Пятница 24 мая 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
Путин подписал указ о компенсации России ущерба от изъятия активов Соединенными Штатами Путин подписал указ о компенсации России ущерба от изъятия активов Соединенными Штатами Президент России Владимир Путин поручил правительству установить специальный порядок компенсации ущерба, причиненного РФ и ее Центробанку решениями государственных или судебных органов США. Соответствующий указ опубликован на официальном портале правовой информации.…
Силы ПВО за ночь сбили 35 снарядов от РСЗО и 3 БПЛА над Белгородской областью Силы ПВО за ночь сбили 35 снарядов от РСЗО и 3 БПЛА над Белгородской областью Средства противовоздушной обороны (ПВО) за ночь сбили 35 снарядов реактивных систем залпового огня (РСЗО) и 3 БПЛА над Белгородской областью. Об этом сообщили в Минобороны России. "В течение прошедшей ночи…
Норвегия с 29 мая запретит въезд для российских туристов  Норвегия с 29 мая запретит въезд для российских туристов  Норвегия с 29 мая будет отказывать во въезде россиянам, прибывающим в страну в целях туризма. Об этом говорится в заявлении, опубликованном на сайте норвежского правительства. "Правительство Норвегии вводит дополнительные ограничения…
Интернет и СМИ
Читайте также
PNAS Nexus: микрофлора кишечника влияет на рациональное поведение людей PNAS Nexus: микрофлора кишечника влияет на рациональное поведение людей Французскими специалистами из Парижского института мозга и Боннского университета проведено исследование, показавшее, что состояние микробиоты кишечника (сообщества микроорганизмов) способны влиять на чувствительность к справедливости и другие стороны взаимоотношений людей. Как…
Теплые океанские приливы разъедают «ледник Судного дня» в Антарктиде  Теплые океанские приливы разъедают «ледник Судного дня» в Антарктиде  Океанские приливы прорываются под толстый слой антарктического льда, получивший название «ледник Судного дня» из-за угрозы глобальному уровню моря, и тают его снизу. Ежедневные вторжения морской воды, обнаруживаемые спутниками, означают, что…
Разработан препарат, откладывающий развитие болезней Паркинсона и Альцгеймера Разработан препарат, откладывающий развитие болезней Паркинсона и Альцгеймера Медики из USC Keck School of Medicine (США) разработали методику профилактики, способную отложить возрастные нейродегенеративные заболевания (болезни Альцгеймера и Паркинсона, гидроцефалию и др.). Результаты их исследования опубликованы на портале Nature…
Тема дня
Эстонские власти воюют с мертвыми солдатами Красной армии Эстонские власти воюют с мертвыми солдатами Красной армии

Десятки захоронений советских солдат прямо сейчас вскрывают эстонские власти на Военном кладбище Тал...

Фото
Миграция в Америку потенциально произошла на 7000 лет раньше, чем считалось Миграция в Америку потенциально произошла на 7000 лет раньше, чем считалось

Одна из самых горячо обсуждаемых тем археологии — прибытие людей в Америку — получила дополнительный...

Опрос

Продолжат ли США оказывать Украине финансовую и военную помощь в будущем?

 

Анекдот дня

Проблема не в том, что люди массово уничтожают дерматинов и синтепонов ради их шкурок, а в том, что из их мяса стали делать колбасу и сосиски.

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)".