Среда 08 апреля 2026 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
Жук, живший 230 миллионов лет назад, обладал уникальными особенностями Жук, живший 230 миллионов лет назад, обладал уникальными особенностями Ученые обнаружили в северном Китае жука возрастом 230 миллионов лет, строение тела которого не соответствует известным триасовым родственникам. Результаты исследования опубликованы в журнале Palaeontologia Electronica. Это несоответствие открывает неожиданную ветвь…
Древнее поселение майя обнаружено под водой на дне озера в Гватемале Древнее поселение майя обнаружено под водой на дне озера в Гватемале Исследователи подтвердили, что под озером Атитлан, вулканическим озером в высокогорье Гватемалы, находится крупное поселение майя, сохранившее под водой площади, дома и памятники. Результаты исследования опубликованы в Journal of Maritime Archaeology.…
В Китае обнаружили древнюю, ранее неизвестную человеческую родословную В Китае обнаружили древнюю, ранее неизвестную человеческую родословную Международная группа ученых проанализировала ДНК трех человек, живших от 11 000 до 9 000 лет назад на археологическом участке Дунхулинь, расположенном на территории современного западного Пекина. Результаты, опубликованные в журнале…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 45 украинских БПЛА МО: за ночь над регионами России сбили 45 украинских БПЛА Силы ПВО за ночь сбили 45 украинских БПЛА над регионами РФ, из них 19 - над Ленинградской областью. Об этом сообщили в Минобороны России. "В течение прошедшей ночи дежурными средствами…
Семилетний мальчик и его родители погибли при атаке дронов во Владимирской области Семилетний мальчик и его родители погибли при атаке дронов во Владимирской области Украинский беспилотник попал в жилой дом в Александровском районе Владимирской области, погибли двое взрослых и ребенок. Об этом сообщил в Max губернатор региона Александр Авдеев. "Вражескими беспилотниками атакована гражданская инфраструктура…
Гладков: в Белгородской области от удара ВСУ погиб человек Гладков: в Белгородской области от удара ВСУ погиб человек Вооруженные силы Украины атаковали во вторник Грайворонский округ Белгородской области, погиб мирный житель. Об этом сообщил губернатор региона Вячеслав Гладков в своем Telegram-канале. "Сегодня большой праздник православный - Благовещение. Очень…
Тема дня
В Швейцарии решили повернуться к России из-за Ирана В Швейцарии решили повернуться к России из-за Ирана

Война в Иране продолжает отменять антироссийские санкции. Первыми так поступили США в отношении эксп...

Фото
Один из самых мощных вулканов на Земле спокойно пополняется магмой Один из самых мощных вулканов на Земле спокойно пополняется магмой

Примерно 7300 лет назад вулкан у берегов японского острова Кюсю произвел то, что до сих пор остается...

Опрос

Через месяц после начала войны в Иране на чьей стороне преимущество?

 

Анекдот дня

Март - блины, апрель - куличи, май - шашлыки... и куда, скажите, мне втиснуть эту вашу диету?!

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)".