Воскресенье 01 сентября 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
МО: над регионами России за ночь сбили четыре украинских БПЛА МО: над регионами России за ночь сбили четыре украинских БПЛА Средства ПВО за ночь уничтожили четыре украинских БПЛА над Белгородской, Курской и Орловской областями, сообщили в Минобороны России. "В течение прошедшей ночи пресечены попытки киевского режима совершить террористические атаки с…
Что известно о последствиях вечернего обстрела Белгорода и Белгородского района Что известно о последствиях вечернего обстрела Белгорода и Белгородского района Пять человек погибли из-за обстрела Белгорода и Белгородского района вечером в пятницу со стороны Украины. Количество пострадавших достигло 46. ТАСС собрал основное о происшествии. Обстоятельства обстрела Вооруженные силы Украины (ВСУ)…
Росавиация: на Камчатке пропал вертолет Ми-8 Росавиация: на Камчатке пропал вертолет Ми-8 Вертолет с 22 людьми на борту пропал в субботу на Камчатке в районе вулкана Вачкажец. На поиски направлен другой борт авиакомпании. ТАСС собрал основную информацию о ситуации. Обстоятельства пропажи Ми-8Т…
Интернет и СМИ
Читайте также
Перечислены продукты, что способствуют повышению тестостерона и мужской силы Перечислены продукты, что способствуют повышению тестостерона и мужской силы Исследователями из университета Монктона в ходе очередного исследования составлен список продуктов, которые способны влиять на мужскую потенцию. Канадские специалисты рассказали о своих выводах в журнале Nutrients.* Мужская сила во многом…
Ученые считают, что смерть человека ведет к новому этапу существования Ученые считают, что смерть человека ведет к новому этапу существования В жизни человека остается немало тайн и серьезных вопросов. Одним из главных до сих пор является существо смерти. Если ранее наука и религия кардинально расходились в представлениях о ней, то…
Ученые назвали признак, что поможет распознать психопата Ученые назвали признак, что поможет распознать психопата Исследование, проведенное американскими учеными, привело к интересному открытию. Эксперты утверждают, что можно распознать мужчину или женщину с психическим расстройством по одному четкому признаку. Как сообщает сайт Sciencedirect, американские исследователи выявили…
Тема дня
Ошибка МИД Украины еще больше усугубила ненависть поляков к соседям Ошибка МИД Украины еще больше усугубила ненависть поляков к соседям

Глава МИД Украины спровоцировал очередной скандал. Слова Дмитрия Кулебы об «украинских территориях» ...

Фото
The Conversation: выявлена связь между ростом человека и риском развития рака The Conversation: выявлена связь между ростом человека и риском развития рака

Австралийскими учеными из Университета Квинсленда проведено исследование, позволившее сделать вывод,...

Опрос

Начнется ли на Ближнем Востоке полномасштабная война?

Да, в самое ближайшее время - 32.7%
Да, но еще не скоро - 15.2%
Нет, обменяются ударами и разойдутся - 33.7%
Нет, все урегулируется дипломатическим путем - 8.9%

Всего голосов:: 303

 

Анекдот дня

Торможением ютуба не сломить человека, выросшего на диафильмах!

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)".