Космология через триллион лет: наука невозможного

      Комментарии к записи Космология через триллион лет: наука невозможного отключены

Космология через триллион лет: наука невозможного

В самом ближайшем будущем, приблизительно через 5 млрд лет, отечественный родимый Млечный Путь и его наибольшая соседка в местной группе галактик, туманность Андромеды, сольются в единую галактику Милкомеду (Milky Way + Andromeda). Сколь-нибудь массивные звезды давным-давно выжгут термоядерное горючее и превратятся в черные дыры, нейтронные звезды либо белые карлики.

Исходя из этого популяция стабильных светил Милкомеды будет в основном представлена красными карликами, талантливыми протянуть пара триллионов лет. Действительно, останутся и сгустки космического газа, каковые при подходящих условиях смогут дать начало новым звездам, кроме того таким массивным, как Солнце.

Предположим, что где-то в Милкомеде на планете Х появилась разумная судьба, создавшая технологическую цивилизацию. Допустим, что эти существа овладели квантовой механикой, ядерной физикой, релятивистской теорией тяготения и другими правильными науками на отечественном нынешнем уровне. Нет ничего, что помешает им обзавестись аппаратурой для изучения Милкомеды.

Но смогут ли они создать наровне с астрофизикой и астрономией еще и научную космологию, растолковывающую происхождение и эволюцию мироздания?

Без следов

На первый взгляд, это нереально — легко из-за отсутствия фактических данных. В случае если Вселенная и дальше будет расширяться с таким же ускорением, как в последние 6−7 млрд лет, все звездные скопления, не принадлежащие местной группе, уйдут далеко за горизонт событий и потому окажутся недоступными для наблюдений. Ученым будущего с планеты Х не следует рассчитывать и на столь обогативший земную астрономию анализ космического реликтового излучения.

Через триллион лет характерная протяженность его волн, которая на данный момент измеряется миллиметрами, увеличится в 1029 раз и опять-таки превысит радиус горизонта событий. Не окажется ли так, что в случае если у жителей планеты Х и появится космология, то лишь мифологическая?

Бегство из Меликомеды

Ответ на данный вопрос возможно отыскать в статье доктора наук астрономии Гарвардского университета Ави Лёба «Cosmology with Hypervelocity Stars», сравнительно не так давно размещённой в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. Лёб уверен в том, что астрологи далекого будущего смогут все же методом наблюдений выяснить плотность энергии космического вакуума (так именуемую чёрную энергию), и узнать количественные характеристики распределения туч космического газа, частиц и звёзд чёрной материи в Милкомеды. В принципе, данной информации вполне достаточно для воссоздания истории Вселенной впредь до эры Громадного взрыва.

Как же ученые планеты Х извлекут необходимые сведения? Согласно точки зрения доктора наук Лёба, это возможно будет сделать, замечая перемещение звезд, разрывающих гравитационные путы Милкомеды и уходящих в открытый космос. Сейчас такие светила были найдены в отечественной Галактике.

Это сверхскоростные звезды, hypervelocity stars, упомянутые в заголовке статьи Лёба. Они разгоняются в поле тяготения черной дыры, расположенной в центре Млечного Пути, получая скорости порядка 1000 км/с, достаточные для выхода в межгалактическое пространство. Резонно допустить, что сверхскоростные звезды иногда будут оказаться и в Милкомеде, причем по той же причине.

Плюс мало теории

Очевидно, звезду-беглянку будет притормаживать притяжение Милкомеды. Но на больших расстояниях оно ослабнет так, что прекратит мешать увлечению звезды ускоряющимся расширением Вселенной. Это указывает, что радиальная скорость звезды относительно центра Милкомеды сперва упадет, а позже начнет возрастать.

Астрологи планеты Х в полной мере смогут отследить эти перемены на доплеровских сдвигах спектральных линий звездного излучения (действительно, им нужно будет запастись терпением, потому, что смены символа ускорения обычной бродячей звезды нужно будет ждать не меньше пары миллиардов лет).

А дальше настанет очередь теоретического анализа. На базе взятых данных ученые смогут вычислить как плотность вакуумной энергии, так и среднюю плотность материи Милкомеды. Применяя математический аппарат астрофизики (до которого им, конечно, нужно будет дойти своим умом), они будут в состоянии смоделировать процессы звездной эволюции и выяснить как возраст Милкомеды, так и возраст Вселенной.

Им кроме того удастся осознать, что расширение космического пространства сперва замедлялось гравитацией, а после этого ускорилось энергией вакуума. Додумавшись до догадки Громадного взрыва, они реконструируют самую раннюю историю Вселенной (для этого, само собой разумеется, им нужно будет применять познания в области ядерной физики и физики элементарных частиц). Как подчеркивает Ави Лёб, возможно сохранять надежду, что и в весьма далеком будущем разумные существа смогут не только творить мифы о происхождении мира, но и конструировать полностью научные космологические модели.

Сбежавшие звезды

В 2005 году астрологи Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики посредством телескопа MMT в Аризоне нашли звезду, движущуюся со скоростью более 1000 км/с (довольно соседних). Существование таких звезд предположил во второй половине 80-ых годов двадцатого века астрофизик Джек Хиллс из Лос-Аламосской Национальной лаборатории.

Они взяли официальное наименование сверхскоростных звезд (hypervelocity stars, HVS) и неофициальное — «звезды-изгнанницы», потому, что при таких скоростях они смогут вырваться из гравитационного плена галактики. Главным механизмом образования HVS считается разгон одного из компаньонов при прохождении двойной либо тройной звезды рядом с огромной черной дырой в центре галактики, второй компаньон захватывается гравитационным полем дыры (иллюстрация образования сверхскоростной звезды HE 0437−5439 внизу). На сегодня известны 16 скоростных звезд, одна из которых предположительно «сбежала» не из отечественной галактики, а из Громадного Магелланова Облака.

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№105, июль 2011).

Чандра. Тур по пространственно-временной пене


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: