Странное расширение Вселенной объяснили нашим проживанием в «пустыне»
6 минут
Александр Березин
31

Странное расширение Вселенной объяснили нашим проживанием в «пустыне»

4.7

Одна из крупнейших проблем современной физики — загадка скорости расширения Вселенной. По одному методу измерения она выходит одной, по другому — совсем иной. С физической точки зрения так быть не может. Новая работа утверждает, что на самом деле проблема вполне решаема. Достаточно предположить, что наша часть Вселенной по какой-то неизвестной причине крайне обеднена материей.

Карта реликтового излучения по данным космической обсерватории «Планк». Красная полоса в центре — засветка от Млечного пути, диска нашей галактики / ©Wikimedia Commons

В 1990-х годах астрономы обнаружили, что Вселенная расширяется, причем с ускорением. Открыли это, наблюдая за красным смещением сверхновых типа Ia. Они взрываются с практически одинаковой энергией, поэтому, сравнивая светимость разных сверхновых между собой, просто выяснить, насколько они удалены от Земли.

После создания «карты расстояний» астрономы сравнили красное смещение излучения всех этих сверхновых. Оказалось, что длина волн света от более дальних из них больше, чем следует ожидать в статичной Вселенной. Объяснить это можно только в том случае, если Вселенная расширяется с определенной скоростью.

Через десяток лет данные сверхновых проверили иным способом – анализом параметров реликтового излучения из ранней Вселенной. Неожиданно оказалось, что расширение пространства-времени регистрируют оба метода, но вот скорость его почему-то разная, что физически невозможно.

В поисках ошибок измерений, чувствительность обоих методов неоднократно совершенствовали. Но, несмотря на все уточнения, расхождения оставались слишком большими. По первому методу пространство диаметром в 3,26 миллиона световых лет расширяется на 74,0 километра в секунду, а по второму — только на 67,4 километра в секунду.

Лукас Ломбризье (Lucas Lombriser) из Женевского университета (Швейцария) предложил неожиданное и довольно изящное решение проблемы. Он обратил внимание на то, что для расчетов скорости расширения Вселенной по реликтовому излучению используется предположение, что материя (скопления галактик) в пространстве распределена равномерно.

Между тем, на сегодня это скорее гипотеза, чем доказанный научный факт. Действительно, большинство ученых считает, что на больших масштабах такое распределение должно быть равномерным. Но наблюдательных фактов за этой убежденностью пока нет.

Галактика М106, часто используемая для калибровки дистанций до далеких объектов Вселенной / ©NASA

Исследователь в своей статье в Physics Letters B рассчитал такой вариант строения Вселенной, когда Галактика, в которой мы живем, находится внутри пузыря диаметром в четверть миллиарда световых лет. Причем плотность материи внутри него вдвое ниже, чем вне. По его расчетам, гравитационное воздействие материи внутри этой «пустыни» на пролетающее через нее излучение будет заметно слабее, чем в случае Вселенной без «пузырей».

В результате реликтовое излучение из ранней Вселенной будет доходить до Земли заметно искаженным по своим параметрам. У земного наблюдателя будет складываться ощущение, что Вселенная расширяется медленнее, чем она это делает на самом деле. То есть скорость ее расширения по сверхновым ближе к истине, а по реликтовому излучению — занижена.

Новая гипотеза весьма значима для современной космологии. В отличие от других объяснений «странной» скорости расширения пространства, она не требует изобретения некоей «новой физики», а оперирует уже известными законами. Но решая одну проблему, она может породить другую, только уже не у физиков, а у астрономов.

Предположительно, диаметр Вселенной около 90 миллиардов световых лет. Наличие в ней «пустынь» типа той, в которой живем мы, означает, что во Вселенной возможны неоднородности огромных размеров. Такая ситуация не могла сложиться сама по себе: что-то должно было предопределить «пустынность» нашего сектора пространства-времени. Какой фактор на это повлиял, каковы точные границы «пустыни», в которой мы живем, — все это вопросы, на которые пока лишь предстоит найти ответы.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 16:47
41 минута
Александр Березин

Две с половиной тысячи лет назад, весной 480 года до нашей эры, Ксеркс, царь Персии, начал переправу своей армии через черноморские проливы. Данные Геродота о ее миллионной численности веками считались выдумкой. Однако последние десятилетия указывают на обратное: скорее всего, древнегреческий историк был прав. Вопреки нашим привычным представлениям о древности, тогда удавалось реализовать то, что кажется возможным лишь в современную эпоху. Попробуем разобраться, как у Ксеркса вышло то, что историки до конца XX века считали невозможным.

Позавчера, 19:38
5 минут
Полина Гершберг

Препарат, созданный на основе противомалярийного средства, может помочь безболезненно пройти пик пандемии Covid-19 в России.

5 часов назад
5 минут
Сергей Васильев

По мере распространения коронавирусной инфекции сейсмологи разных стран отмечают ослабление высокочастотных колебаний земной коры — шума, созданного человеческой деятельностью.

Позавчера, 19:38
5 минут
Полина Гершберг

Препарат, созданный на основе противомалярийного средства, может помочь безболезненно пройти пик пандемии Covid-19 в России.

Вчера, 16:47
41 минута
Александр Березин

Две с половиной тысячи лет назад, весной 480 года до нашей эры, Ксеркс, царь Персии, начал переправу своей армии через черноморские проливы. Данные Геродота о ее миллионной численности веками считались выдумкой. Однако последние десятилетия указывают на обратное: скорее всего, древнегреческий историк был прав. Вопреки нашим привычным представлениям о древности, тогда удавалось реализовать то, что кажется возможным лишь в современную эпоху. Попробуем разобраться, как у Ксеркса вышло то, что историки до конца XX века считали невозможным.

25 марта
3 минуты
Мария Азарова

Ученые предполагают, что небесное тело, прибывшее к нам из другой планетной системы, стало распадаться после приближения к Солнцу. Вероятно, скоро можно будет констатировать смерть 2I\Borisov.

10 марта
5 минут
Сергей Васильев

Новый анализ образцов лунного грунта показал, что под поверхностью спутника могут скрываться остатки древней планеты Тейя, столкновение которой с Землей и привело к появлению спутника.

10 марта
2 минуты
Илья Ведмеденко

Принадлежащие норвежским ВВС американские истребители пятого поколения использовали для перехвата российских боевых самолетов — Ту-142 и МиГ-31.

13 марта
38 минут
Александр Березин

С начала марта 2020 года по социальным сетям распространяется одна и та же мысль: в России полным-полно больных Covid-19, просто власти занижают медицинскую статистику «на много порядков». Больные гриппом и ОРВИ, считают сторонники этой точки зрения, на самом деле, страдают от коронавируса. Смерти от него тоже «оформят» под грипп и обычную пневмонию. Более того, сходными фальсификациями пытаются объяснить и почти полную победу над эпидемией в Китае. Версия, согласимся, красочная, будоражит воображение. Проверим, совместима ли она с реальностью.

[miniorange_social_login]

Комментарии

31 Комментариев

Дмитрий Козак
2 дня назад
-
0
+
na dannyu moment vremeni chelovecheskiu mozg ne smozet ponjat , ja dumau s pomochczu iskustvennogo intelekta moshnych kwantowyh komputerov kotorye izobretut novye technologii i spomochu etih technologij mogno budet nauti otvet na eti voprosy . No otvety najdennye AI (II) ne smogut byt ponjatny gomo sapiensu obychnomu mozgu < tolko gibrid chelowekorobot smoget prinjat info i ego obrabotat Nugno vremja , i vse uznaem , novye technologii i vremja .
    Satoshi Araki
    2 дня назад
    -
    1
    +
    Братан..
      Дмитрий Козак
      15 часов назад
      -
      0
      +
      Kto Bratan Dmitry Kozak ili Max Otto von Stierlitz ?
Max Otto von Stierlitz
2 дня назад
-
0
+
Предположительно, диаметр Вселенной около 90 миллиардов световых лет. Интересно, а дальше что? За этим диаметром? Опять слоны на черепахе?
    Дмитрий Козак
    15 часов назад
    -
    0
    +
    A mojet tam Czerepahi na slonah , shutki shutkami no tak hoczetsja uznat otvet
    Евгений Черноусов
    2 дня назад
    -
    0
    +
    Это наблюдаемый диаметр с земли. Так называемая метагалактика. За пределами наблюдаемой сферы точно такое же пространствовремя и материальные частицы. Просто мы не можем их увидеть из за расширения Вселенной. За этой границей пространствовремя расширяется быстрее чем может передаться информация. То есть быстрее скорости света.
      Александр Березин
      2 дня назад
      -
      -4
      +
      Может, вы не будете дезинформировать людей? Ну в самом деле, текущая картина мира в космологии довольно однородна, никаких "За пределами наблюдаемой сферы точно такое же пространствовремя и материальные частицы" в ней нет. Если вы сторонник каких-то альтернативных теорий - так и обозначайте это, ссылаясь на авторов таких гипотез. Не запутывайте людей, делая вид, что ваши взгляды - мэйнстрим.
        Евгений Черноусов
        2 дня назад
        -
        0
        +
        Вы шутите что ли? ретроградным световым конусом объясняется это. Загуглите на досуге
    Александр Березин
    2 дня назад
    -
    -6
    +
    Это диаметр области, где существует пространство-время. "За ней" известное нам пространство-время не существует. То есть никакого "за ней" нет. Попробую аналогию. Поверхность Земли полмиллиарда квадратных километров. А что за ее краем ней? А нет никакого "за краем поверхности Земли" -- ни слонов, ни черепахи. Просто нет дальше поверхности Земли: она образует поверхность сферы, ограниченное по площади двумерный (да, я знаю про горы и впадины, аналогия все же использует упрощение) объект. Если вы будете лететь прямо над ней на гипотетическом самолете с неограниченной дальностью, то рано или поздно прилетите в исходную точку. Также и со Вселенной. Предположим, какой-то объект пролетит 90 млрд световых лет. Куда он попадет? Нет, не на край Вселенной к слонам и черепахам (потому что никакого края нет, и Вселенная образует ограниченное по объему трехмерное пространство). Он просто вернется на исходное место (правда, за время пути с реалистичными скоростями там уже сильно все поменяется)..
      Евгений Черноусов
      2 дня назад
      -
      0
      +
      Наблюдаемая часть (горизонт частиц) стационарной вселенной, имеющей начало, постоянно расширяется со скоростью света. Во вселенной без начала, но с «концом света», где обрываются все мировые линии, горизонт событий отделяет события, которые наблюдатель никогда не сможет увидеть Привычный зрительный горизонт, обусловленный шарообразностью нашей планеты, статичен и не зависит от времени наблюдения (к тому же на километровых дистанциях конечность скорости света не принимают в расчет). Но в применении ко Вселенной понятие горизонта теряет былую простоту. Космическое пространство не двумерно, как земной рельеф, а трехмерно, к тому же Вселенная расширяется, причем с переменной скоростью. Более того, применительно к космическим масштабам необходимо помнить о конечности скорости света. Два горизонта Понятие космологического горизонта ввели в науку вначале 1950-х годов в связи с разработкой теории горячей Вселенной. А в 1956 году крупный специалист по ОТО Вольфганг Риндлер из Корнеллского университета уточнил и расширил эту концепцию в статье «Visual horizons in world-models». Риндлер предложил по‑разному рассматривать космические объекты длительного существования, такие как звезды и галактики с их протяженными мировыми линиями (кривыми в пространстве-времени, описывающими движение тела), и кратковременные эффекты, такие, например, как взрывы сверхновых, которым соответствуют небольшие фрагменты таких линий, а в пределе — просто точки. Корректно описать наблюдаемость объектов обоих типов можно лишь при помощи различных горизонтов. Границу между наблюдаемыми и ненаблюдаемыми мировыми линиями Риндлер назвал горизонтом частиц, а аналогичную границу между точками этих линий — горизонтом событий. Согласно стандартной космологической модели, мы живем в однородной изотропной Вселенной. Отсюда следует, что горизонт частиц представляет собой сферическую поверхность, в центре которой находится наблюдатель. Внутренность сферы заполнена долгоживущими космическими объектами (скажем, галактиками), чей испущенный в прошлом свет приходит к наблюдателю. С внешней стороны этой сферы находятся галактики, которые наблюдатель не может видеть ни на каких этапах их истории, предшествовавших моменту наблюдения. Таким образом, горизонт частиц отсекает наблюдаемую зону Вселенной от ненаблюдаемой, то есть по своей сути не слишком отличается от географического горизонта. А вот горизонт событий не столь нагляден: он разделяет события, которые наблюдатель может увидеть в тот или иной момент времени в своем собственном будущем, от событий, увидеть которые ему некогда не дано. П. С. Текст стырил
      Vasiliy CTYDEHT
      2 дня назад
      -
      7
      +
      Вот так и нет прастранства-время? Не знаиш, не гавари.ми ваз закалртим. Ученые-в болоте моченые.
        Александр Березин
        2 дня назад
        -
        -1
        +
        А вы не могли бы говорить по-русски?
      Alim Kerefov
      2 дня назад
      -
      4
      +
      Вы считаете, что Вселенная пятимерна?
        Александр Березин
        2 дня назад
        -
        -3
        +
        Смотрите. Считать можно тогда, когда есть, в принципе есть, возможность проверить гипотезу. Я такого не считаю. Предпочитаю считать то, что укладывается в рамки существующих физических теорий, а не гипотез, далеких от общепринятых. Про пятимерную Вселенную - это гипотезы. причем непроверяемые на сегодня. Непроверяемое - это уже не совсем научное знание.
      Евгений Черноусов
      2 дня назад
      -
      -1
      +
      Чушь и глупости! У каждой точки пространства свой центр вселенной. Наблюдаемая нами метагалактика в нашем случае с землей в центре. Если представить что наблюдатель будет относительно нас у края этой видимой нам сферы. То для него будет доступна информация которая скрыта для нас! И так до бесконечности. То что мы не видим за пределы метагалактики это не значит что там ничего нет. Просто пространство за сферой расширяется быстрее скорости света относительно нас.
        Александр Березин
        2 дня назад
        -
        -4
        +
        "Просто пространство за сферой расширяется быстрее скорости света относительно нас. " Простите, но это сильно далеко от физики. Вы прежде чем такое заявлять сначала попробуйте отыскать, что на эту тему считает современная наука. Такой точки зрения, что вы изложили у мэйнстрима нет.
          Евгений Черноусов
          2 дня назад
          -
          0
          +
          Что будет видеть наблюдатель из галактики которая располагается от нас на 40 миллиардов световых лет? 😂 точно также как и мы сферу в 90 миллиардов световых лет, только он будет находиться в центре. И для него мы будем на краю, а с другой стороны галактики которые нам недоступны. У вселенной нет определенного центра! Центр абсолютно каждая точка в пространстве. И из за того что вселенная постоянно расширяется с ускорением, нам к сожалению некогда не заглянуть за сферу Хабла. В будущем материальные объекты настолько удаляется от нас что кроме своего галактического скопления мы не увидим ничего...
          Александр Березин
          2 дня назад
          -
          0
          +
          "Что будет видеть наблюдатель из галактики которая располагается от нас на 40 миллиардов световых лет? 😂 точно также как и мы сферу в 90 миллиардов световых лет, только он будет находиться в центре. И для него мы будем на краю, а с другой стороны галактики которые нам недоступны" Нет, не так. Он действительно будет находиться в центре, со своей точки зрения. Но видеть он будет а) нас на одной стороне небесной сферы б) и в противоположном направлении те галактики, что в 40 млрд световых годах от нас с другой, относительно такого второго наблюдателя, стороны нашей небесной сферы. "У вселенной нет определенного центра! " Меня за это агитировать не надо. Достаточно очевидно, что, исходя из наших сегодняшних знаний, его нет (хотя есть гипотезы, которые могут эту ситуацию изменить, но на сегодня они не доказаны). "И из за того что вселенная постоянно расширяется с ускорением, нам к сожалению некогда не заглянуть за сферу Хабла." Да что вы такое говорите. А вас не беспокоит, что сфера Хаббла имеет радиус 13,8 млрд световых лет, а мы видим объекты. которые сейчас отстоят от нас на 40 млрд световых лет? Вы забываете, что мы видим далекие объекты такими, какими они были в прошлом. И, таким образом, вполне можем видеть объекты, которые за пределами сферы Хаббла, какой она является на сегодня. "В будущем материальные объекты настолько удаляется от нас что кроме своего галактического скопления мы не увидим ничего... " А вот это вот довольно маловероятно. Наиболее вероятны сегодня варианты. когда расширение сменится сжатием. Отчего упомянутый вами феномен так и не реализуется.
          Евгений Черноусов
          2 дня назад
          -
          0
          +
          Про сферу Хабла вы правы. Я имел ввиду горизонте частиц. Вот загуглите и это тоже. Почему же мы не видим повторяющихся галактик? Вы сами пишите около научную ахинею достойную РенТв
      Max Otto von Stierlitz
      2 дня назад
      -
      0
      +
      Это безумно интересно! Нас когда-то учили, что вселенная бесконечна. Это тоже трудно вообразить, но этот вариант ещё сложнее. То есть, грубо говоря, шар диаметром 90 млрд световых лет... болтается... где?? В нигде? А это как??? Очень жаль, что ни этого, ни многого другого мы так никогда и не узнаем...
        Евгений Черноусов
        2 дня назад
        -
        0
        +
        Это заблуждение. Вселенная безгранична и бесконечна.
          Александр Березин
          2 дня назад
          -
          -8
          +
          Никто и не говорит, что у нее есть границы. Как нет границ у поверхности земного шара. А вот конечна - это да. Для известной Вселенной диаметр чуть более 90 млрд световых лет. И это научный консенсус на сегодня.
          Евгений Черноусов
          2 дня назад
          -
          0
          +
          Вы путаете понятия. То что вы называете это мета галактика! Вселенная нечто инное
        Александр Березин
        2 дня назад
        -
        -4
        +
        "Нас когда-то учили, что вселенная бесконечна." А где вы увидели у описанной Вселенной конец? Где конец у поверхности земного шара? У кольца нет конца. У поверхности сферы или внутренностей четырехмерного пузыря пространства-времени его тоже нет. Конечно, объем текущей Вселенной ограничен, но это как раз скорее хорошо. "болтается... где?? В нигде? А это как???" Мы не знаем достоверно, является ли Вселенная единственным существующим пространством-временем, потому что даже если она и болтается в чем-то, то способов попасть наружу пока не придумано. Вот, допустим, в черную дыру мы упасть можем, а выпасть из нее - никак. Вот из нашей Вселенной пока способа выбраться неизвестно. Поэтому ответ на ваш вопрос: мы не знаем. Возможно, кроме нее ничего нет, и тогда Вселенная буквально болтаемся "в нигде". Возможно, есть еще что-то, и тогда она болтается "в где-то". Но это вопрос, лежащий за пределами достоверно известного современной физике и космологии.
          ivankolupayev
          2 дня назад
          -
          0
          +
          "Пределы достоверно известного" это всего лишь предположения более или менее обоснованные. Да и как может быть иначе в отношении объектов которые (предположительно) существуют невообразимое число лет в совершенно не сопоставимых масштабах. И будут существовать (вероятно) еще столько же, когда от нас с вами, да что там от Земли и Солнца не останется даже пыли. Особенно если учесть не маленькую вероятность, что человечество живет в виртуальной реальности и все это великолепие только имитация.
ulogin_vkontakte_5184780
4 дня назад
-
-5
+
Расширение понимания свойств рассадит в пустыне цветы. Любая частица материи это совокупность свойств. Как взялись константы и почему есть равное движение совокупности свойств частицы? Есть ли жесткость у энергии? А выдуманный большой взрыв людей эволюционирует в макак. Смешные. Тут теория нужна как в математике единица измерения. Человек должен понимать о чем говорит. Интересно, учёным было бы стыдно перед пришельцами? В любом случае им галочка к самооценке. Ещё лайк математикам о неопределенности. Учитесь у науки бабки делать как они делают виртуальные частицы. А по русски волшебная куртка с карманом, в которой всегда есть нужная сумма.
    Юзернейм Юзернеймов
    20 часов назад
    -
    1
    +
    Весна что ли так действует?
    Железный Трон
    3 дня назад
    -
    10
    +
    Более бессмысленного комментария ещё надо придумать, да вряд ли удастся..
      ulogin_vkontakte_5184780
      1 день назад
      -
      -5
      +
      Любая частица это совокупность свойств. Которые являются по отдельности измерения для измеряющего. Мы же математически их "кодируем"? Если мы имеем "кодировку", то для физика необходимо иметь физическую точку или величину. А проще говоря, нет ничего равнее двух параллельных линий, чем является равное движение всех свойств отдельной частицы? Ответ прост, нет энергий и есть направленность движения, что является эффектом взаимодействия. То есть если вспомнить квинтэссенцию, то движение это процесс сепарации. Что при взаимодействии будет привычным нам как движение. В любом взаимодействие есть посредник или не существует понятия деффект масс.
      ulogin_vkontakte_5184780
      1 день назад
      -
      -6
      +
      Мужик, ты знаешь, что такое частица материи? Я знаю совокупность свойств. Для того, чтоб понять то, о чем говорит наука, разложи каждое свойство по отдельности, чтоб не говорить о системе процессов и дай движение каждому так, чтоб это выглядело частицей. А потом вспомни апории Зенона Элейского. Думаю пригодится. Расширений нет. Ещё пару процентов с зарплаты науке ежемесячно плати.
Александр Березин
2 дня назад
-
-1
+
А в чем вы его тут видите, если не секрет?

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: