2k
6 лет назад · 3 фото · 2716 просмотров · 15 комментариев
Переосмыслить форму Вселенной: Может ли она быть изогнутой, а не плоской? (3 фото)
Возможные формы вселенной: верхняя изогнута и замкнута, как это предлагается в новом исследовании.
Независимо от того, насколько элегантна любая теория, последнее слово всегда будет за экспериментальными данными. Наблюдения за ретроградным движением планет были фундаментальными для революции Коперника, в которой Солнце заменило Землю в центре Солнечной системы. И необычная орбита Меркурия предоставила эффектное подтверждение общей теории относительности (ОТО). На самом деле, все наше понимание вселенной построено на наблюдаемых неожиданных аномалиях.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, пришло к выводу, который, если он будет подтвержден, может вызвать кризис в космологии. Исследование доказывает, что с вероятностью, превышающей 99%, форма вселенной на самом деле может быть изогнутой, а не плоской, как считалось ранее. В искривленной вселенной, независимо от того, в каком направлении вы путешествуете, вы окажетесь в начальной точке - как на сфере. Хотя вселенная имеет четыре измерения, включая время.
Результат был основан на недавних измерениях космического микроволнового фона, света, оставшегося от Большого взрыва, собранного спутником Планка (Planck Satellite). Согласно теории относительности Альберта Эйнштейна, масса искажает пространство и время вокруг нее. В результате лучи света совершают видимый поворот вокруг массивного объекта, а не движутся по прямой линии - эффект, известный как гравитационное линзирование.
В данных от спутника Планка таких линз гораздо больше, чем должно быть, что означает, что во Вселенной может быть больше темной материи - невидимой и неизвестной субстанции - чем мы думаем. В исследовании ученые показали, что замкнутая вселенная может дать физическое объяснение этому эффекту, потому что она может содержать намного больше темной материи, чем плоская вселенная. Такая вселенная прекрасно совместима с общей теорией относительности.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, пришло к выводу, который, если он будет подтвержден, может вызвать кризис в космологии. Исследование доказывает, что с вероятностью, превышающей 99%, форма вселенной на самом деле может быть изогнутой, а не плоской, как считалось ранее. В искривленной вселенной, независимо от того, в каком направлении вы путешествуете, вы окажетесь в начальной точке - как на сфере. Хотя вселенная имеет четыре измерения, включая время.
Результат был основан на недавних измерениях космического микроволнового фона, света, оставшегося от Большого взрыва, собранного спутником Планка (Planck Satellite). Согласно теории относительности Альберта Эйнштейна, масса искажает пространство и время вокруг нее. В результате лучи света совершают видимый поворот вокруг массивного объекта, а не движутся по прямой линии - эффект, известный как гравитационное линзирование.
В данных от спутника Планка таких линз гораздо больше, чем должно быть, что означает, что во Вселенной может быть больше темной материи - невидимой и неизвестной субстанции - чем мы думаем. В исследовании ученые показали, что замкнутая вселенная может дать физическое объяснение этому эффекту, потому что она может содержать намного больше темной материи, чем плоская вселенная. Такая вселенная прекрасно совместима с общей теорией относительности.
Космическая СВЧ Фоновые колебания температуры по данным семилетнего наблюдения WMAP за небом.
Не всем космологам комфортно в замкнутой вселенной - предыдущие исследования предполагали, что космос действительно плоский. И если сферическая вселенная является решением аномалии линзирования, то нам придется иметь дело с несколькими серьезными последствиями. Прежде всего, мы должны пересмотреть фундаментальный краеугольный камень космологии - теорию космологической инфляции. Инфляция описывает первые моменты после Большого взрыва, предсказывая период экспоненциального расширения для изначальной вселенной.
Эта теория разрабатывалась в последние 40 лет, чтобы объяснить, почему отдаленные части вселенной выглядят одинаково и имеют одинаковую температуру, находясь при этом слишком далеко друг от друга. Инфляция решает проблему, потому что она означает, что обширные области вселенной когда-то были бы связаны. Но также считается, что период быстрого расширения, который отбросил эти области друг от друга, также с изысканной точностью привел Вселенную в состояние плоскости.
Если вселенная замкнута, то у привычной инфляции проблемы, и мы теряем наше стандартное объяснение того, почему вселенная имеет ту структуру, которую она имеет.
Как только мы предполагаем, что вселенная искривлена, то данные спутника Планка по существу перестают согласовываться со всеми другими наборами данных. Все это сводится к настоящему кризису для космологии. По этим причинам космологи осторожны - и многие из них предпочитают приписывать полученные результаты статистической случайности, которая разрешится, когда будут доступны новые данные из будущих экспериментов.
Эта теория разрабатывалась в последние 40 лет, чтобы объяснить, почему отдаленные части вселенной выглядят одинаково и имеют одинаковую температуру, находясь при этом слишком далеко друг от друга. Инфляция решает проблему, потому что она означает, что обширные области вселенной когда-то были бы связаны. Но также считается, что период быстрого расширения, который отбросил эти области друг от друга, также с изысканной точностью привел Вселенную в состояние плоскости.
Если вселенная замкнута, то у привычной инфляции проблемы, и мы теряем наше стандартное объяснение того, почему вселенная имеет ту структуру, которую она имеет.
Как только мы предполагаем, что вселенная искривлена, то данные спутника Планка по существу перестают согласовываться со всеми другими наборами данных. Все это сводится к настоящему кризису для космологии. По этим причинам космологи осторожны - и многие из них предпочитают приписывать полученные результаты статистической случайности, которая разрешится, когда будут доступны новые данные из будущих экспериментов.
Возможна ли ошибка?
Возможна. Но все же есть одна главная причина, почему эту аномалию не следует просто отбрасывать. В физике элементарных частиц открытие должно достигать точности не менее пяти «сигм», которые должны быть приняты сообществом. Исследователи, сделавшие данное открытие, признают, что они добились точности выше трех сигм, что явно ниже уровня принятия. Но в то время как стандартная модель физики элементарных частиц основана на известной и проверенной физике, стандартная космологическая модель основана на неизвестной физике.
В настоящее время физические доказательства трех столпов космологии - темной материи, темной энергии (которая заставляет вселенную расширяться с ускоренной скоростью) и инфляции - получены исключительно из космологии. Их существование может объяснить многие астрофизические наблюдения.
Но они не присутствуют ни в стандартной модели физики элементарных частиц, которая управляет вселенной в наименьших масштабах, ни в теории общей теории относительности, которая действует в больших масштабах. Вместо этого эти вещества относятся к области неизвестной физики. Никто никогда не видел ни темной материи, темной энергии или инфляции - ни в лаборатории, ни где-либо еще.
Таким образом, хотя аномалия в физике элементарных частиц может рассматриваться как намек на то, что нам может понадобиться изобрести совершенно новую физику, аномалия в космологии должна рассматриваться, как единственный способ пролить свет на совершенно неизвестную физику.
Поэтому наиболее интересным результатом этого исследования является не то, что Вселенная окажется изогнутой, а не плоской, а тот факт, что она может заставить нас переставить кусочки космической головоломки совершенно другим способом.
Возможна. Но все же есть одна главная причина, почему эту аномалию не следует просто отбрасывать. В физике элементарных частиц открытие должно достигать точности не менее пяти «сигм», которые должны быть приняты сообществом. Исследователи, сделавшие данное открытие, признают, что они добились точности выше трех сигм, что явно ниже уровня принятия. Но в то время как стандартная модель физики элементарных частиц основана на известной и проверенной физике, стандартная космологическая модель основана на неизвестной физике.
В настоящее время физические доказательства трех столпов космологии - темной материи, темной энергии (которая заставляет вселенную расширяться с ускоренной скоростью) и инфляции - получены исключительно из космологии. Их существование может объяснить многие астрофизические наблюдения.
Но они не присутствуют ни в стандартной модели физики элементарных частиц, которая управляет вселенной в наименьших масштабах, ни в теории общей теории относительности, которая действует в больших масштабах. Вместо этого эти вещества относятся к области неизвестной физики. Никто никогда не видел ни темной материи, темной энергии или инфляции - ни в лаборатории, ни где-либо еще.
Таким образом, хотя аномалия в физике элементарных частиц может рассматриваться как намек на то, что нам может понадобиться изобрести совершенно новую физику, аномалия в космологии должна рассматриваться, как единственный способ пролить свет на совершенно неизвестную физику.
Поэтому наиболее интересным результатом этого исследования является не то, что Вселенная окажется изогнутой, а не плоской, а тот факт, что она может заставить нас переставить кусочки космической головоломки совершенно другим способом.
Метки: #Астрофизика #Вселенная #квантовая механика #космос #наука #открытие #физика
Ерунда, результат анализа данных Planck сильно зависит от допущений относительно странных вещей, типа темной материи и темной энергии.
Чуть натянешь сову на глобус - получишь замкнутую Вселенную, чуть натянешь в другую сторону - опять плоскую.
Может быть я чего-то не понял в этом бреде, но:
1)если земля сферической формы, планеты и звёзды, то почему вселенная должна быть плоская?
2)Что, все галактики и звёзды в одной плоскости находятся?
3)Если вселенная образовалась во время взрыва, то продукты взрыва расширяются пузырём по форме близким к сфере.
4)если вселенная имеет какие-то границы, то это скорее всего сфера.
Расстояния, которые человечество в состоянии исследовать, слишком малы, чтобы обнаружить любую возможную кривизну во Вселенной! Мы не можем заглянуть за горизонт. Именно по этому наши предки считали и Землю плоской.
И ещё один момент. Не знаю, может и приходило кому в голову...
А где доказательства, что в глобальной вселенной произошёл один взрыв? В нашей окрестности произошёл взрыв, мы вместе с материей разлетаемся себе переходя непрерывно из одного состояния в другое. А где-нибудь очень далеко от нас ещё бахнуло и т.д. Просто мы может меньше чем элементарные частицы по сравнению со Вселенной и существование наше длится меньше чем мгновение...
Ваши представления о "Большом Взрыве", как о взрыво-образном образовании материи в некой точке пространства устарели лет так на 30-40...
В современной космологии есть представления о одномоментном рождении материи и пространства. То есть ни какого "шара" материи, раздувающегося в пространстве, а раздувающееся пространство + материя. Здесь конечно много непонятного. Хотя бы то, что при этом расширении материя - постоянна, а вот пространство как бы возникает из ниоткуда...
Наука изучает то, что наблюдает и что имеет закономерность. Максимум, что может наблюдать наука на сегодняшний день - это реликтовое излучение, которое является самым удаленным, скажем так - "объектом" наблюдения.
Говоря о "плоской" Вселенной, имеется в виду топология Вселенной. То есть о свойствах пространства Вселенной. В "плоской" Вселенной движение по инерции будет происходить как по плоскости. То есть два объекта брошенных параллельно друг другу и с одинаковой скоростью так и будут вечно двигаться без изменений. В искривленной, между ними будет меняться расстояние, которое будет выглядеть, как некая взаимная сила. В зависимости от искривления может возникать сила притяжения либо отталкивания.
Сложно же будет это пояснить...
1). круг или плоскость - двумерны. сфера или "пространство" - трёхмерны. для описания гравитации мы используем визуализацию "воронки" чтобы было понтяно как это работает. Но гравитация она действует не по плоскости. По факту воронка - это проекция силы гравитации. по тому же принципу вселенную отображают в плоскости. потому что с плоскостью понятнее. скажем поверхность земли когда-то считали плоскостью. но если плыть на восток - окажешься на западе... т.е. добавилось измерение и оказалось, что плоскость завёрнута в форму шара. вот так же по вселенной: для простоты понимания разговор идёт о плоской трёхмерности. но по факту говорим о 4м пространственном измерении.
2). не в одной. но в одном пространстве. формально говоря они находятся в ЭТОМ пространстве (3х мерном), а разговор идёт про более высокий уровень вселенной. ну типа для муравья ствол дерева будет плоскостью, а для нас - цилиндром (+1 измерение). Для нас наблюдаемая лично поверхность земли - плоскость - а по факту она сегмент сфера (так же +1 измерение). Так вот и наблюдаемая нами вселенная как бы пространство, но если попробовать отдалиться и увидеть всё - то может оказаться некая другая форма выраженная в дополнительном измерении.
3). а это верно. но не взрыв - а инфляция. но форма должна быть похожа. в наших 3х измерениях. но речь идёт о шлобальной форме, а не той проекции, что мы видим.
4). если буквально - то да. но если вдруг мы полетим от центра нашей галактики и будем так лететь быстро и долго - и прилетим с обратной стороны (т.е. как облететь вокруг земли, но не в масштабе плоскости, а в масштабе пространства) - то вселенная имеет типовую форму шара, но шара не 3х мерного. тогда почему вселенная не может иметь форму бублика (ведь все те же каноны будут для него справедливы).
Короче речь идёт не о форме всмеленной в 3х мерном пространстве, а о её сути в многомерном пространстве. очень надеюсь, что это понятно))
Трабл в том, что "большой взрыв" это буквально не взрыв. А очень резкое расширение пространства (не материи, а пространства). А в рамках пространства расширилось и то, что было в нём. возьми резинку, нарисуй маркером на неё 2 точки на расстоянии 3-4мм. растяни резинку. в итоге растянется и поверхность, и расстояние между точками и сами точки. Вот это максимально понятный пример того, что такое инфляция.
А ежели к Теории Большого Взрыва присобачить теорию Мультиверсума, т.е. что во время этого Взрыва образовалась не одна, а пакет взаимосвязанных Вселенных, то у космологов вообще башню заклинит.
Маааааленький вопрос... Это фирменная Фишка???
Вам повторить картинку?
изучать дальний космос, не изучив, но при этом засрав свою планету... а оно нам надо? изогнутая она, плоская ли, да какая разница! Ровно до тех пор, пока человечество, ну или хотя бы процентов 30 от него, не переосмыслит смысл своего существования с "хлеба и зрелищ" на "знания и развитие", и перестанут мусорить себе же на голову, все эти знания ценны лишь для их открывателей, т.е. вообще для единиц, для чуть большей, но не менее жалкой кучки это очень интересно, но тоже, просто зрелище... к величайшему сожалению.
Ну почему же... Научный прогресс привел к веку пара и двигателей внутреннего сгорания. Что конечно не в лучшую сторону изменило экологию. Затем Эйнштейн додумался до "энергия равна массе на скорость света в квадрате"... и у нас возникла возможность уничтожить все живое на Земле несколько тысяч раз... Ученые работают. Желание познать Вселенную может дорого обойтись. Кто его знает (шутка), может наша Вселенная возникла в результате губительного эксперимента иновселенских ученых, пытавшихся разгадать рождение своей Вселенной...