Что такое странные объекты
10 самых странных объектов во Вселенной
Думаю, все мы сойдемся во мнении, что космос — совершенно безумное место. И ровно настолько же близкое и понятное нам, как далекое и невообразимое. Вам может показаться, что пейзаж на планете с двумя солнцами такой же, как где-нибудь за МКАДом, но это заслуга писателей-фантастов. На самом деле, в космосе есть вещи и более странные. Давайте рассмотрим их.
Падающие звезды
Когда бинарную систему звезд поглощает сверхмассивная черная дыра в центре галактики, один из двух партнеров проглатывается, а другой отбрасывается с высокой скоростью. Представьте себе, как огромный шар газа, в четыре раза превышающий размерами наше Солнце, мчится с огромной скоростью.
Адская планета
Приливная блокировка привела к интересным особенностям. Если вы выйдете на стороне планеты, обращенной к Солнцу, вы наверняка растаете, как снеговик. На другой стороне планеты вы, однозначно, моментально замерзнете. Однако в «зоне сумерек» между двумя крайностями теоретически можно жить.
У жизни на Gliese 581, если таковая там имеется, свои трудности. Планета обращается вокруг красного карлика, что означает наличие красного неба над планетой, благодаря нижним частотам видимого спектра. Сущий ад. Фотосинтезирующим элементам придется привыкать к постоянной бомбардировке инфракрасного излучения, которое окрасит их в глубокий черный цвет. Никакой салат не будет выглядеть аппетитно на такой планете.
Система Кастора
Космическая малина и космический ром
Это облако газа состоит по большей части из этилформиата, который дает малине ее вкус, а рому его отличительный запах. Гигантское облако содержит миллиарды, миллиарды и еще раз миллиарды этого вещества — и это было бы чудесно, если бы оно не было пропитано частичками пропилцианида. Создание и распространение этих сложных молекул остается загадкой для ученых, поэтому межгалактический ресторан пока останется закрытым.
Планета обжигающего льда
Алмазная планета
Гигантская алмазная планета когда-то была частью бинарной системы звезд, пока ее партнер не начал ее пожирать. Однако звезда не смогла унести свое углеродное ядро с собой, и углерод просто превратился в алмаз под действием высокой температуры и гигантского давления — с температурой поверхности 1648 градусов по Цельсию условия были почти идеальными.
Треть массы планеты — чистый алмаз. В то время как Земля покрыта водой и изобилует кислородом, эта планета состоит из графита, алмаза и нескольких силикатов. Огромный драгоценный камень в два раза больше Земли и в восемь раз тяжелее, что причисляет его к «суперземлям».
Облако Химико
Химико относится к так называемой эпохе реионизации, или периоду от 200 миллионов до одного миллиарда лет после Большого Взрыва — и это первый проблеск раннего формирования галактик, который ученым удалось наблюдать. Ранее предполагалось, что облако Химико может быть одной большой галактикой с массой около 40 миллиардов от солнечной, однако, по последним данным, в облаке Химико может находиться сразу три галактики, причем относительно молодых.
Крупнейший водный резервуар во Вселенной
Сильнейший электрический ток во Вселенной
Громадная группа квазаров
Наша галактика, Млечный Путь, в поперечнике всего сто тысяч световых лет. Вдумайтесь: если что-то случится на одном конце галактики, понадобится сто тысяч лет, пока свет достигнет противоположного конца. Когда мы наблюдаем событие на другом конце галактики, это означает, что событие свершилось, когда человеческий род только-только начал формироваться. Что ж, теперь возьмите это расстояние и умножьте его на сорок тысяч.
Громадная группа квазаров в поперечнике составляет 4 миллиарда световых лет. Кластер из семидесяти четырех квазаров нарушает правила стандартной астрофизики, поскольку максимальный размер любой космической структуры может быть только 1,2 миллиарда световых лет в поперечнике.
Ученые не имеют совершенно никакого представления о том, как образовалась эта гигантская структура, поскольку раньше они знали кластеры лишь в сто миллионов световых лет в поперечнике. Гигантской структуре абсолютно наплевать на физические законы, которые говорят, что если смотреть издалека, Вселенная выглядит относительно однородной.
А в ноябре 2013 года была открыта еще более суровая структура Вселенной —Великая стена Геркулес – Северная корона. Ее размер — более 10 миллиардов световых лет.
Могут ли странные квантовые объекты объяснить наше существование?
Каждый из нас хочет знать кто мы, откуда и куда движемся. Ответы на эти вопросы предлагают самые разные люди, от философов до священников и физиков-теоретиков, но именно последние обладают наибольшими знаниями о Вселенной. До начала ХХ века, однако, никто и предположить не мог, что элементарных частиц окажется так много, что из них можно составить целый «зоопарк». Лишь в 1925 году на смену старой квантовой теории пришла квантовая механика, которая основывается на волновых уравнениях и принципе неопределенности, а ее положения значительно отличаются от положений механики классической. Всего за несколько десятилетий было обнаружено множество элементарных частиц, а их взаимодействие друг с другом легло в основу Стандартной модели. Запуск Большого адронного коллайдера (БАК) и последующее обнаружение «частицы Бога» – по-научному Бозон Хиггса – стало лишь началом в понимании нашего сложного мира. Каждый год ученые открывают новые частицы, параллельно пытаясь ответить на вопрос о том, почему мы существуем.
Q-balls – странные квантовые объекты, способные вызывать гравитационные волны
Частица за частицей
Одной из последних обнаруженных физиками частиц является тетракварк (подробнее про их открытие я рассказывала вот здесь). Если совсем кратко, то тетракварки представляют собой частицу экзотической материи, которая содержит два тяжелых кварка и два легких антикварка. Кварки, как, вероятно, помнит читатель, являются фундаментальными строительными блоками Вселенной, из которых состоит вся материя.
Кварки также являются частицами, из которых могут состоять адроны — первая группа элементарных частиц. До недавнего времени считалось, что нейтроны состоят из трех кварков, но новая частица адрона состоит из четырех. Исследователи отмечают, что тетракварк – самая долгоживущая частица из всех известных.
Тетракварки были обнаружены в 2020 году
Еще одной новинкой в нашем зоопарке оказались энионы. Это не просто новые частицы, они настолько необычны, что физики отнесли их к третьему царству элементарных частиц.
Критерий деления элементарных частиц на два царства – это значение спина, квантового числа, которое характеризует собственный момент импульса частицы. Иными словами, если спин отдельно взятой частицы определяется целым числом – перед вами бозон, а если полуцелым – фермион.
Теперь же утверждение о том, что каждая последняя частица во Вселенной – от космических лучей до кварков – является либо фермионом, либо бозоном, кажется, придется пересмотреть. Вот что говорит об этом Фрэнк Вильчек, лауреат Нобелевской премии по физике из Массачусетского технологического института: «Раньше у нас были бозоны и фермионы, а теперь у нас есть это третье царство элементарных частиц».
В ходе научного исследования ученые доказали, что энионы принадлежат к отдельному классу элементарных частиц.
В ходе недавнего исследования физикам наконец удалось доказать, что энионы ведут себя как нечто среднее между поведением бозонов и фермионов. Более того, их поведение в точности соответствует теоретическим предсказаниям.
Причем здесь гравитационные волны?
Итак, освежив в памяти Стандартную модель, которая объясняет как взаимодействуют невидимые глазу частицы создавая реальность, идем дальше: если взаимодействие элементарных частиц создает наш мир, то может ли физика объяснить наше существование?
Очень похоже на то. По крайней мере астрофизики полагают, что в начале Вселенной существовал дисбаланс между материей и антивеществом. И чтобы понять, откуда он взялся, ученые обратились к гравитационным волнам.
Гравитационные волны – это изменения гравитационного поля, распространяющиеся подобно волнам. Если совсем просто, то они искажают пространство-время. Подробнее о том, что такое гравитационные волны и когда и как их открыли читайте в увлекательном материале моего коллеги Артема Сутягина.
Гравитационные волны могут разрешить кризис космологии
Команда физиков-теоретиков, возглавляемая Грэмом Уайтом из Института физики и математики Вселенной Кавли, сосредоточилась на явлении, под названием Q-ball. Как и во многих концепциях теоретической физики, Q-ball относительно трудно объяснить.
Между тем, одна из самых больших космологических загадок заключается в том, почему Вселенная состоит из гораздо большего количества материи, чем антивещества. Совсем недавно команда физиков-теоретиков поняла, где искать ответ – необходимо обнаружить гравитационные волны, создаваемые причудливыми квантовыми объектами под названием Q-ball.
Не будем также забывать, что у каждого вида обычной частицы материи есть партнер из антивещества с противоположными характеристиками. Так что когда материя взаимодействует с антивеществом, они уничтожают друг друга. Именно этот факт и делает наше существование загадкой, поскольку космологи почти уверены, что на заре Вселенной было равное количество вещества и антивещества.
Гравитационные волны, зафиксированные детектором LIGO, произошли из-за столкновения черных дыр
Но если все эти партнеры по материи и антивеществу должны были уничтожить друг друга, Вселенная бы осталась без материи вообще. Но материя, как мы знаем, существует, и исследователи начинают постепенно понимать в чем весь сыр-бор.
Одна из потенциальных причин может заключаться в Q-ball-ах – теоретических «комках», которые образовались сразу после Большого взрыва, до того, как Вселенная начала расширяться. Эти объекты должны содержать свою собственную асимметрию материи и антивещества. Это означает, что внутри каждого Q-ball-а существуют неравные доли материи и антивещества.
И если бы Q—ball-ы высвободили больше материи, чем антивещества, то стали бы причиной гравитационной ряби в пространстве-времени. Согласно результатам нового исследования, опубликованного в журнале Physical Review Letters, в таком случае обнаружить Q-ball-ы можно было бы с помощью гравитационных волн. Но как?
Распад Q-ball – ключ к созданию гравитационных волн
По сути, Q-ball-ы – это скопления заряженных полей, которые превратились в комки и слиплись. Однажды склеенные, они, как правило, служат долго, пережив фоновое излучение, возникшее в результате расширения Вселенной. Но вот в них потенциально интересно, так это то, что происходит, когда Q-ball распадаются.
Распад Q-ball происходит быстро и яростно. Причем настолько, что они образуют гравитационные волны! Более того, эти события распада относительно распространены, и у ученых должны быть средства для их обнаружения. Обсерватории гравитационных волн, такие как LIGO, уже обнаружили гравитационные волны от других источников, сравнимые по силе и частоте с волнами, вызванными распадающимися Q-ball-ами.
Вероятно, скоро мы узнаем о Вселенной много нового
Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира и высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram – так вы точно не пропустить ничего интересного!
Отметим, что до сих пор не было обнаружено гравитационных волн, приписываемых распадам Q-ball-ов. Тем не менее, доктор Уайт и его коллеги с оптимизмом смотрят в ближайшее будущее:
Почти наверняка мы скоро обнаружим сигнал с начала времен, подтверждающий эту теорию о том, почему мы и остальной мир материи вообще существуем. Это захватывающее утверждение, и оно должно интересовать любого, кто кровно заинтересован в том, почему материя вообще существует, – пишут авторы научной работы.
Разобраться как устроен наш мир непросто, но, кажется, реально
И напоследок хочется напомнить – видимо в ближайшие годы нас ожидает огромное количество открытий. Ранее в этому году мы рассказывали о «новой силе природы» – ученые из ЦЕРН действительно стоят на пороге открытия «новой физики».
Так что ждем с нетерпением дальнейших исследований и стараемся разобраться в невероятно сложной для человеческого понимания физике строительных блоков нас самих и нашей Вселенной.
Новости, статьи и анонсы публикаций
Свободное общение и обсуждение материалов
Совместив квантово-механические причуды света с техникой под названием фотонная силовая микроскопия, ученые смогут детально исследовать структуры внутри живы…
Что-то давненько я не рассказывал вам о новых часах Kisai. Как вы помните, дизайнеры этой японской компании создают не простые часы, а настоящие головоломки …
Британские ученые Дэвид Таулесс, Дункан Холдейн и Майкл Костерлиц получили в этом году Нобелевскую премию по физике «за теоретические открытия топологических…
ТОП-25: Необъяснимые и странные вещи, происходящие в космическом пространстве
В то время как человечество с древности наблюдает за звездами, только недавно мы добились невероятных успехов в изучении космического пространства. Используя математику, телескопы и спутники, мы продолжаем изучать Вселенную, окружающую нашу маленькую голубую планету. Тем не менее, остается гораздо больше того, что следует изучить, многого мы не знаем и не можем объяснить. Большая часть Вселенной полна таинственных явлений, выходящих за рамки нашего понимания. Любопытно совершить путешествие среди звезд и узнать, что озадачивает ученых? Вот 25 странных вещей, происходящих в космическом пространстве, которые нельзя объяснить.
Фото: Wikipedia Commons.com
Когда звезды взрываются, они превращаются в гигантские огненные шары, называемые сверхновыми. Но остается загадкой то, каким образом это происходит. В то время как астрономы использовали компьютерное моделирование, чтобы лучше понять механику процесса, то, что происходит внутри звезды в момент взрыва, все еще остается загадкой.
Фото: Wikipedia Commons.com
Есть много того, что мы знаем о черных дырах, например, что их масса огромна, и даже свет не может их избежать, и они, вероятно, продукт взорвавшейся звезды. Однако многие вопросы все еще запутывают ученых. Например, как черная дыра засасывает вращающиеся вокруг нее газ и пыль, хотя должна всегда удерживать их на орбите? Кроме того, хотя нам знакомы маленькие черные дыры, сформировавшиеся из взорвавшихся звезд, ученые все еще не уверены, как формируются сверхмассивные черные дыры.
Охотники за НЛО утверждали, что на черно-белой фотографии поверхности Луны они обнаружили объект, напоминающий по форме танк. Это мог бы быть танк, но, скорее всего, просто валун странной формы.
22. Горячие Юпитеры
21. Гигантская пустота
Фото: Wikipedia Commons.com
Ученые обнаружили место во Вселенной, которое они называют «Гигантской пустотой». Оказывается, она оправдывает свое название. Протяженностью в 1,8 миллиарда световых лет, это совершенно пустой участок пространства без каких-либо галактик. Он находится на расстоянии около 3 миллиардов световых лет от Земли. Ученые не уверены, чем пустота является на самом деле, и как она стала пустотой.
Фото: Wikipedia Commons.com
Темная материя остается одной из самых больших загадок в космическом пространстве. Впервые концептуализированная в 1977 году, она, как полагают, составляет 27 процентов Вселенной и по существу стоит за всем невидимым веществом в пространстве. Но есть много, чего мы еще не знаем о ней.
Фото: commons.wikimedia.org
18. Большое Красное пятно Юпитера
Фото: Wikipedia Commons.com
Фото: Wikipedia Commons.com
Если черные дыры взорвали вам мозг, то вам следует подготовиться к белым дырам. В то время как черные дыры всасывают все и не позволяют веществу вырваться наружу, белые дыры могут быть старыми черными дырами, которые извергают все, что когда-то удерживалось внутри. Но это всего лишь одна теория. Другая теория утверждает, что белые дыры могут быть порталом между измерениями.
16. Катаклизмические переменные
Фото: commons.wikimedia.org
15. Великий Аттрактор
Фото: commons.wikimedia.org
14. Наблюдение НЛО майором Гордоном Купером
Фото: Wikipedia Commons.com
Майор Гордон Купер (Gordon Cooper) был астронавтом корабля «Меркурий», которого отправили на орбиту Земли. Пока он был в космосе, Купер утверждал, что видел светящийся зеленый объект, приближающийся к его капсуле. Он дал знать об этом станции слежения в Манчея (Muchea), Австралия, и они отследили объект на радаре. Никто не может объяснить, что это было.
Фото: Wikipedia Commons.com
Благодаря зонду Кассини, мы узнали много нового о кольцах Сатурна. Но мы все еще многого не можем объяснить. Хотя мы знаем, что его кольца состоят из воды и льда, мы не знаем, как они образовались, или каков их возраст.
12.Гамма – всплеск
Фото: commons.wikimedia.org
В 1960-х годах во время холодной войны, американские спутники обнаружили всплески радиации, поступающей из космоса. Всплески были интенсивными, краткими и исходили из неизвестного источника. Теперь мы знаем, что это гамма-всплески. Они бывают короткими и длинными и иногда случаются из-за образования черной дыры. Тем не менее, они не перестают быть тайной. Почему всплески чаще появляются в нерегулярных галактиках, а не в спиральных или эллиптических, и почему их обычно мало, а не много?
11. Таинственная луна Сатурна
Названная Пегги, таинственная луна в одном из колец Сатурна продолжает сбивать с толку ученых. Ее заметили недавно, в 2013 году и, как полагают, луна образовалась в кольцах, но никто не уверен в этом на 100%. Когда Кассини рухнул на планету, исследователи получили больше данных о луне, способных помочь в раскрытии ее секретов.
Темная энергия – это гипотетический материал, который по утверждениям ученых, является частью постоянно расширяющейся Вселенной, но на самом деле никто не понимает, что это такое. Недавно некоторые астрономы вышли с утверждением о том, что темной энергии вообще не существует, и что Вселенная не ускоряется, как мы когда-то думали.
9. Барионная материя
Фото: Wikipedia Commons.com
Фото: commons.wikimedia.org
В 2012 году астрономы обнаружили довольно необычную галактику под названием LEDA 074886. Что в ней такого странного? Дело в том, что таких прямоугольных галактик никогда раньше не обнаруживали. Ученые думали, что эту форму можно объяснить с помощью эффекта гравитационной линзы, но это сочли неправдоподобным.
7. Повторная ионизация Вселенной
Фото: Wikipedia Commons.com
Фото: Wikipedia Commons.com
В 2015 году астрономы увидели, что со звездой KIC 8462852 происходит нечто странное. Ее яркость постоянно менялась, и многие предположили, что это может быть вызвано наличием инопланетной мегаструктуры. Но при ближайшем рассмотрении ученые пришли к выводу, что, возможно, облако пыли, вращающееся вокруг звезды, блокирует свет каждые 700 дней или около того. Необходимы дополнительные исследования.
Фото: Wikipedia Commons.com
Скопления галактик около созвездий Центавр и Гидра движутся со скоростью миллион километров в час в определенном направлении. Это называют темным потоком. Однако темный поток – вопрос спорный, потому что он технически не должен существовать, и ученые не могут объяснить, почему он там есть. Его существование также указывает на нечто вне нашей Вселенной, что притягивает эти скопления галактик.
Фото: Wikipedia Commons.com
В 1977 году астроном Джерри Эхман (Jerry Ehman) обнаружил радиосигнал из космоса. Он захватил 72-секундный всплеск радиоволн. Обведя их на листе бумаги, рядом он написал «Вау!», так сигнал получил свое название. На протяжении десятилетий никто не знал, откуда он пришел, но многие считали, что это были инопланетяне. Тем не менее, недавняя теория предполагает, что радиоволны были выпущены парой комет.
Фото: commons.wikimedia.org
Фото: Wikipedia Commons.com
1. Звезда Зомби
Фото: Wikipedia Commons.com
Когда звезды взрываются, они обычно умирают и остаются мертвыми. Но недавно ученые обнаружили сверхновую, которая взорвалась, умерла, но затем снова взорвалась. Такие зомби-звезды, считают ученые, могут взорваться только частично, сохраняя при этом ядро нетронутым, и после этого взорваться несколько раз прежде, чем, наконец, умереть.