22 октомври 2019
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Върти ли се Вселената?

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 14 юли 2019 в 00:0951760
D. Saadeh et al., Phys. Rev. Lett. (2016)

Ако се огледате в космоса, ще забележите, че много неща - планетите, звездите, луните, дори самата галактика - всички те се въртят. А дали и Вселената се върти?

Тава е загадка, която космолозите усилено изследват, защото може да ни насочи към фундаменталната природа на Вселената.

"Това е много абстрактен въпрос, както и повечето въпроси от космологията, но тези от нас, които изучават космологията, мислят, че това е начинът да изучаваме фундаменталната физика", коментира Тес Яфе (Tess Jaffe), астрофизик от Университета в Мериленд и помощник изследовател в Центърз за космически полети "Годард" на НАСА. "Има някои неща, които не можем да тестваме в лаборатория на Земята, така че използваме Вселената и геометрията на Вселената, която може да ни каже нещо за фундаменталната физика." 

Мислейки за фундаменталната природа на Вселената, учените започват с предположението, че Вселената не се върти и е изотропна, което означава, че изглежда еднакво във всички посоки. Това предположение е в съответствие с уравненията на Айнщайн, но не се изисква от тях. От тази идея учените построиха стандартния космологичен модел, който описва Вселената. Анизотропната (с различни свойства на средата в различни посоки) Вселена би била несъвместима с някои космологични модели, като например инфлацията.

"Това [предположение] е наистина заложено в начина, по който извършваме нашите изчисления, в начина, по който анализираме нашите данни, в начина, по който правим много неща", отбелязва за Live Science Даниела Сааде (Daniela Saadeh), научен сътрудник въс Факултета по физика и астрономия на Университета в Нотингам, Великобритания. "Но трябва да го проверим".

За да видят дали тези предположения за Вселената и нейната фундаментална физика са правилни и за да тестват своите модели, учените събират данни от космическия микровълнов фон (CMB). Неговата светлина е най-старата, която можем да наблюдаваме - излъчена е само 380 000 години след Големия взрив - и представлява съкровищница от информация за космолозите, изучаващи Вселената.

Космическият микровълнов фон изглежда почти идентичен във всяка посока, но има малки вариации в температурата му, само една хилядна от градуса, които са засегнати от историята, съдържанието и геометрията на Вселената. Изучавайки тези различия, учените могат да видят дали Вселената е изкривена по какъвто и да е начин, което предполага ротация или асиметрично разширение. Измерването на поляризацията на светлината - по същество нейната ориентация - може по подобен начин да осигури информация за геометрията на Вселената.

Предишните проучвания обикновено се ограничават до модели на анизотропия, които са представени като ротация (така наречената анизотропия във векторния режим). Даниела Сааде и нейните колеги избират по-общ подход, който включва анизотропни модели, базирани на пълния набор от геометрични режими (скалари, вектори и тензори). Изследователите променят параметрите на този общ модел и го сравняват с данните от CMB от сателита "Планк", чиито поляризационни измервания са силно чувствителни към анизотропни модели.

Резултатите от проучването от 2016 г., публикувано в списание Physical Review Letters и ръководено от Сааде и Стивън Финей (Stephen Feeney), астрофизик от Империал Колидж, Лондон, показват, че анизотропните модели не съответстват на наблюденията. Учените установиха, че светлината на CMB не показва никакви доказателства, че Вселената се върти.

Освен това, вероятността Вселената да е изотропна е 120 000 към 1, което означава, че изглежда една и съща, независимо от посоката, в която се гледа.

 Друго проучване откри 95% вероятност, че Вселената е хомогенна, което означава, че е еднакво навсякъде в големи мащаби.

Всички тези изследвания показват, че Вселената е до голяма степен еднаква и не се върти. Това заключение е такова, че няма вероятност да се промени. Бъдещите измервания на поляризацията на CMB могат да прецизират тези заключения през следващите няколко десетилетия, но е малко вероятно новите данни да оспорят предходните констатации.

"Определихме температурата на сигнала до предела, след който той няма повече никаква допълнителна информация за нас", заяви Яфе. "Не мисля, че [нови данни за поляризацията] биха имали голямо влияние върху въпроса за въртенето, именно защото въртенето е сигнал, който очакваме да видим при много големи мащаби и който е повече или по-малко изключен от данните, които вече имаме."

Докато резултатът, че Вселената не се върти, е определено облекчение за космолозите, които са основавали своите модели на това предположение, това също така ни дава интересна перспектива за нашето място във Вселената.

"Ние наистина започнахме като хора с идеята, че сме център на Вселената", коментира Сааде. "Мисля, че е наистина удивително колко сме малки и незначителни".

Справка:

How Isotropic is the Universe? Daniela Saadeh et al., Physical Review Letters

TESTING HOMOGENEITY WITH GALAXY STAR FORMATION HISTORIES, Ben Hoyle et al., Physical Review Letters

Източници:

Does the Universe Rotate?,  Live Science

Synopsis: Anisotropy Limits for the Universe, American Physical Society


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Космология
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.