Термодинамический подход к вопросу расширения Вселенной может сделать темную энергию ненужной
В рамках общей теории относительности и квантовой физики у исследователей не получается объяснить все данные наблюдений за космическими объектами. В этот раз ученые попытались описать Вселенную с точки зрения превращения энергии, и этот выбор позволил им составить стройное описание гравитации.
Гравитация — одно из четырех фундаментальных взаимодействий в нашей Вселенной. Эта сила притягивает предметы друг к другу, ее описывает общая теория относительности (ОТО).
Несмотря на свою долгую историю, ОТО не объясняет всех космологических явлений. Например, измеренная учеными космологическая постоянная, характеризующая свойства вакуума, значительно отличается от того, что предсказывает теория.
Дуэт физиков рассмотрел гравитацию с термодинамической точки зрения, как цикл Отто — термодинамическую конструкцию, описывающую работу бензиновых двигателей. Их выводы опубликованы в журнале Physical Review Letters.
«Мы задались вопросом: что если термодинамический процесс, лежащий в основе гравитации, не сводится к простому потоку тепла? В обычной термодинамике тепло почти никогда не описывает всю картину целиком: могут происходить химические реакции, расширение против поршня, совершаться работа или другие процессы. Поэтому мы добавили это недостающее “нечто” в рассмотрение без предвзятости о том, что получится на выходе», — пояснил старший автор статьи Жуан Магейжу (João Magueijo).
Ученые предложили описывать гравитацию как термодинамический цикл с дополнительными стадиями совершения работы. Именно отказ от вырожденного случая, в котором происходит только обмен теплом, открывает путь к новым теориям гравитации, включая те, где модифицируется закон сохранения массы и энергии.
Исследователи обнаружили, что выведенная ими теория гравитации допускает рождение или уничтожение материи и энергии. Тот факт, что, по выкладкам, закон сохранения энергии мог нарушаться, почти заставил их отказаться от своей теории.
Обычная материя должна тормозить расширение Вселенной, но это справедливо при стандартных законах сохранения энергии. В представленной модели обычная материя может приводить к ускорению расширения. Примененная ко Вселенной в целом, модель способна воспроизвести наблюдаемое учеными ускорение космического расширения без использования темной энергии, космологической постоянной или любых других объяснений.
Ученые понимают, что их работа пока близка к спекулятивной. Исследователи планируют развить ее и сравнить предсказания с имеющимися космологическими данными и экспериментальными результатами.
«Теперь предстоит большая работа по детальному сравнению модели с космологическими наблюдениями. Когда я начинал свою аспирантуру в 1990 году, в космологии можно было говорить почти все что угодно, потому что скудость данных это позволяла. С тех пор космология стала высокоточной наукой, управляемой данными. Любая новая идея теперь должна пройти испытание наблюдениями», — добавил Магейжу.
Telegram 
Дзен 
VK 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.
До недавнего времени считалось, что надежно извлекать древнюю человеческую ДНК можно в основном из костей и зубов. Потом ученые научились получать ее из пещерных отложений и из некоторых предметов, которыми пользовались древние люди. Авторы нового исследования решили проверить, можно ли найти генетические следы представителей Homo на стенах, то есть непосредственно там, где они рисовали тысячи лет назад. Оказалось, что можно.
Ученые выяснили, что плохой обмен веществ лишает головной мозг крови так же сильно, как это делает естественное старение. Анализ тысяч томограмм показал: лишний вес и высокое давление бьют не только по сердцу, но и заставляют нервную систему физически «голодать» в любом биологическом возрасте, ощутимо снижая интеллект человека.
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.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина разработали технологию изменения структуры молекул нефти с помощью энергии кавитационных полей, которые создаются при воздействии ультразвука. Технология позволяет облагораживать нефть, меняя ее физико-химические характеристики и снижая долю нежелательных составляющих веществ. Для проведения полевых испытаний ее реализовали в мобильном исполнении с применением управляемых ультразвуковых полей. Разработанное исследовательское оборудование может применяться на любом месторождении, включая удаленные и труднодоступные.
Группа ученых из МФТИ, Российского квантового центра, ФИАН, МГТУ имени Баумана и НИЯУ МИФИ экспериментально определила длину волны, при которой поляризуемость атома тулия в основном состоянии равна нулю. Лазер с таким излучением практически не взаимодействует с атомами тулия в решетке. Результаты работы могут найти применение в квантовых симуляторах, оптических ловушках и прецизионных измерениях.
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