Пятница 19 апреля 2024 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
Главное за сутки
В Ставропольском крае упал российский самолет Ту-22М3 В Ставропольском крае упал российский самолет Ту-22М3 Один из членов экипажа самолета Ту-22М3, упавшего Ставропольском крае, погиб, сообщил губернатор Владимир Владимиров в Telegram-канале. "Получены уточненные данные по происшествию с российским военным самолетом в Красногвардейском округе. К глубокому…
Израиль нанес удар по объекту в Иране Израиль нанес удар по объекту в Иране Утром 19 апреля появились сообщения о том, что Израиль атаковал объект на территории Ирана. Агентство Fars сообщило о взрывах в провинции Исфахан в центральной части республики. ТАСС собрал основную информацию…
Над территорией России ночью сбили три ракеты ATACMS и 25 снарядов Vampire Над территорией России ночью сбили три ракеты ATACMS и 25 снарядов Vampire Вооруженные силы ночью сбили три ракеты ATACMS и 25 снарядов РСЗО Vampire над российскими регионами, сообщили в пресс-службе Минобороны. "В течение прошедшей ночи пресечены попытки киевского режима совершить террористические атаки…
Интернет и СМИ
Читайте также
Ученые доказали, что мысль имеет материальную природу Ученые доказали, что мысль имеет материальную природу Уже не раз в ходе разных экспериментов специалисты убедительно демонстрировали, что мысли имеют материальную природу. Они воздействуют на окружающий мир и способны менять его. Силу мысли можно использовать для лечения…
Самый южный действующий вулкан на Земле выбросил золотую пыль Самый южный действующий вулкан на Земле выбросил золотую пыль Антарктида в последние годы все чаще привлекает взоры ученых. Там наблюдают разные геологические и даже космические явления, важные для научного познания планеты и Вселенной. На континенте идет и бурная вулканическая…
Использование аспирина может помочь увеличить урожай на грядках Использование аспирина может помочь увеличить урожай на грядках Для опытных огородников это давно не секрет, они успешно применяют недорогие таблетки для замачивания семян и полива огорода. Но это народный опыт. Теперь эффективность такого ноу-хау подтвердили и ученые. Как…
Тема дня
Польша планирует воевать с Россией бесполезными истребителями Польша планирует воевать с Россией бесполезными истребителями

Срочно закупленные Польшей из-за страха перед «нападением России» истребители оказались дорогостоящи...

Фото
Ученые оценили влияния времени ужина на риск инсульта Ученые оценили влияния времени ужина на риск инсульта

Международная группа ученых провела новое исследование, продемонстрировавшее, что время ужина способ...

Опрос

Введет ли Франция и/или другая европейская страна официально свои войска на территорию Украины?

Да, в самое ближайшее время - 44.3%
Да, но не раньше, чем через полгода - 12.2%
Нет, ни при каком развитии событий - 20.8%
Нет, потому что вводить будет некуда - 20.6%

Всего голосов:: 476

 

Анекдот дня

С годами фото в паспорте все лучше и лучше.

Еще »
Комментарии для сайта Cackle
Мы на одноклассниках
 

 

МЫ ВКОНТАКТЕ

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-83392 от 07.06.2022, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

информационных технологий и массовых коммуникаций. 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)".