Физики уточнили возможные размеры Вселенной
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Большинство современных космологических моделей описывает Вселенную как пространство с определенной геометрией — плоской, положительно или отрицательно искривленной (то есть похожей на плоскость, сферу или «седло» соответственно). Однако геометрия и топология не одно и то же. Первая описывает, как пространство «изгибается» в малых масштабах, а вторая — как оно устроено в целом. Поэтому пространство с одинаковой геометрией может иметь разную глобальную структуру. В зависимости от сочетания геометрии и топологии Вселенная может быть как бесконечной, так и конечной, но при этом не иметь границ.
Астрономы могут изучать лишь наблюдаемую Вселенную — область космоса, свет из которой успел дойти до нас за все время его существования. По современным оценкам, основанным на данных космических миссий WMAP и Planck, диаметр наблюдаемой Вселенной составляет около 93 миллиардов световых лет. Все, что за пределами этой области, пока недоступно прямым наблюдениям. Поэтому судить о глобальном устройстве космоса ученые могут лишь по косвенным признакам внутри наблюдаемой части Вселенной.
Новый обзор международной коллаборации COMPACT, подготовленный для журнала Nature Astronomy, посвящен поиску таких признаков. Его авторы подвели итоги десятилетий исследований космической топологии — раздела космологии, изучающего глобальную форму пространства. Если Вселенная действительно «замкнута» особым образом, свет от далеких объектов может распространяться по нескольким маршрутам и достигать наблюдателя с разных сторон. В этом случае в принципе могут возникать повторяющиеся изображения одних и тех же областей космоса.
Такие эффекты рассматривают как возможные проявления сложной глобальной структуры пространства — так называемой нетривиальной топологии, при которой пространство может быть устроено куда сложнее, чем в простейших космологических моделях.
Одним из главных инструментов поиска таких эффектов остается реликтовое излучение — слабое микроволновое свечение, сохранившееся со времен, когда Вселенной было около 380 тысяч лет. Поскольку оно заполняет все небо, любые особенности глобальной структуры пространства должны оставлять в нем характерные следы.
Самым известным методом долго оставался поиск так называемых совпадающих кругов. Суть в том, что если пространство замкнуто определенным образом, наблюдатель может видеть одну и ту же область ранней Вселенной в разных направлениях. Тогда на карте реликтового излучения должны появляться пары кругов с одинаковым рисунком температурных колебаний.
Хотя подобные сигналы искали в данных спутников WMAP и Planck, убедительных признаков сложной глобальной структуры пространства обнаружить не удалось. Это, однако, не означает, что такая возможность вообще исключена. Большинство анализов охватывали лишь ограниченный набор моделей и не рассматривали все разнообразие возможных форм пространства.
Более того, признаки нетривиальной топологии могут проявляться не только в виде совпадающих кругов. Различные варианты глобального устройства Вселенной должны оставлять более тонкие статистические следы в реликтовом излучении — например, создавать необычные корреляции между удаленными участками неба. Разработанные в последние годы математические методы поиска таких эффектов показали, что их чувствительность может быть много выше прежних подходов.
В этом плане особенно интересны наблюдения поляризации реликтового излучения — особого рисунка в древнем свете Вселенной, сохранившего информацию о ее ранней истории. Готовящаяся космическая миссия LiteBIRD, например, сможет измерить ее с беспрецедентной точностью. Если топологические эффекты действительно присутствуют, новые данные помогут их обнаружить.
То же верно в отношении крупных обзоров распределения галактик, с помощью которых можно исследовать структуру наблюдаемой Вселенной уже не на двумерной карте неба, а в трех измерениях.
На сегодня ни одна из гипотез нетривиальной топологии не получила подтверждения. Авторы обзора, однако, оставили этот вопрос открытым. Если же будущие наблюдения помогут выявить ее признаки, это станет одним из важнейших открытий современной науки и позволит впервые определить не только геометрию, но и глобальную форму Вселенной.
Telegram 
Дзен 
VK Биологи нашли особый тип стволовых клеток, которые просыпаются в среднем возрасте и активно производят новый жир на животе. Открытие сделали благодаря масштабным экспериментам на мышах и анализу человеческих тканей. Результат объяснил природу возрастного ожирения и дал новую цель для будущих лекарств.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Биологи нашли особый тип стволовых клеток, которые просыпаются в среднем возрасте и активно производят новый жир на животе. Открытие сделали благодаря масштабным экспериментам на мышах и анализу человеческих тканей. Результат объяснил природу возрастного ожирения и дал новую цель для будущих лекарств.
На протяжении десятилетий Тель-Авив воздерживался от этого шага, чтобы не испортить отношения с Турцией. Но после действий Израиля 2023-2026 годов официальная Анкара, как и множество государств мира, неоднократно осуждала Израиль, из-за чего изменилась и его позиция по геноциду.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии