Вторник 11 ноября 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
Стало понятно, как гены обеспечивают клеткам «вечную жизнь» Стало понятно, как гены обеспечивают клеткам «вечную жизнь» Клетки наделены способностью практически бесконечного самообновления, который обеспечивают гены. Данная наследственная информация при наличии ресурсов и защиты поддерживает жизнедеятельность клеток. Детально о феномене рассказал ресурс ruposters.ru. Фундаментальная наука и философия…
Nature: Поведение темной материи удалось объяснить без привлечения «пятой силы» Nature: Поведение темной материи удалось объяснить без привлечения «пятой силы» Команда специалистов из Женевского университета провела исследование, позволившее выяснить: темная материя на наблюдаемых масштабах подчинена тем же законам гравитации, что и традиционное вещество. Результатами работы авторы поделились в журнале Nature…
Названы необычные органы чувств, которых нет у человека, но есть у животных Названы необычные органы чувств, которых нет у человека, но есть у животных Природа богата на разнообразие. Есть немало представителей животного мира, обладающих органами чувств, которых нет у человека. У людей их пять: зрение, слух, обоняние, осязание и вкус. А некоторые наши соседи…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России и Черным морем сбили 71 украинский БПЛА МО: за ночь над регионами России и Черным морем сбили 71 украинский БПЛА Силы ПВО за ночь сбили 71 украинский беспилотный летательный аппарат над регионами России и Черным морем, сообщили в Минобороны РФ. "В течение прошедшей ночи дежурными средствами ПВО уничтожен и перехвачен…
ФСБ: москвича задержали за сбор данных о российских военных для Украины ФСБ: москвича задержали за сбор данных о российских военных для Украины Сотрудники ФСБ задержали по подозрению в госизмене 45-летнего жителя Москвы, собиравшего для украинской стороны данные о местах жительства и автомобилях российских военных. Задержанный собирался воевать в составе украинского вооруженного формирования,…
WSJ: Германия выдала ордер на арест украинских военных по делу о «Северных потоках» WSJ: Германия выдала ордер на арест украинских военных по делу о «Северных потоках» Германия в ходе расследования причастности к взрывам на "Северных потоках" выдала ордер на арест трех представителей украинских спецслужб и четырех водолазов, пишет газета Wall Street Journal со ссылкой на осведомленные…
Тема дня
Главная битва Грузии с Евросоюзом все еще впереди Главная битва Грузии с Евросоюзом все еще впереди

Грузия начинает новый этап своей жизни - с другим курсом и иной внутриполитической системой. Ради эт...

Фото
Средневековый монах с помощью света и цвета понял, из чего состоят звезды  Средневековый монах с помощью света и цвета понял, из чего состоят звезды 

В 1240-х годах Ричард Фишакр, доминиканский монах Оксфордского университета, использовал свои знания...

Опрос

Как вы оцениваете заявления США о возможной передаче Украине ракет Tomahawk?

 

Анекдот дня

Севастополь - самый европейский из всех европейских городов. Именно здесь находятся английское, немецкое, французское, турецкое и даже итальянское кладбища, на которых покоятся те, кто когда-то усомнился в том, что Крым наш.

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)".