Попытка объяснить хаббловский кризис привела физиков к будущему сжатию Вселенной
В последние 10-12 лет наблюдения новых телескопов показали, что древняя и современная Вселенная расширяется с разными скоростями, хотя в стандартной космологической модели должна с постоянной. Группа физиков предложила возможное объяснение и попутно рассчитала дату «конца света».
В современной физической теории (ОТО) нет встроенных механизмов, позволяющих без астрономических наблюдений определить, расширяется Вселенная или сжимается. Когда Александр Фридман в 1925 году показал, что она вообще может делать это, то наткнулся на резкие возражения Эйнштейна: тот отстаивал модную тогда идею о вечной стабильности мироздания.
Именно поэтому космологическую постоянную Эйнштейн в 1917 году и ввел в свои формулы: для построения стационарной Вселенной нужно было уравновешивать некоей отталкивающей силой силу притягивающую (гравитацию), а без такого уравновешивания стационарность мироздания не работала. Однако затем оказалось, что этот баланс нестабилен: Вселенная из-за микротолчка или сжималась или разбегалась. Впервые это показал Фридман, а затем и наблюдатели-астрономы подтвердили его теоретическое предсказание.
К началу 1930-х Эйнштейн это признал, после чего назвал введение космологической постоянной (той самой отталкивающей силы) своей величайшей ошибкой. И до 1990-х об этой постоянной вспоминали лишь как о некой причуде гения. Только когда было открыто ускоренное расширение Вселенной в 1998 году, ее вставили в уравнение Фридмана и появился так называемый лямбда-член, давший имя всей современной космологии (лямбда-CDM-космология).
До 2010-х годов лямбда-член всех устраивал. Но потом оказалось, что по наблюдениям древней Вселенной скорость ее расширения одна, а по наблюдениям ее же в нашу эпоху — другая (расхождение назвали напряженностью Хаббла, или хаббловским кризисом). То есть скорость ее расширения со временем изменяется. Стандартная космологическая модель не позволяет такого: в ней лямбда-член — постоянная, а не переменная.
Теперь международная группа ученых попробовала объяснить разноскоростное расширение Вселенной в древности и сегодня. Результаты их работы опубликовали в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, с ее полным текстом можно ознакомиться на сервере препринтов Корнеллского университета.
Исследователи использовали ранее предложенную гипотезу о том, что темная материя состоит из ультралегких (что объясняло бы, почему в физических экспериментах никто не зарегистрировал их) аксионов. В ранней Вселенной их действие на ее расширение велико, они «расталкивали» ее. Но по мере ее старения они все слабее дополняли космологическую константу, поэтому скорость расширения пространства-времени через определенное время начнет падать.
В отличие от исходных разработчиков идеи ультралегкого аксиона, не прикладывавших ее к параметрам расширения пространства-времени, авторы новой научной работы провели расчеты того, как изменчивое влияние гипотетических аксионов повлияло бы на параметры Вселенной в будущем. Получилось, что сама по себе, без учета влияния аксионов, космологическая постоянная отрицательная, а не положительная. То есть когда влияние аксионов в будущем иссякнет, пространство-время начнет сжиматься.
Наиболее вероятный (в рамках такой модели) набор параметров указал, что полное сжатие (с распадом всех атомов в силу роста температур) случится через 33 миллиарда лет. При этом еще 11 миллиардов лет Вселенная будет расширяться, хотя и с постепенным замедлением, а затем начнет сжиматься до точки.
«Многие годы люди полагали, что Вселенная будет расширяться вечно. Хорошо знать, что если нынешние данные не будут опровергнуты, Вселенная будет иметь конец», — заявил СМИ Генри Тай, один из авторов нового исследования.
Не вполне ясно, почему он считает это благом, но стоит упомянуть, что модель ультралегких аксионов, как и вообще любую модель, объясняющую темную материю через некие частицы, в последние годы остро критикуют. Дело в том, что данные о столкновении скоплений галактик показывают: те двигаются так, будто никакого трения частиц темной материи между собой нет. Это физически логично, только если и самих частиц такого рода не существует.
Поэтому ранее другие научные группы уже предложили иное объяснение темной материи. Интересно, что в рамках одной из таких теорий Вселенная тоже сжимается, правда, за время, которое значительно больше 33 миллиардов лет от нашего времени. Кроме того, при сжатии она не становится точкой, и некоторые виды объектов (черные дыры и нейтронные звезды) способны пережить Великое сжатие и попасть в следующий цикл расширения и сжатия Вселенной.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые из МФТИ и ИППИ РАН выяснили, что у квантовых полей вблизи черных дыр (или ускоренно расширяющейся Вселенной) есть «порог нагрева». До этого порога чем выше температура, тем быстрее поле «забывает» свое прошлое. А выше порога нагрев уже не помогает: скорость забывания становится постоянной и определяется не температурой, а самой формой пространства (например, размером горизонта).
Исследователи из МФТИ и Объединенного института высоких температур РАН определили, при каких условиях квазиклассические модели водородной плазмы начинают давать нефизичные результаты. Ученые показали, что при достаточно сильном взаимодействии частиц такие модели перестают правильно учитывать квантовые эффекты, связанные с принципом Паули. В результате в расчетах возникают нефизичные электрон-ионные кластеры, а моделируемая система теряет устойчивость.
Почему один человек легко заводит друзей, а другой предпочитает держаться в стороне? Откуда берется привычка все планировать? Почему некоторые люди сомневаются в себе? Международный коллектив ученых проанализировал данные о геномах миллиона человек и выявил 1260 независимых генетических вариантов, связанных с основными пятью чертами личности человека. Результаты исследования показали, что на индивидуальные особенности личности влияет не только воспитание, опыт и окружающая среда, но также гены.
Группа российских исследователей, в которую вошли океанологи Санкт-Петербургского университета, выявила существование ранее неизвестных механизмов распространения «волн Россби». В ходе работы им удалось зафиксировать точки, где перенос энергии прекращается, а траектории движения воды претерпевают изменения. Дополнительно ученые обнаружили асимметрию в динамике волновых процессов, зарождающихся у западных и восточных прибрежных течений.
Мумии сохраняют следы не только болезней и травм, но и самих процедур, которым подвергали тела после смерти. Компьютерная томография головы мумии, много десятилетий пролежавшей в музее, раскрыла не совсем привычный способ извлечения мозга и другие детали бальзамирования.
Инженеры компании HONOR выпустили смартфон с кремний-углеродной батареей на 7000 миллиампер-часов, сохранив толщину устройства в пределах 7,8 миллиметра. Разработка доказала, что переход на кремниевые аноды окончательно решил проблему громоздких аккумуляторов высокой емкости.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
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