Вторник 13 мая 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
В Западной Сибири обнаружены радионуклиды с ядерных испытаний В Западной Сибири обнаружены радионуклиды с ядерных испытаний Учеными из лаборатории геохимии радиоактивных элементов и экогеохимии Института геологии и минералогии СО РАН в южных регионах Западной Сибири выявлены радиоактивные следы. Эксперты связывают их с ядерными испытаниями на Семипалатинском…
Теорию эволюции придётся пересмотреть из-за загадочной находки на Алтае Теорию эволюции придётся пересмотреть из-за загадочной находки на Алтае Ученые из Соединенных Штатов и Китайской Народной Республики в разное время в отдельных локациях обнаружили останки ранее неизвестного вида гоминидов. Как сообщает издание IflScience, глубокое изучение этих находок ставит под…
Новое исследование воронки Таам Джа: снова не добрались до дна Новое исследование воронки Таам Джа: снова не добрались до дна В бухте на полуострове Юкатан находится голубая дыра Таам Джа. Её название означает «глубокая вода» на языке майя. В 2001 году аномалию заметил мексиканский рыбак, когда окунь неожиданно исчез в…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
Спецпосланник президента США Уиткофф назвал главные темы переговоров по урегулированию на Украине Спецпосланник президента США Уиткофф назвал главные темы переговоров по урегулированию на Украине Отказ киевских властей от территорий, использование Запорожской атомной электростанции (ЗАЭС) и вопрос доступа Украины к Днепру и Черному морю остаются главными темами переговоров по урегулированию украинского конфликта. Об этом сообщил…
Еврокомиссар Йоргенсен: ЕК будет требовать отказа от российского газа и после мира на Украине Еврокомиссар Йоргенсен: ЕК будет требовать отказа от российского газа и после мира на Украине Еврокомиссия (ЕК) будет требовать от стран ЕС отказа от российских энергоресурсов и после завершения конфликта на Украине. Об этом заявил еврокомиссар по энергетике Дан Йоргенсен по прибытии на неформальную встречу…
Минобороны ПНЕ Ливии: военная операция в Триполи успешно завершилась Минобороны ПНЕ Ливии: военная операция в Триполи успешно завершилась Министерство обороны, подчиняющееся Правительству национального единства, объявило об "успешном завершении военной операции" в Триполи. Об этом сообщил ливийский телеканал Al Wasat. Согласно заявлению Минобороны заседающего в Триполи кабинета, ведомство дало…
Тема дня
Европа сильно побледнела в глазах России Европа сильно побледнела в глазах России

Европейские политики ведут себя так, как будто у России есть хоть какие-то основания их слушать. Евр...

Фото
Ледники тают слишком быстро, угрожая биоразнообразию и стабильности экосистем  Ледники тают слишком быстро, угрожая биоразнообразию и стабильности экосистем 

Отступление ледников планеты является одним из наиболее заметных и драматичных показателей далеко ид...

Опрос

Какова, по вашему мнению, вероятность заключения мирного соглашения по украинскому кризису в 2025 году?

 

Анекдот дня

И помни, Вселенная все видит. Живи так, чтобы было интересно смотреть.

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.

КАК ЗАРАБОТАТЬ НА ИИ ЕСЛИ ТЫ НЕ ПРОГРАММИСТ?
ПРОФЕССИИ, КОТОРЫЕ ВЫМРУТ ЧЕРЕЗ 5 ЛЕТ И ЧТО С ЭТИМ ДЕЛАТЬ?
Интересные материалы
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)".