Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
27 мая 2017, суббота, 01:45
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

СКОЛКОВО

РЕГИОНЫ

20 сентября 2016, 14:33

Ученые раскрыли роль диффузии в ранней Вселенной

Абстракция на тему «Гелий в ранней Вселенной»
Абстракция на тему «Гелий в ранней Вселенной»
Пресс-служба МФТИ

Ученые из Института космических исследований РАН, МФТИ и Института астрофизики Общества Макса Планка показали, что диффузия частиц в газе, текущем в центр формирующихся в ранней Вселенной галактик, могла повлиять на соотношение между содержанием гелия и водорода внутри первых галактик. Об этой работе рассказывается в пресс-релизе Московского физико-технического института.

Изменение относительного количества гелия из-за этого явления, по расчетам ученых, может достигать значений, сравнимых с точностью современных теоретических предсказаний. Это означает, что наблюдаемое обилие водорода и гелия может отличаться от предсказаний теории. По словам ученых, чрезвычайно интересно узнать, насколько важно учитывать эффект диффузии в эпоху формирования первых звезд и галактик, поскольку точность прямого измерения обилия первичных элементов с каждым годом растет.

Для описания состояния Вселенной на всех этапах ее развития физики используют так называемые космологические параметры. Это, например, параметр Хаббла, определяющий темп расширения Вселенной, или параметры, задающие соотношение между материей и темной энергией. Знание меняющихся со временем величин этих параметров на всех стадиях эволюции Вселенной позволит физикам заглянуть на миллиарды лет назад или вперед и создать правильную модель развития Вселенной. Уже разработаны методы вычисления космологических параметров с высокой точностью. Один из них — прямое измерение обилия первичных элементов — дает возможность определить так называемое барион-фотонное отношение во Вселенной, которое позволяет найти вклад нормального вещества (барионов) в полную современную плотность энергии во Вселенной.

Согласно современной теории развития Вселенной, в первые минуты после Большого взрыва начался процесс нуклеосинтеза, который привел к объединению протонов и нейтронов в ядра первичных элементов. Первичный газ наряду с водородом в основном содержал гелий и небольшое количество дейтерия и лития. Эта эпоха особенно интересна для физиков тем, что является самой ранней стадией эволюции Вселенной, для которой сегодня имеются надежные наблюдательные данные.

Павел Медведев, Сергей Сазонов и Марат Гильфанов предположили, что отнесенное к водороду количество первичного гелия могло меняться в процессе эволюции Вселенной в результате действия диффузии в газе формирующихся первых галактик. «В процессе образование галактик сначала быстро сжимается темная материя, затем в эту зону начинает стекать газ. Мы считаем, что в этом потоке газа возможна диффузия. Она приводит к тому, что частицы разных масс будут двигаться с неравными скоростями. Допустим, газ состоит только из водорода и гелия. Гелий — более тяжелая частица, значит, она будет оседать быстрее водорода в гравитационном поле формирующейся галактики. В итоге в образовавшейся галактике относительное обилие гелия к обилию водорода будет отличаться от значения, которое предсказывает теория нуклеосинтеза», — говорит Сергей Сазонов из ИКИ РАН и МФТИ.

Ученые рассмотрели диффузию частиц в газе в процессе образования галактик на ранних этапах развития Вселенной. Они посчитали, каким может быть вызванное этим эффектом изменение относительного содержания гелия в галактиках заданной массы. Оказалось, что оно могло достигать сотых долей процента при диффузии в холодном газе. Если же газ во Вселенной в эпоху образования первых галактик (несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва) был разогрет до температуры порядка нескольких тысяч градусов, то диффузия могла привести к изменению относительного количества гелия уже на десятые доли процента. Одной из причин подогрева газа могла быть передача энергии взрыва первых сверхновых звезд окружающей среде с помощью космических лучей. Такой новый механизм разогрева Вселенной был предложен Сергеем Сазоновым и Рашидом Сюняевым в предыдущей работе.

Первичный гелий меряют в межзвездном газе близких к нам галактик в областях, где нет звездообразования. Это нужно, чтобы наблюдаемое вещество было именно первичным, а не продуктом термоядерного горения водорода в звездах. Прямое измерение обилия первичного гелия позволяет ограничивать космологические параметры и проверять теорию первичного нуклеосинтеза. Как сказано выше, космологические параметры задают состояние Вселенной в любой момент времени. Поэтому их определение с максимальной точностью — одна из основных задач космологии.

Современная точность предсказания обилия гелия совпадает со значениями изменения, вносимого диффузией. То есть, авторами предложен физический эффект, способный менять содержание гелия в галактиках в пределах точности измерений. По этой причине будущие более точные предсказания, построенные на измеряемых данных, должны учитывать этот эффект.

Работа опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Loading...
Подпишитесь
чтобы вовремя узнавать о новых спектаклях и других мероприятиях ProScience театра!
3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi Адыгея Александр Лавров альтернативная энергетика «Ангара» антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика аутизм Байконур бактерии бедность библиотека онлайн библиотеки биология биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера бозон Хиггса британское кино Византия визуальная антропология викинги вирусы Вольное историческое общество воспитание Вселенная вулканология Выбор редакции гаджеты генетика география геология геофизика глобальное потепление грибы грипп дельфины демография дети динозавры ДНК Древний Египет естественные и точные науки животные жизнь вне Земли Западная Африка защита диссертаций землетрясение змеи зоопарк зрение Иерусалим изобретения иммунология инновации интернет инфекции информационные технологии искусственный интеллект ислам историческая политика история история искусства история России история цивилизаций История человека. История институтов исчезающие языки карикатура католицизм квантовая физика квантовые технологии КГИ киты климатология комета кометы компаративистика компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор космос криминалистика культура культурная антропология лазер Латинская Америка лексика лженаука лингвистика Луна мамонты Марс математика материаловедение МГУ медицина междисциплинарные исследования местное самоуправление метеориты микробиология Минобрнауки мифология млекопитающие мобильные приложения мозг моллюски Монголия музеи НАСА насекомые неандертальцы нейробиология неолит Нобелевская премия НПО им.Лавочкина обезьяны обучение общество О.Г.И. онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты педагогика планетология погода подготовка космонавтов популяризация науки право преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека Протон-М психоанализ психология психофизиология птицы РадиоАстрон ракета растения РБК РВК РГГУ регионоведение религиоведение рептилии РКК «Энергия» робототехника Роскосмос Роспатент русский язык рыбы сердце Сингапур сланцевая революция смертность СМИ Солнце сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология Фестиваль публичных лекций физика физиология физическая антропология финансовый рынок фольклор химия христианство Центр им.Хруничева школа школьные олимпиады эволюция эволюция человека экология эмбриональное развитие эпидемии этика этнические конфликты этология Юпитер ядерная физика язык

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129343, Москва, проезд Серебрякова, д.2, корп.1, 9 этаж.
Телефон: +7 495 980 1894.
Стоимость услуг Полит.ру
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.