segi oleviku ega tulevikuga.
See sarnaneb ka taustkiirguse saabumisega, mille jaoks on vaja otsida ja nimetada mõni muu allikas, sest keegi ei naasnud minevikust ja sealt ei saabunud midagi. “Dark Streami” autoritel õnnestus seda lõksu siiski vältida; nad lihtsalt näitasid tulemusi universumi fotol, kust need saadi, ega laskunud minevikuga vaidlustesse, vaid näitasid neid distantsina - ainult nii see peaks olema.
Galaktikate kokkupõrkeid juhtub üsna sageli, need on universumis väga levinud nähtus, samuti lähenemine ja möödasõit (). Kui universum või ruum on täis puhutud või paisutatud, kuidas saavad tekkida kokkupõrked ja muud naabergalaktikate suhted? Nad peavad ju pidevalt eemalduma ja üksteisest eemalduma. Vaatlused näitavad midagi muud: tulemused on tegelikult suurel hulgal galaktikaid vahetus läheduses või kokkupõrkes, hoolimata nende kaugusest meist. Muidugi võib seda alandada pöörlevate galaktikate rühmade väärtus, kuid need on ka seletamatu ruumi paisumise ja paisumise anomaalia. Kui käitumisreegel (laienemine) on olemas, siis võib eeldada objektide käitumist sellele reeglile vastavalt ja on võimalik üks või mitu erandit, kuid täiesti vastupidiste reeglite samaaegne olemasolu ei ole mingil juhul võimalik, näiteks: galaktikate ja väiksemate objektide kokkupõrked, galaktikate pöörlemine, galaktikate rühmad, tähtede süsteemid ja nende rühmad. Lisaks on neil kõigil lisaks pöörlemisele ka koordineeritud liikumissuund.
Arutleme paisumise seisukohalt galaktikate kiiruse vähenemise üle, mis liiguvad pinnalt keskpunkti suunas. Meie galaktika liigub praegusel ajal ligikaudu 200 km/sek. Kõige kaugemad galaktikad, mida sageli nimetatakse pragalaktikateks, asuvad 13,8 miljardi valgusaasta kaugusel ja liiguvad kiirusega 270 000 km/s. Vaatame nüüd Hubble'i konstanti, mis näitab, et universum paisub üha kiiremini. Proovime nüüd seda konstanti ühitada tõsiasjaga, et vanimad objektid liikusid ligikaudu kiirguskiirusel ja et tänapäeval on nende kiirus vaid 200 km/sek. Kas Universumi paisumine on praktiliselt peatunud või on paisumisega midagi tõsiselt lahti. Kui me nende arvates liigume kaugemale minevikku, siis miks see kiirus kasvab? Või miks väidab hr Hubble, et Universum paisub peaaegu valguse kiirusel?
Universumi pöörlemine ei tekita seda tüüpi segadust ega ebatäpsust. Välimised objektid liiguvad kiiremini ja keskel asuvad objektid aeglasemalt. Objektid, mis asuvad vähemalt 13,8 miljardi valgusaasta kaugusel, peavad olema vähemalt veidi vanemad, et kiirgus saaks pidevalt meie ja nende vahelist ruumi täiendada. Kuigi kiirgus tuleb, teame, et seda kiirgavad füüsilised objektid.
Juba mitu aastat on galaktikauuringud üha enam suurendanud nende galaktikate nimekirja, mille spektris on sinine nihe. Täna on see arv umbes 7000 ja osa teadusmaailmast ei nõustu sellega ja tunneb ära umbes 100 sinise nihkega galaktikat (). Vähemalt 100 galaktikal on meie galaktika suhtes negatiivne kiirus. See tähendab, et meievaheline kaugus väheneb: kas nad lähenevad meile või meie läheneme neile.
Täna lugesin ühest internetiportaalist, et seal pole ainsatki absoluutset sinilihet, sest kui oleks, siis peaksime muutma oma mõtlemist Universumi ehitusest. Küsisin endalt: kas tõesti tasub sellele mõelda? Mida tähendab sõna "absoluutne" selle väite autori jaoks? Andromeeda põrkub kunagi tulevikus meie galaktikaga – ja mis on selles suhtelist? Või nad põrkuvad; see tähendab, et galaktikate vaheline kaugus väheneb – või nad ei põrka kokku; see tähendab, et tõendid on valed ja paljud inimesed ei tea midagi. Sinise nihke olemasolu on ümberlükkamatu tõend selle kohta, et Universumi struktuur ei ole ehitatud mitte paisumisteooria reeglite, vaid pöörlemise reeglite järgi.
Laienemine eeldab objektide sirgjoonelist liikumist välimise vöö suunas ja kõik uuringud näitavad, et kõik universumi süsteemid (tähed, täherühmad, galaktikad ja galaktikate rühmad) pöörlevad ning et kõigil objektidel on pigem kõverad kui sirged trajektoorid. Need näitavad selgelt, et objektid liiguvad universumis elliptilistel orbiitidel. Universum peab olema ainult selles olevate objektide liikumiste summa ja just seda ta ka on, sest Universumit pole ilma seda moodustavate objektideta. See on lihtsalt üks rühm (galaktikate rühm ja galaktikate rühm). Rühma eksisteerimiseks peab selle pöörlemiskiirus olema suurem kui null (0) ja tõendid näitavad, et kõige kaugemad objektid liiguvad kiirusega 270 000 km/s. Gravitatsiooni (gravitatsiooni) toime objektide vahel on võimatu Universumis, mille objektid liiguvad väljapoole ligikaudu valguse kiirusega. Gravitatsiooni intensiivsus ei ole piisav, et vastu pidada nii suurematele kui ka palju väiksematele kiirustele. 1684. aastal tõestas Edmund Halley, et gravitatsioonijõud Päikese ja planeetide vahel väheneb võrdeliselt kauguse ruuduga. Sama kehtib ka teiste objektide kohta. Kuigi gravitatsiooni ulatus on suhteliselt lõpmatu, nõrgeneb selle intensiivsus kiiresti. Seda on näha meie süsteemi planeetide kiirustest: Merkuur 47,362 km/sek; Pluuto 4,7 km/sek.
Tegelikult on Universumi objektide väikseim kiirus alates 100 km/sek. piisav gravitatsiooni domineerimiseks, st et gravitatsioonil ei oleks kahe või enama objekti vastasmõju. Gravitatsiooniefektide ilmnemise põhjus on võimalik, kuna naaberobjektidel on sama liikumissuund (st kõverjooneline teejoon). Väikesed erinevused objektide kauguses Universumi keskosast (mahust) meie süsteemi ümbrust arvesse võttes annavad kaugemal asuvale objektile veidi suurema kiiruse. Objektidest (galaktikatest) aitab mööda minna, kui kaugus on piisav mõlema objekti raskusjõu valitsemiseks. Samal trajektooril võib eeldada, et isegi väga nõrk gravitatsiooni intensiivsus pikema aja jooksul võib tekitada objektide kinnitumise või rahvapärasemalt öeldes kokkupõrke, kuigi õigem on kasutada väljendit manus lähenemine). Samal trajektooril olevatel objektidel on samuti sarnane kiirus.
100 miljardi galaktika hulgas on universumi spetsiifilise struktuuri tõttu ka teisi sündmusi. Näiteks kaks galaktikate rühma kogevad nende erineva pöörlemiskiiruse tõttu tõepoolest kahe või enama galaktika klassikalist kokkupõrget. Sama kehtib ainult galaktikate kohta. Paljudel objektidel võib süsteemi enda keerukuse tõttu oodata palju erinevaid sündmusi.
Seesama objektide liikumissuund seletab, et välimises vöös on galaktikad, kus nende liikumiskiirus on 270 000 km/sek, nagu ka kõigi teiste selle vöö objektide kiirus. Sellest lähtuvalt on gravitatsiooni mõju sarnane madala kiiruse omaga.
Kontrollime nüüd, kas Hubble'i konstant (universumi paisumiskonstant) on universumi pöörlemistingimustes konstantne (). Hr Hubble jõudis Doppleri efekti kasutades järeldusele, et galaktikate kaugused ja nende kiirused on proportsionaalsed, st need galaktikad, mis on meist suhteliselt kaugemal, eemalduvad kiiremini. Meie galaktikaga võrreldes on teiste galaktikate kiirused peamiselt suuremad ja mida kaugemal nad on, seda proportsionaalselt kiirused kasvavad, välja arvatud need galaktikad, millel on sinine nihe ja negatiivne kiirus. Neid on 100–7000, kusjuures tuleb märkida, et nende arv kasvab pidevalt. Kui lisada Hubble'i seadusesse galaktikate rühmad, mis oma pöörlemise tõttu põhjustavad galaktikate koostises erinevaid kiirusi, siis näeme, et sellist seadust ei saa pidada parimaks lahenduseks, võttes arvesse peamist viga: kõik objektid liikuda väljapoole.
Pöörleval objektil (universumil) on ka liikumissuund. See tähendab kõigi universumis leiduvate tõendite kohaselt, et suund ei saa olla väljaspool mõnda süsteemi ja et pole olemas ainult ühte tervikut. Sellel laiusel (Multiverse) on üks põhiomadus: laiuse temperatuur on madalam kui universumi temperatuur. Sellega, et taustkiirgus tuleb sellelt avarusest ja on 2,4 – 2,7° Kelvinit. See on ülemine väärtus, mis selle avaruse servades väheneb ja selle järgmise rühma pöörlemiskiirus välisel vööl on suurem kui Universumi kiirus (270 000 km/sek). Üha suuremate rühmade struktuuri lõpp ilmneks temperatuuril 0 ° Kelvinit, st absoluutses nullis.
Absoluutse nulli alal oleks palju rühmi ja me oleme ühes neist. Temperatuur tähesüsteemide ja galaktikate vahel on ~ 4° Kelvinit; see tähendab, et suurte süsteemide vahel väheneb see 1,5° Kelvini võrra. See aitab meil järeldada, et väljaspool meie universumit on veel 3-4 kihti. Temperatuuri väärtus sõltub allikast (tähed) ja mida suurem on ruum, seda väiksem on nende mõju. Viimane kiht on rühm, mis sarnaneb sfäärilise tähtede rühmaga ja väljaspool seda on ainult puhas energia.
On vaja realistlikult hinnata aine käitumist heeliumi sulamistemperatuurist madalamal temperatuuril (-272,20 °C); see võib aidata täpsemalt kirjeldada pealmise kihi välimust.
MOSKVA, 29. august – RIA Novosti. Linnutee keskmes on kuuma gaasiga täidetud hiiglaslik “kaev”, mis tekkis umbes 6 miljonit aastat tagasi, kui meie galaktika keskmes asuv must auk pidevalt “näris” ja “sülitas” välja tohutuid masse. Astrophysical Journalis avaldamiseks vastu võetud paberi kohaselt.
"Mängisime kosmilist peitust, püüdes mõista, kuhu kadus vähemalt pool Linnutee nähtava aine massist. Selleks pöördusime XMM-Newtoni teleskoobi kogutud arhiiviandmete poole ja saime aru, et see mass ei ole kuhugi peidetud ja mida see kujutab "kuum gaas, mis läbib peaaegu kogu galaktikat. See "udu" neelab röntgenikiirgust," ütleb Fabrizio Nicastro Harvard-Smithsoniani astrofüüsika keskusest Cambridge'is (USA).
Nagu teadlased selgitavad, usub enamik astronoome tänapäeval, et kõigi galaktikate keskmes elavad ülimassiivsed mustad augud - objektid, mille mass on miljoneid ja miljardeid päikesi, mis pidevalt hõivavad ja neelavad ainet, millest osa must auk “närib” ja väljutab. jugade kujul - õhukesed plasmakiired, mis on kiirendatud peaaegu valguse kiiruseni.
Linnuteel ja paljudes teistes galaktikates on see must auk "talveunes" ja sellel pole jugasid. Teadlased on juba pikka aega püüdnud mõista, millal see "uinus" ja kui aktiivne see minevikus oli ning kuidas see tegevus mõjutas tähtede elu Galaktika keskmes ja selle äärealadel.
Nicastro ja tema kolleegid leidsid sellele küsimusele ootamatult vastuse, püüdes lahendada veel üht vana kosmilist müsteeriumi - küsimust, kuhu läks galaktika "kadunud" aine. Fakt on see, et astronoomid on juba mitu aastakümmet püüdnud mõista, miks nähtava aine – tähtede, planeetide, tolmu, gaasipilvede ja muude struktuuride – mass on ligikaudu 2,5–5 korda väiksem, kui on ennustatud arvutustes, mis põhinevad liikumiskiirusel. tähed Linnutee keskel.
Suhteliselt hiljuti näitasid Chandra röntgenobservatooriumi ja Fermi gammakiirguse teleskoobi abil muude galaktikate vaatlused, et see "puuduv mass" võib peituda galaktikast väljaspool "kõrvade" - hiiglaslike kuumapilvede kujul. gaas Linnuteest kõrgemal ja all. viisil, mis pole nähtav üheski teises kiirgusvahemikus peale röntgeni- ja gammakiirguse.
Nicastro meeskond kontrollis, kas see vastab tõele, kasutades Euroopa röntgenteleskoobi XMM-Newton kogutud andmeid. Keskendudes tähtedevahelise keskkonna röntgenispektris olevatele hapnikujoontele, mis kuuma gaasi olemasolu “välja annavad”, arvutasid artikli autorid selle massi ja tiheduse galaktika erinevates osades.
Selgus, et Linnutee keskel on hiiglaslik haruldase kuuma gaasi "mull", mis ulatub selle keskpunktist umbes 20 tuhande valgusaasta kaugusele. Selle gaasi mass ja muud kuuma aine kogunemised galaktika kohal ja all on astronoomide sõnul täpselt piisav, et katta vaatluste ja arvutuste erinevus.
Selle "vanemaks" oli ilmselt meie galaktika keskmes asuv ülimassiivne must auk Sgr A* – kui see oleks minevikus aktiivne, oleks see paiskunud välja tohutuid kuuma gaasi masse, mis liikusid kiirusega umbes tuhat kilomeetrit sekundis. Need heitkogused "puhastasid" need Linnutee osad, mille kaudu nad lendasid kõigist meile märgatavamatest tõsistest külma aine kuhjumistest.
See mull, nagu näitavad teadlaste arvutused ja Galaktika keskuse läheduses asuvate noorte tähtede vaatlused, tekkis umbes 6 miljonit aastat tagasi, kui must auk "söös" kõik oma ainevarud ja läks 8 miljoni aasta pärast talveunne. "söömatusest". Sarnasel viisil, nagu astrofüüsikud usuvad, võib lakata ka kaugete kvasarite, aktiivsete supermassiivsete mustade töö kaugetes galaktikates.
Universumi neljamõõtmeline pöörlemine.
Kui universum on suletud, peab see pöörlema. Kõik selle punktid peavad liikuma sama 4-kiirusega ja sama nurkkiirusega.
Tavalist palli niimoodi keerutada ei saa. Kuuli pöörlemistelje lähedal asuvad punktid liiguvad väiksema lineaarkiirusega kui ekvatoriaalpunktid.
Kuid suletud universum osutub pöörlemise suhtes ideaalseks. See osutub ruumiliselt homogeenseks ja isotroopseks. Kuidas see saab olla? Tõepoolest, vasakpoolsel joonisel on selge anisotroopia - näeme kahte pöörlemistelge.
See joonis aitab meil tegelikult mõista Eukleidilise neljamõõtmelisse ruumi sukeldatud kolmemõõtmelise mitteeukleidilise hüpersfääri x2+y2+z2+q2=r2 neljamõõtmelist pöörlemist. Kuid see võrrand sisaldab ruumilist koordinaati q, mille identifitseerisime joonisel värviga.
Asendame selle ajakoordinaadiga t, korrutatuna valguse kiirusega, et saada meetrid, ja imaginaarse ühikuga i, sest aegruum on pseudoeukleidiline. See tähendab, et saame võrrandi: x2+y2+z2+(ict)2=r2, pseudoeukleidiline hüpersfäär.
Pöörlemist (x,ict) tasapinnal saab vaadata programmi avades
Pange tähele, et elektron pöörleb seal, kulgedes läbi parema ja vasaku hüperbooli oma klassikalisel ajal. Seal näete, kuidas elektroni "vari" tõmbab ringi. Selle ringi saame, kui jagame hüperbooli iga elemendi vastava relativistliku teguriga ja liidame need kokku. Selle tulemusena saame 2pri. See viitab sellele, et suletud universumi pseudoring muutub kvaasikinniseks ringiks mitte ainult elektroni, vaid kõigi universumi osakeste jaoks, sealhulgas galaktikate jaoks.
Kuhu siis asümmeetria kaob? Selleks pidage meeles, et 4-kiiruse ruut (vg, icg) erirelatiivsusteoorias on invariant ja see võrdub -c2-ga. Igasugusele kehale! Neljakiiruse ruumiline osa puhkeolekus oleva keha jaoks on null ja ajaline osa annab meile valguse kiiruse.
Me võtame suletud pöörleva universumi mis tahes punkti. Igal punktil on kaks telge-tasapinda. See asub ühel teljel ja teine telg on risti. Mõlemad on ringid. Telg, millel kõnealune osake asub, sisaldab ajakoordinaati ja mis tahes muid ruumilisi koordinaate. Las see olla (z,ict). See telg liigub kiirusega c. Meie uuritava osakese puhul on see kiirus puhtalt ajutine, kuna see liigub koos selle teljega ja on seetõttu selle telje suhtes puhkeasendis. Telje teised punktid saavad suurema ruumilise osa, mida kaugemal nad uuritavast punktist asuvad. Ja 4-kiiruse ajakomponent langeb seda rohkem, mida kaugemal on see uuritavast punktist. Seega järeldame: kahes vastassuunas paiknevad galaktikad, milles see teljetasand toetuvad, omavad z-koordinaadil pöörlemise tõttu põiki punanihet.
Kuna teine telg pöörleb risti, siis täheldatakse ka seal põiki punanihet, kuid seal on see tingitud põiki liikumisest (x,y) tasapinnas.
See pööramine selgitab palju asju:
spinni olemasolu igas osakeses;
kvantfunktsiooni olemasolu;
parem-vasak asümmeetria galaktikate helilisuses;
Miks on Universumi tingimuslik vanus alati 13,34 miljardit aastat!
galaktikate perifeersete osade ebanormaalselt kiire pöörlemine;
Universumi kriitiline tihedus võib olla väiksem...
Kui pöörlemiskiirused piki telge on veidi erinevad, siis näeme relikti taustal mitmepooluselist struktuuri ja galaktikate punanihketes kerget anisotroopiat.
Üks peamisi küsimusi, mis inimese teadvusest ei lahku, on alati olnud ja on küsimus: "kuidas universum tekkis?" Loomulikult ei ole sellele küsimusele kindlat vastust ja tõenäoliselt ei saa seda niipea, kuid teadus töötab selles suunas ja kujundab teatud teoreetilise mudeli meie universumi tekke kohta. Kõigepealt tuleks kaaluda Universumi põhiomadusi, mida tuleks kirjeldada kosmoloogilise mudeli raames:
- Mudel peab arvestama vaadeldavate objektide vahemaad, samuti nende liikumise kiirust ja suunda. Sellised arvutused põhinevad Hubble'i seadusel: cz =H 0D, Kus z- objekti punanihe, D– kaugus selle objektini, c- valguse kiirus.
- Universumi vanus mudelis peab ületama maailma vanimate objektide vanust.
- Mudel peab arvestama esialgse elementide rohkusega.
- Mudel peab arvestama jälgitavaga.
- Mudel peab arvestama vaadeldud reliktide taustaga.
Vaatleme lühidalt üldtunnustatud teooriat universumi tekke ja varase arengu kohta, mida toetab enamik teadlasi. Tänapäeval viitab Suure Paugu teooria kuuma universumi mudeli kombinatsioonile Suure Pauguga. Ja kuigi need mõisted eksisteerisid algselt üksteisest sõltumatult, oli nende ühendamise tulemusena võimalik selgitada Universumi algset keemilist koostist, aga ka kosmilise mikrolaine taustkiirguse olemasolu.
Selle teooria kohaselt tekkis Universum umbes 13,77 miljardit aastat tagasi mõnest tihedast kuumutatud objektist – seda on tänapäevase füüsika raames raske kirjeldada. Kosmoloogilise singulaarsuse probleem seisneb muuhulgas selles, et selle kirjeldamisel kipub enamik füüsikalisi suurusi, nagu tihedus ja temperatuur, lõpmatuseni. Samas on teada, et lõpmatu tiheduse korral (kaose mõõt) peaks kalduma nulli, mis ei sobi kuidagi kokku lõpmatu temperatuuriga.
- Esimesed 10–43 sekundit pärast Suurt Pauku nimetatakse kvantkaose etapiks. Universumi olemust sellel eksistentsiastmel ei saa meile teadaoleva füüsika raames kirjeldada. Pidev ühtne aegruum laguneb kvantideks.
- Plancki hetk on kvantkaose lõpu hetk, mis langeb 10-43 sekundile. Sel hetkel olid universumi parameetrid võrdsed Plancki temperatuuriga (umbes 10 32 K). Plancki ajastu hetkel ühendati kõik neli põhilist vastasmõju (nõrk, tugev, elektromagnetiline ja gravitatsiooniline) üheks interaktsiooniks. Plancki hetke ei saa pidada mingiks pikaks perioodiks, kuna kaasaegne füüsika ei tööta Plancki momendist väiksemate parameetritega.
- Lava. Järgmine etapp Universumi ajaloos oli inflatsiooni staadium. Esimesel inflatsioonihetkel eraldati gravitatsiooniline vastastikmõju ühest supersümmeetrilisest väljast (varem hõlmas fundamentaalsete vastastikmõjude välju). Sellel perioodil on ainel negatiivne rõhk, mis põhjustab Universumi kineetilise energia eksponentsiaalset suurenemist. Lihtsamalt öeldes hakkas universum sel perioodil väga kiiresti paisuma ja lõpu poole muutub füüsikaliste väljade energia tavaliste osakeste energiaks. Selle etapi lõpus tõuseb aine ja kiirguse temperatuur oluliselt. Koos inflatsioonifaasi lõppemisega ilmneb ka tugev vastasmõju. Ka sel hetkel tekib see.
- Kiirguse domineerimise staadium. Universumi arengu järgmine etapp, mis hõlmab mitut etappi. Selles etapis hakkab Universumi temperatuur langema, tekivad kvargid, seejärel hadronid ja leptonid. Nukleosünteesi ajastul toimub algsete keemiliste elementide moodustumine ja heelium sünteesitakse. Kuid kiirgus domineerib endiselt aines.
- Aine domineerimise ajastu. 10 000 aasta pärast ületab aine energia järk-järgult kiirguse energia ja toimub nende eraldumine. Aine hakkab kiirguse üle domineerima ja tekib reliktne taust. Samuti võimendas aine eraldamine kiirgusega oluliselt esialgseid ebahomogeensusi aine jaotuses, mille tulemusena hakkasid tekkima galaktikad ja supergalaktikad. Universumi seadused on jõudnud sellisele kujule, nagu me neid täna järgime.
Ülaltoodud pilt koosneb mitmest fundamentaalsest teooriast ja annab üldise ettekujutuse Universumi kujunemisest selle olemasolu varases staadiumis.
Kust universum tuli?
Kui universum tekkis kosmoloogilisest singulaarsusest, siis kust tuli singulaarsus ise? Sellele küsimusele on praegu võimatu täpset vastust anda. Vaatleme mõningaid kosmoloogilisi mudeleid, mis mõjutavad "universumi sündi".
Tsüklilised mudelid
Need mudelid põhinevad väitel, et Universum on alati eksisteerinud ja aja jooksul selle olek ainult muutub, liikudes paisumiselt kokkusurumisele – ja tagasi.
- Steinhardt-Turoki mudel. See mudel põhineb stringiteoorial (M-teooria), kuna see kasutab sellist objekti nagu "braan". Selle mudeli järgi asub nähtav universum 3-braani sees, mis perioodiliselt, kord paari triljoni aasta jooksul, põrkab kokku teise 3-braaniga, mis põhjustab midagi Suure Paugu taolist. Järgmiseks hakkab meie 3-braan teisest eemalduma ja laienema. Mingil hetkel saab tumeenergia osakaal ülimuslikuks ja 3-braani paisumiskiirus suureneb. Kolossaalne paisumine hajutab ainet ja kiirgust nii palju, et maailm muutub peaaegu homogeenseks ja tühjaks. Lõpuks põrkuvad 3-braanid uuesti kokku, pannes meie omad tagasi oma tsükli algfaasi, sünnitades taas meie "universumi".
- Ka Loris Baumi ja Paul Framptoni teooria väidab, et universum on tsükliline. Nende teooria kohaselt laieneb viimane pärast Suurt Pauku tumeda energia tõttu, kuni see läheneb aegruumi enda “lagunemise” momendile - Suurele Rebenemisele. Nagu teada, "suletud süsteemis entroopia ei vähene" (termodünaamika teine seadus). Sellest väitest järeldub, et Universum ei saa naasta algsesse olekusse, kuna sellise protsessi käigus peab entroopia vähenema. See probleem aga lahendatakse selle teooria raames. Baumi ja Framptoni teooria kohaselt laguneb universum hetk enne suurt rebenemist paljudeks "kildudeks", millest igaühel on üsna väike entroopia väärtus. Kogedes mitmeid faasisiire, tekitavad need endise universumi “klapid” ainet ja arenevad sarnaselt algse universumiga. Need uued maailmad ei suhtle üksteisega, kuna lendavad lahku valguse kiirusest suurema kiirusega. Seega vältisid teadlased ka kosmoloogilist singulaarsust, millega enamiku kosmoloogiliste teooriate kohaselt algab Universumi sünd. See tähendab, et universum laguneb oma tsükli lõpu hetkel paljudeks teisteks mitte-interakteeruvateks maailmadeks, millest saavad uued universumid.
- Konformaalne tsükliline kosmoloogia – Roger Penrose’i ja Vahagn Gurzadyani tsükliline mudel. Selle mudeli järgi on Universum võimeline sisenema uude tsüklisse ilma termodünaamika teist seadust rikkumata. See teooria põhineb eeldusel, et mustad augud hävitavad neeldunud informatsiooni, mis mingil moel "seaduslikult" vähendab universumi entroopiat. Seejärel algab iga selline universumi eksisteerimise tsükkel millestki sarnasest Suure Pauguga ja lõpeb singulaarsusega.
Muud Universumi päritolu mudelid
Muude hüpoteeside hulgas, mis selgitavad nähtava universumi välimust, on kõige populaarsemad järgmised kaks:
- Kaootiline inflatsiooniteooria – Andrei Linde teooria. Selle teooria kohaselt on olemas teatud skalaarväli, mis on kogu oma mahu ulatuses ebahomogeenne. See tähendab, et universumi erinevates piirkondades on skalaarväljal erinev tähendus. Siis aladel, kus väli on nõrk, ei juhtu midagi, samas kui tugeva väljaga alad hakkavad selle energia tõttu paisuma (inflatsioon), moodustades uusi universumeid. See stsenaarium eeldab paljude maailmade olemasolu, mis tekkisid mitte üheaegselt ja millel on oma elementaarosakeste kogum ja sellest tulenevalt ka loodusseadused.
- Lee Smolini teooria viitab sellele, et Suur Pauk ei ole Universumi olemasolu algus, vaid on vaid faasiüleminek selle kahe oleku vahel. Kuna enne Suurt Pauku eksisteeris universum kosmoloogilise singulaarsuse kujul, mis oli oma olemuselt lähedane musta augu singulaarsusele, oletab Smolin, et universum võis tekkida mustast august.
Tulemused
Vaatamata sellele, et tsüklilised ja muud mudelid vastavad mitmetele küsimustele, millele Suure Paugu teooria ei suuda vastata, sealhulgas kosmoloogilise singulaarsuse probleemile. Kuid kombineerituna inflatsiooniteooriaga selgitab Suur Pauk täielikumalt universumi päritolu ja nõustub ka paljude tähelepanekutega.
Tänapäeval jätkavad teadlased intensiivselt universumi tekkimise võimalike stsenaariumide uurimist, kuid küsimusele "Kuidas universum tekkis?", on võimatu anda ümberlükkamatut vastust. — tõenäoliselt ei õnnestu see lähitulevikus. Sellel on kaks põhjust: kosmoloogiliste teooriate otsene tõestamine on praktiliselt võimatu, ainult kaudne; Isegi teoreetiliselt pole enne Suurt Pauku võimalik saada täpset teavet maailma kohta. Nendel kahel põhjusel saavad teadlased püstitada ainult hüpoteese ja ehitada kosmoloogilisi mudeleid, mis kirjeldavad kõige täpsemalt meie vaadeldava universumi olemust.