Пятница 29 августа 2025 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Физики раскрыли роль диффузии в ранней Вселенной


Физики раскрыли роль диффузии в ранней Вселенной

Понедельник, 19 Сентября 2016 16:21

Ученые из Института космических исследований (ИКИ 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. 

 

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. Работа опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию Planet Today.

 

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 диффузия частиц в газе в процессе образования галактик на ранних этапах развития Вселенной. Исследователи 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.

 
 

 
Волкова Алена Опубликовано в Наука   Теги Физики
Читайте также
На Урале и Дальнем Востоке изучают туннели неизвестной цивилизации На Урале и Дальнем Востоке изучают туннели неизвестной цивилизации Время от времени в разных уголках планеты, в том числе, и на территории России, находят таинственные объекты. Так, в начале 90-х при строительных работах по созданию тоннеля под Татарским проливом…
На дне древнего моря найдена окаменевшая жемчужина возрастом 100 млн лет На дне древнего моря найдена окаменевшая жемчужина возрастом 100 млн лет Более 100 миллионов лет назад, задолго до вымирания наземных динозавров, жила группа огромных моллюсков под названием иноцерамусы. По словам экспертов, некоторые виды имели раковины шириной до 2 метров, что делает…
Живший 70 млн лет назад родственник крокодила мог разрывать динозавров на части Живший 70 млн лет назад родственник крокодила мог разрывать динозавров на части Древний родственник крокодила, живший около 70 миллионов лет назад, вероятно, был настолько грозным хищником, что мог поедать динозавров среднего размера. «Его крупные зубы имели зазубренные края, как у ножей для…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь силы ПВО сбили 102 украинских беспилотника над регионами России МО: за ночь силы ПВО сбили 102 украинских беспилотника над регионами России Силы ПВО уничтожили и перехватили за ночь 102 украинских беспилотника над регионами России, сообщили в Минобороны РФ. Фрагменты БПЛА упали на крышу дома в селе в Ростовской области, из-за угрозы…
Жительница Рязани получила пять лет колонии за работу на украинскую разведку Жительница Рязани получила пять лет колонии за работу на украинскую разведку Рязанский областной суд приговорил к пяти годам лишения свободы жительницу Рязани за сотрудничество с военной разведкой Украины. Об этом сообщили в Центре общественных связей (ЦОС) ФСБ России. "Рязанским областным судом…
Что изменится в жизни россиян с 1 сентября 2025 года: экономическая сфера Что изменится в жизни россиян с 1 сентября 2025 года: экономическая сфера "Период охлаждения" для потребительских кредитов, обратный билет для опоздавших на самолет, новые критерии для изъятия бесхозных земель и другие важные нововведения. Вступает в силу механизм "периода охлаждения" для потребительских кредитов.…
Тема дня
Грузия пригрозила Западу правдой об открытии «второго фронта» Грузия пригрозила Западу правдой об открытии «второго фронта»

Генсек правящей партии «Грузинская мечта», мэр Тбилиси и главный кандидат на этот же пост на осенних...

Фото
Science Alert: Лечение COVID-19 убило больше людей, чем сам вирус Science Alert: Лечение COVID-19 убило больше людей, чем сам вирус

Специалисты американского Северо-Западного университета в ходе нового исследования выяснили, что осн...

Опрос

Чем закончатся 10 дней, которые дал Трамп для достижения перемирия в украинском конфликте?

 

Анекдот дня

Если тебе когда-нибудь придет в голову мысль, что в твоем возрасте не подобает чего-либо делать, просто напомни себе, что ты никогда уже не будешь таким молодым, как сегодня.

Еще »

Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.

Интересные материалы
МЫ ВКОНТАКТЕ

Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций

(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном

цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с

точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии

предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей

сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".