Могут ли квазары быть основным источником света в нашей вселенной?
Квазары — это самые яркие объекты во Вселенной. Их интенсивный свет генерируется газом, когда он попадает в черную дыру. Впервые эти загадочные объекты, излучающие радиоволны, были обнаружены радиоастрономами в 1963 году, которые назвали их «квазизвездными радиоисточниками», или квазарами. В галактиках могут быть миллионы или миллиарды звезд, но все они меркнут в сравнении с квазарами. Понимание того, как многочисленные небольшие галактики могут затмить яркие и редкие квазары, даст нам возможность тщательней изучить популяции звезд и планет. Также это позволит ученым откалибровать их измерения темной энергии, отвечающей за рост ускорения расширения вселенной и определяющей ее далекое будущее.
В исследовании, опубликованном в журнале Astrophysical Journal Letters космологами Калтеха Эндрю Понтценом и Хиранья Пейрис, поднимались вопросы: что зажгло космос? Идет ли ультрафиолетовый свет от многочисленных, но тусклых галактик или же от небольшого числа квазаров?
Новый метод изучения, предложенный командой, основывается на технике, которую уже используют астрономы, когда квазары выступают маяками для понимания космоса. Интенсивный свет квазаров делает их легко обнаруживаемыми даже на гигантских расстояниях в 95% от всей протяженности видимой вселенной. Команда полагает, что изучение того, как этот свет взаимодействует с водородом на пути к Земле, выявит основные источники освещения во Вселенной, даже если эти источники и не будут квазарами.
Во Вселенной встречается два типа водорода: нейтральная форма и заряженная в результате бомбардировки ультрафиолетовым светом. Эти две формы можно различить путем изучения особой длины волны света под названием «Лайман-альфа», которая поглощается только нейтральной формой водорода. Ученые могут видеть, где во Вселенной этот свет Лайман-альфа был поглощен нейтральным водородом.
Поскольку изучаемые квазары находятся на миллиардах световых лет от нас, они действуют как капсулы времени: глядя на них, мы можем увидеть, какой была Вселенная в далеком прошлом. Полученная карта покажет, где располагался нейтральный водород миллиарды лет назад, когда Вселенная энергично строила свои галактики.
Равномерное распределение нейтрального водорода покажет, что источником большей части света были многочисленные галактики, а менее однородный рисунок, демонстрирующий лоскутное одеяло из заряженного и нейтрального водорода, будет означать, что именно редкие квазары были основным источником света.
Текущих примеров квазаров недостаточно для качественного анализа различий между этими двумя сценариями. Однако в настоящее время запланирован ряд исследований, которые должны помочь ученым найти ответ.
Главным из них является DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), исследование, которое потребует детальных измерений около миллиона далеких квазаров. Хотя эти измерения по большей части должны показать, как расширение вселенной ускоряется под влиянием темной энергии, результаты DESI также позволят определить, равномерно ли подсвечивался газ. Если нет, то будет понятно, что свет нашей вселенной производится «несколькими городами» (квазарами), а не «множеством городков» (галактик).
Источник
Могут ли квазары быть основным источником света в нашей Вселенной
Квазары — это самые яркие объекты во Вселенной. Их интенсивный свет генерируется газом, когда он попадает в черную дыру
Квазары — это самые яркие объекты во Вселенной. Их интенсивный свет генерируется газом, когда он попадает в черную дыру. Впервые эти загадочные объекты, излучающие радиоволны, были обнаружены радиоастрономами в 1963 году, которые назвали их «квазизвездными радиоисточниками», или квазарами. В галактиках могут быть миллионы или миллиарды звезд, но все они меркнут в сравнении с квазарами. Понимание того, как многочисленные небольшие галактики могут затмить яркие и редкие квазары, даст нам возможность тщательней изучить популяции звезд и планет. Также это позволит ученым откалибровать их измерения темной энергии, отвечающей за рост ускорения расширения Вселенной и определяющей ее далекое будущее.
В исследовании, опубликованном в журнале Astrophysical Journal Letters космологами Калтеха Эндрю Понтценом и Хиранья Пейрис, поднимались вопросы: что зажгло космос? Идет ли ультрафиолетовый свет от многочисленных, но тусклых галактик или же от небольшого числа квазаров?
Новый метод изучения, предложенный командой, основывается на технике, которую уже используют астрономы, когда квазары выступают маяками для понимания космоса. Интенсивный свет квазаров делает их легко обнаруживаемыми даже на гигантских расстояниях в 95% от всей протяженности видимой Вселенной. Команда полагает, что изучение того, как этот свет взаимодействует с водородом на пути к Земле, выявит основные источники освещения во Вселенной, даже если эти источники и не будут квазарами.
Во Вселенной встречается два типа водорода: нейтральная форма и заряженная в результате бомбардировки ультрафиолетовым светом. Эти две формы можно различить путем изучения особой длины волны света под названием «Лайман-альфа», которая поглощается только нейтральной формой водорода. Ученые могут видеть, где во Вселенной этот свет Лайман-альфа был поглощен нейтральным водородом.
Поскольку изучаемые квазары находятся на миллиардах световых лет от нас, они действуют как капсулы времени: глядя на них, мы можем увидеть, какой была Вселенная в далеком прошлом. Полученная карта покажет, где располагался нейтральный водород миллиарды лет назад, когда Вселенная энергично строила свои галактики.
Равномерное распределение нейтрального водорода покажет, что источником большей части света были многочисленные галактики, а менее однородный рисунок, демонстрирующий лоскутное одеяло из заряженного и нейтрального водорода, будет означать, что именно редкие квазары были основным источником света.
Текущих примеров квазаров недостаточно для качественного анализа различий между этими двумя сценариями. Однако в настоящее время запланирован ряд исследований, которые должны помочь ученым найти ответ.
Главным из них является DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), исследование, которое потребует детальных измерений около миллиона далеких квазаров. Хотя эти измерения по большей части должны показать, как расширение вселенной ускоряется под влиянием темной энергии, результаты DESI также позволят определить, равномерно ли подсвечивался газ. Если нет, то будет понятно, что свет нашей вселенной производится «несколькими городами» (квазарами), а не «множеством городков» (галактик).
Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:
Источник
«Да будет свет», или Откуда на самом деле берется свет?
Ученые с удивлением обнаружили, что половина света в космосе берётся неизвестно откуда. В этой связи хочется напомнить о первых словах Библии:
«В начале сотворил Бог небо и землю. Земля же была безвидна и пуста, и тьма над бездною, и Дух Божий носился над водою. И сказал Бог: да будет свет. И стал свет. И увидел Бог свет, что он хорош, и отделил Бог свет от тьмы. И назвал Бог свет днем, а тьму ночью. И был вечер, и было утро: день один.» Бытие 1:1-5
Этими словами начинается Библия — первым днем творения, в который Господь сотворил свет. Многие десятилетия, даже столетия уже критика христианства смеялись над тем, что свет, как получается, был сотворен Богом до сотворения солнца и луны — которые были сотворены лишь на четвертый день. Однако сегодня ученым-физикам не до смеха: как оказалось, что по крайней мере половина света во Вселенной не имеет физических источников.
Да, да, ученые обнаружили, что в космосе слишком много света — гораздо более, чем можно объяснить излучением звёзд, галактик и любых других известных источников. Группа ученых, исследовавших небо с помощью оптической камеры космического аппарата New Horizons опубликовали результаты своих многолетних исследований в Astrophysical Journal.
Вдали от городов небо в безлунную ночь кажется нам очень тёмным. Звёзды выглядят крошечными точками в непроглядной мгле.
Ученые обнаружили, что помимо видимых звезд у Вселенной есть свое фоновое сияние, исходящее как будто от самого неба. Откуда оно берётся? В основном свечение производится светом Солнца, звёзд и галактик — даже таких тусклых, которые невозможно увидеть в телескоп.
Космический зонд «Новые горизонты» (New Horizons) сослужил астрономам хорошую службу. Он стал одним из очень немногих агентов человечества на окраинах Солнечной системы и может собрать уникальную информацию о самых отдаленных «уголках» Вселенной.
Авторы нового исследования использовали оптическую камеру LORRI для изучения фонового света неба. Они проанализировали данные, собранные, когда зонд был в 42–45 раз дальше от Солнца, чем Земля — погрузился во «тьму». Но в этой тьме оказалось гораздо более света, чем производится светилами.
Ученые учли все возможные источники света, включая известные звёзды, галактики и вклад рассеивающей свет космической пыли. И все равно остался световой фоновый сигнал: от 16±4 нВт/(м2 ср) (нановатта на квадратный метр в стерадиане) до 19±4 нВт/(м2 ср).
Несколько лет назад Майкл Земцов и его лаборатория из Рочестерского технологического института, пришли к аналогичному выводу, но их исследование осталось в тени, поскольку, казалось, противоречит всем известным законам физики. Говоря о новом исследовании, подтвердившим их находки, Майкл Земцов признался:
«Они говорят, что [откуда-то] извне галактик [исходит] столько же света, сколько изнутри галактик, и это, честно говоря, довольно сложно переварить. Очень трудно повернуться и сказать астрономическому сообществу: эй, ребята, мы не заметили половину всего, что есть на свете!»
Земцов считает недавнюю работу своих коллег заслуживающей внимания, но признаёт, что её результаты будет непросто объяснить. Последнее физическое явление, за которое и зацепились ученые в попытке объяснить необъяснимый феномен — это черные дыры. Да-да, те самые черные дыры, которые, как нам всегда говорили — поглощают свет. Ученые обратились к черным дырам — пока совершенно бездоказательно — как к последней соломинке. Но пока никак не выходит, что черные дыры способны светить, а не поглощать свет.
Остается еще один, последний источник — это Сам Бог. В начале творения Земли Бог Сам выступает в качестве источника света, посылает свет на Землю без посредства солнца и луны. Если это еще не доказано, то смеяться над первыми словами Библии ученым уже не приходится.
Я хочу вам подарить к Рождеству, дорогие друзья, тот главный физический Закон Вселенной, которым вс живет, и движется и существует. Это — Закон Любви. От малейших частиц, которые в восторженном притяжении танца любви кружатся друг вокруг друга, до гигантских планет — все содержит не гипотетический закон гравитации (которого, может, и нет), а Закон Любви. Любовь притягивает мужчину к женщине, женщину к мужчине, ребенка к матери, человека к человеку, планету к планете, электрон к электрону. Она и удерживает, и пускает весь мир впляс!
Вот вам, товарищи ученые, серьезный проект на Новый год — вместо все более и более фантастичных и бесчисленных и противоречащих друг другу гипотез и теорий, которые все равно не работают, задумайтесь о Законе Любви. Сопоставьте известные вам законы физики (законы — не теории), вглядитесь в законы квантовой механики, и если вы будете смотреть глазами влюбленными в творение (творение!), то увидите этот Закон Любви, и докажете его. Вы уже давно признали, что все зависит он наблюдателя. Вот и понаблюдайте с любовью — за микромиром, за макромиром — и увидите, как ваши наблюдения, сделанные с любовью, не только верно отображают его, но и преобразуют! Вы увидите, как мир вокруг вас начнется реально преображаться. А без любви — все одна тоска вам будет и деструктив: в науке, в жизни, в мире.
Наука давно уличила и изобличила личину «беспристрастного» наблюдателя. Таковых нет, признано, все, точка. Так почему бы в качестве предпосылки вашей науки взять одну — главную, естественную: Бог есть любовь? Вот чего желаю на Рождество всем пытливым умам.
Чтобы не пропускать новые статьи на разные темы, подпишитесь на мои каналы на Дзен :
А на YouTube канале « Солёное радио » мы проводим прямы эфиры на разные темы.
Источник
Когда во Вселенной появился первый свет?
Скорость света даёт нам в руки удивительный инструмент для изучения Вселенной. Поскольку свет перемещается со скоростью всего около 300 000 км/с, глядя на удалённые объекты, мы заглядываем в прошлое.
Мы видим Солнце не непосредственно, а Солнце 8-ми минутной давности. Мы видим Бетельгейзе 642 года назад. Андромеду 2,5 миллиона лет назад. И так можно продолжать далее, заглядывая дальше в пространстве и глубже в прошлое. Поскольку Вселенная расширяется, удалённые объекты раньше были ближе.
Если запустить часы в обратную сторону, и довести их до начала, то вы прибудете в место, бывшее горячее и плотное, чем сегодняшняя Вселенная. Оно было таким плотным, что вся Вселенная сразу после Большого взрыва представляла собой суп из протонов, нейтронов и электронов, которые ничто не удерживало вместе.
После того, как она немного расширилась и охладилась, её плотность и температура стали напоминать то, что происходит в центре звезды вроде нашего Солнца. Она стала достаточно холодной для того, чтобы начали появляться ионизированные атомы водорода.
Поскольку условия во Вселенной соответствовали тому, что происходит в ядре звезды, температуры и давления было достаточно для того, чтобы синтезировать из водорода гелий и другие, более тяжёлые элементы. На основании пропорций наличия элементов во Вселенной сегодня: 74% водорода, 25% гелия и 1% всякого разного, мы знаем, как долго Вселенная находилась в этом «звёздном» состоянии.
Это длилось около 17 минут. От 3 минут, прошедших с момента Большого взрыва, до 20 минут, прошедших с этого момента. И в эти мгновения клоуны собрали столько гелия, что должно хватить на целую жизнь преследования ими людей при помощи скрученных из шариков животных.
Процесс синтеза создаёт фотоны гамма-излучения. В ядре Солнца эти фотоны скачут от атома до атома, прорываются из ядра наружу, через испускающую зону Солнца, и в итоге вылетают в космос. Этот процесс может занять десятки тысяч лет. Но в ранней Вселенной этим изначальным фотонам гамма-излучения деваться было некуда. Повсюду располагалась горячая и плотная Вселенная.
Вселенная продолжала расширяться, и в итоге, всего через несколько сотен тысяч лет после Большого взрыва, она охладилась достаточно для того, чтобы эти атомы водорода и гелия начали притягивать свободные электроны и превращаться в нейтральные атомы.
Это и был момент появления первого света во Вселенной, между 240 000 и 300 000 годами после Большого взрыва, известный, как эпоха рекомбинации. Впервые фотоны могли немного передохнуть, будучи привязанными к атомам посредством электронов. В этот момент Вселенная превратилась из непрозрачной в прозрачную.
Это самый ранний свет, в принципе доступный астрономам для наблюдения. Давайте хором скажем: Космическое Микроволновое Фоновое Излучение [или реликтовое излучение – прим. перев.]. Поскольку Вселенная с тех пор расширяется уже 13,8 млрд лет, те самые первые фотоны растянулись, испытав красное смещение, и, пройдя ультрафиолет и видимую часть, перешли в микроволновую часть спектра.
Если бы мы могли видеть Вселенную микроволновыми глазами, этот первый взрыв излучения был бы виден в любом направлении. Вселенная празднует своё существование.
После первого взрыва света всё было тёмным, не было звёзд и галактик, только огромное количество изначальных элементов. В начале тёмных веков температура всей Вселенной составляла порядка 4000 К. Сравните это с сегодняшним показателем в 2,7 К. К концу тёмных веков, 150 млн лет спустя, температура опустилась до более разумных 60 К.
В последующие 850 млн лет эти элементы собрались в огромные звёзды из чистого водорода и гелия. Без более тяжёлых элементов могли формироваться звёзды, в десятки и даже сотни раз превышающие по массе наше Солнца. Это звёздное население III, первые звёзды, для наблюдения которых у нас пока нет достаточно мощных телескопов. Астрономы предполагают, что они сформировались спустя примерно 560 млн лет после Большого взрыва.
Затем первые звёзды взрывались как сверхновые, формировались более массивные звёзды, и также взрывались. Очень сложно представить, как всё это выглядело, когда звёзды взрывались будто фейерверки. Но мы знаем, что эти события были настолько частыми и настолько мощными, что они осветили всю Вселенную в эпоху реионизации. Большую часть Вселенной занимала горячая плазма.
Ранняя Вселенная была горячей и ужасной, и в ней не было достаточно тяжёлых элементов, на которых зиждется известная нам жизнь. Кислород нельзя получить без синтеза в звезде, даже в нескольких поколениях звёзд. Наша Солнечная система возникла в результате многих поколений сверхновых, взрывавшихся и засеивавших наш район космоса всё более тяжёлыми элементами.
Я уже упомянул, что Вселенная охладилась с 4000 К до 60 К. Но после примерно 10 млн лет с момента Большого взрыва температура Вселенной ещё составляла порядка 100 С, то есть температуру кипения воды. А ещё через 7 млн лет она охладилась до 0 С, температуры замерзания воды.
Что привело астрономов к мысли, что примерно 7 миллионов лет повсюду во Вселенной можно было найти жидкую воду. А на Земле, где бы мы ни нашли жидкую воду, там же встречается и жизнь.
Возможно, что примитивная жизнь могла сформироваться, когда Вселенной было всего 10 млн лет. Физик Ави Лёб [Avi Loeb] называет это время эпохой обитаемой Вселенной. Никаких доказательств этой возможности нет, но идея очень крутая.
Меня всегда поражает мысль, что вокруг нас в любом направлении существует первый свет, испущенный Вселенной. Ему потребовалось 13,8 млрд лет, чтобы дойти до нас, и хотя для его наблюдения нам нужны микроволновые глаза, он существует, и повсеместен.
Источник