Goodtech

Метка: Галактики

  • Космос, как на ладони: команда телескопа "Евклид" запустила крупнейший в истории "симулятор

    Космос, как на ладони: команда телескопа "Евклид" запустила крупнейший в истории "симулятор

    Международная группа ученых, управляющая космическим телескопом «Евклид», только что запустила «самый масштабный в истории» симулятор вселенной — он отражает 3,4 млрд галактик и гравитационное взаимодействие более 4 трлн частиц.

    Симулятор под названием Flagship 2 базируется на алгоритме, разработанном астрофизиком Йоахимом Штаделем из Цюрихского университета. В 2019 году ученый использовал суперкомпьютер Piz Daint (в то время третий по мощности в мире), чтобы выполнить расчеты и в итоге создать чрезвычайно подробную виртуальную модель Вселенной.

    «Эти симуляции имеют решающее значение для подготовки анализа данных «Евклида», — говорит астрофизик Джулиан Адамек из Цюрихского университета и один из специалистов проекта.

    Космический телескоп «Евклид», которого прозвали «охотником на темную материю», запустили в космос в начале июля после почти 15 лет проектирования. С тех пор он картографирует миллионы галактик по всей Вселенной, изучая распределение темной энергии и темной материи. К концу работы телескоп должен просканировать «треть ночного неба» — гигантские массивы информации, в обработке которых как раз таки должны помочь такие симуляции, как Flagship 2.

    Основные инструменты, которые использует 4,7-метровый «Евклид»: это 600-мегапиксельная камера видимого света (VIS) для получения четких изображений далеких галактик, 64-мегапиксельная инфракрасная камера и фотометр NASA (NISP) для измерения красного смещения галактик.

    Несмотря на то, что команда ожидает, что наблюдения «Евклида» будут точно соответствовать прогнозам моделирования, вероятно, нас ждут сюрпризы. Flagship 2 работает на стандартной космологической моделиМодель Лямбда-CDM — современная космологическая модель, в которой пространственно-плоская Вселенная заполнена, кроме обычной барионной материи, темной энергией и холодной темной материей. Её часто называют стандартной моделью космологии большого взрыва, потому что она объясняет наличие и структуру космического микроволнового фона, крупномасштабную структуру скоплений галактик, распределение водорода, гелия, лития, кислорода в нашей Вселенной, а также ускорение расширения Вселенной, наблюдаемое по электромагнитному излучению от далёких галактик и сверхновых., но миссии, подобные «Евклиду», как раз таки призваны бросить вызов текущим знаниям.

    «Мы уже видим признаки трещин в стандартной модели», — говорит Штадель.

    В стандартной космологической модели темная энергия — это просто константа. Однако наблюдения «Евклида», который заглянет в прошлое на 10 млрд лет, могут выявить другие характеристики.

    «Мы можем увидеть, как Вселенная расширялась в то время, и измерить, действительно ли эта константа оставалась постоянной», — добавляет Адамек.

    Первые данные наблюдений «Евклида» были опубликованные в марте 2023 года , следующий «пак» информации обнародуют весной 2026-го. Ожидалось, что в мае 2027 года к «Евклиду» присоединится телескоп «Нэнси Грейс Роман» с 2,4-метровым зеркалом, который сможет увидеть более тусклые галактики, которые существовали, когда Вселенной было всего 2 млрд лет, впрочем его финальный статус неизвестен, поскольку администрация Трампа в бюджетном запросе призвала отменить проект

    Каталог симуляций Flagship 2 доступен на платформе CosmoHub.

    Источник: Space , Euclid Consortium

    https://itc.ua/news/kosmos-kak-na-ladony-komanda-teleskopa-evklyd-zapustyla-krupnejshyj-v-ystoryy-symulyator-vselennoj-s-3-4-mlrd-galaktyk/

  • Темной материи и энергии не существует, Вселенная просто стареет, — теория

    Темной материи и энергии не существует, Вселенная просто стареет, — теория

    Новое исследование американских и канадских ученых утверждает, что темной энергии и темной материи, которые так долго пытаются обнаружить ученые, на самом деле может не существовать.

    Уже длительное время научное сообщество склоняется к тому, что темная материя и темная энергия составляют большую часть Вселенной . Однако новое исследование под руководством профессора кафедры физики Оттавского университета Раджендри Гупты ставит под сомнение устоявшиеся взгляды. 

    Исследователи предполагают, что то, что считается темной материей и темной энергией может быть результатом постепенного ослабления фундаментальных сил Вселенной по мере старения. Ученые утверждают, что если ключевые фундаментальные силы, такие как гравитация, медленно меняются во времени и пространстве, они могут объяснить загадочное поведение, которое наблюдают астрофизики, например, вращение и эволюцию галактик, а также расширение Вселенной. 

    «Силы Вселенной на самом деле в среднем ослабевают по мере ее расширения. Это ослабление производит впечатление, будто существует некий таинственный толчок, который ускоряет расширение Вселенной (определяемый как темная энергия). Однако в масштабах галактик и скоплений галактик изменение этих сил в гравитационно связанном пространстве приводит к появлению дополнительной гравитации (считающейся обусловленной темной материей). Но это может быть лишь иллюзией, возникающей из-за эволюции констант, определяющих интенсивность этих взаимодействий», — объясняет Раджендра Гупта. 

    По его словам, темная материя и темная энергия требуют объяснений двух совершенно разных явлений.

    «Первое — в космологическом масштабе, то есть в масштабе более 600 млн световых лет, если предположить, что Вселенная однородна и одинакова во всех направлениях. Второе — в астрофизическом масштабе, то есть в меньших масштабах Вселенная очень неоднородна и зависит от направления. В стандартной модели эти два сценария требуют разных уравнений для объяснения наблюдений с использованием темной материи и темной энергии. Наш сценарий — единственный, который объясняет их одним и тем же уравнением, без необходимости в темной материи или темной энергии. Что действительно интересно, так это то, что этот новый подход позволяет нам объяснить то, что мы видим на небе: вращение галактик, их скопления и даже то, как свет преломляется вокруг массивных объектов, — без необходимости предполагать, что где-то там что-то скрывается. Все это лишь результат изменения констант природы по мере того, как Вселенная стареет и становится неоднородной», — утверждает Гупта. 

    В прошлом году в рамках собственного исследования космологических масштабов Раджендра Гупта поставил под сомнение существование темной материи. Он оспорил имеющиеся теоретические модели кривых вращения галактик. 

    В новой модели параметр, который часто обозначается как α, возникает из-за эволюции констант взаимодействий. Фактически α ведет себя как дополнительная переменная в уравнениях гравитации, создавая эффекты, подобные тем, которые ученые приписывают темной энергии и темной материи.

    В космологических масштабах α считается константой, определяясь в результате сравнения спектральных данных от сверхновых. Однако в масштабах галактик, поскольку распределение обычной материи неоднородно, α также меняется, приводя к тому, что дополнительный гравитационный эффект зависит от местоположения этой материи.

    Новая теория предполагает, что в областях с большим количеством обычной материи дополнительный гравитационный эффект должен быть меньше, а там где имеющаяся плотность материи меньше, он должен быть больше. Таким образом вместо добавления гало темной материи вокруг галактик, в новой модели дополнительное гравитационное притяжение создается α. Этот параметр воспроизводит наблюдаемые «плоские кривые вращения» (звезды, движущиеся быстрее, чем ожидалось, во внешних частях галактик). 

    «Годами мы пытаемся объяснить, как галактики в ранней Вселенной образовались так быстро и стали такими массивными. С нашей моделью не нужно предполагать существование каких-либо экзотических частиц или нарушать законы физики. Временная шкала Вселенной просто растягивается, почти удваивая ее возраст и освобождая место для всего, что мы наблюдаем. Иногда самое простое объяснение — самое лучшее. Возможно, величайшие тайны Вселенной — это лишь хитрости, образованные эволюционными константами природы«, — подчеркивает Раджендра Гупта.

    Фактически, растянутая временная шкала формирования звезд и галактик значительно облегчает объяснение того, как такие большие и сложные структуры (галактики, черные дыры) могли появиться настолько рано во Вселенной. Эта теория может полностью изменить наше представление о Вселенной. Она даже намекает, что поиск частиц темной материи, на который ученые потратили годы и миллиарды долларов, может оказаться ненужным. Даже если эти экзотические частицы будут обнаружены экспериментально, их масса должна быть примерно в шесть раз больше массы стандартной материи.

    Результаты исследования опубликованы в журнале Galaxies

    Источник: SciTechDaily

    https://itc.ua/news/temnoj-materyy-y-energyy-ne-sushhestvuet-vselennaya-prosto-stareet-teoryya/

  • Космос, як на долоні: команда телескопу "Евклід" запустила найбільший в історії "симулятор

    Космос, як на долоні: команда телескопу "Евклід" запустила найбільший в історії "симулятор

    Міжнародна група вчених, яка керує космічним телескопом “Евклід”, щойно запустила “наймасштабніший в історії” симулятор всесвіту — він відображає 3,4 млрд галактик та гравітаційну взаємодію понад 4 трлн частинок.

    Симулятор під назвою Flagship 2 базується на алгоритмі, розробленому астрофізиком Йоахімом Штаделем з Цюрихського університету. У 2019 році науковець використав суперкомп’ютер Piz Daint (на той час третій за потужністю у світі), аби виконати розрахунки й зрештою створити надзвичайно детальну віртуальну модель Всесвіту.

    “Ці симуляції мають вирішальне значення для підготовки аналізу даних “Евкліда”, — каже астрофізик Джуліан Адамек з Цюрихського університету і один із фахівців проєкту.

    Космічний телескоп “Евклід”, якого прозвали “мисливцем на темну матерію”, запустили у космос на початку липня після майже 15 років проєктування. З того часу він картографує мільйони галактик по всьому Всесвіту, вивчаючи розподіл темної енергії та темної матерії. На кінець роботи телескоп має просканувати “третину нічного неба” — гігантські масиви інформації, в обробці яких якраз таки мають допомогти такі симуляції, як Flagship 2.

    Основні інструменти, які використовує 4,7-метровий “Евклід”: це 600-мегапіксельна камера видимого світла (VIS) для отримання чітких зображень далеких галактик, 64-мегапіксельна інфрачервона камера і фотометр NASA (NISP) для вимірювання червоного зміщення галактик.

    Попри те, що команда очікує, що спостереження “Евкліда” будуть точно відповідати прогнозам моделювання, ймовірно, на нас чекають сюрпризи. Flagship 2 працює на стандартній космологічній моделіМодель Лямбда-CDM — сучасна космологічна модель, в якій просторово-плоский Всесвіт заповнений, окрім звичайної баріонної матерії, темною енергією і холодною темною матерією. Її часто називають стандартною моделлю космології великого вибуху, тому що вона пояснює наявність і структуру космічного мікрохвильового фону, великомасштабну структуру скупчень галактик, розподіл водню, гелію, літію, кисню в нашому Всесвіті, а також прискорення розширення Всесвіту, що спостерігається за електромагнітним випромінюванням від далеких галактик і наднових., але місії, подібні “Евкліду”, якраз таки покликані кинути виклик поточним знанням.

    “Ми вже бачимо ознаки тріщин у стандартній моделі”, — каже Штадель.

    У стандартній космологічній моделі темна енергія — це просто константа. Однак спостереження “Евкліда”, який зазирне у минуле на 10 млрд років, можуть виявити інші характеристики.

    “Ми можемо побачити, як Всесвіт розширювався в той час, і виміряти, чи справді ця константа залишалася постійною”, — додає Адамек.

    Перші дані спостережень “Евкліда” були опубліковані в березні 2023 року , наступний “пак” інформації оприлюднять навесні 2026-го. Очікувалось, що у травні 2027 року до “Евкліда” приєднається телескоп “‎Ненсі Грейс Роман” з 2,4-метровим дзеркалом, який зможе побачити дещо тьмяніші галактики, які існували, коли Всесвіту було всього 2 млрд років, утім його фінальний статус невідомий, оскільки адміністрація Трампа в бюджетному запиті закликала скасувати проєкт.

    Каталог симуляцій Flagship 2 доступний на платформі CosmoHub.

    Джерело: Space , Euclid Consortium

    https://itc.ua/ua/novini/kosmos-yak-na-doloni-komanda-teleskopu-evklid-zapustyla-najbilshyj-v-istoriyi-symulyator-vsesvitu-z-3-4-mlrd-galaktyk/

  • Темної матерії та енергії не існує, Всесвіт просто старіє, — теорія

    Темної матерії та енергії не існує, Всесвіт просто старіє, — теорія

    Нове дослідження американських та канадських науковців стверджує, що темної енергії та темної матерії, які так довго намагаються виявити вчені, насправді може не існувати.

    Вже тривалий час наукова спільнота схиляється до того, що темна матерія та темна енергія складають більшу частину Всесвіту . Однак нове дослідження під керівництвом професора кафедри фізики Оттавського університету Раджендри Гупти ставить під сумнів усталені погляди. 

    Дослідники припускають, що те, що вважається темною матерією та темною енергією може бути результатом поступового ослаблення фундаментальних сил Всесвіту у міру старішання. Науковці стверджують, що якщо ключові фундаментальні сили, такі як гравітація, повільно змінюються у часі та просторі, вони можуть пояснити загадкову поведінку, яку спостерігають астрофізики, наприклад, обертання та еволюцію галактик, а також розширення Всесвіту. 

    “Сили Всесвіту насправді в середньому слабшають у міру його розширення. Це ослаблення справляє враження, ніби існує якийсь таємничий поштовх, який прискорює розширення Всесвіту (який визначається як темна енергія). Однак у масштабах галактик та скупчень галактик зміна цих сил у гравітаційно зв’язаному просторі призводить до появи додаткової гравітації (яка вважається обумовленою темною матерією). Але це може бути лише ілюзією, що виникає через еволюції констант, що визначають інтенсивність цих взаємодій”, — пояснює Раджендра Гупта. 

    За його словами, темна матерія та темна енергія вимагають пояснень двох абсолютно різних явищ.

    “Перше — у космологічному масштабі, тобто у масштабі понад 600 млн світлових років, якщо припустити, що Всесвіт однорідний і однаковий у всіх напрямках. Друге — в астрофізичному масштабі, тобто в менших масштабах Всесвіт дуже неоднорідний і залежить від напрямку. У стандартній моделі ці два сценарії вимагають різних рівнянь для пояснення спостережень із використанням темної матерії та темної енергії. Наш сценарій — єдиний, який пояснює їх одним і тим же рівнянням, без необхідності в темній матерії чи темній енергії. Що справді цікаво, так це те, що цей новий підхід дозволяє нам пояснити те, що ми бачимо на небі: обертання галактик, їхнє скупчення і навіть те, як світло заломлюється навколо масивних об’єктів, — без необхідності припускати, що десь там щось ховається. Все це лише результат зміни констант природи в міру того, як Всесвіт старіє і стає неоднорідним”, — стверджує Гупта. 

    Минулого року у рамках власного дослідження космологічних масштабів Раджендра Гупта поставив під сумнів існування темної матерії. Він заперечив наявні теоретичні моделі кривих обертання галактик. 

    У новій моделі параметр, який часто позначається як α, виникає через еволюцію констант зв’язків. Фактично α поводиться як додаткова змінна у рівняннях гравітації, створюючи ефекти, подібні до тих, які науковці приписують темній енергії та темній матерії.

    У космологічних масштабах α вважається константою, визначаючись внаслідок порівняння спектральних даних від наднових. Однак у масштабах галактик, оскільки розподілення звичайної матерії неоднорідне, α також змінюється, призводячи до того, що додатковий гравітаційний ефект залежить від місця розташування цієї матерії.

    Нова теорія передбачає, що в областях з більшою кількістю звичайної матерії додатковий гравітаційний ефект має бути меншим, а там де наявна щільність матерії менша, він має бути більшим. Таким чином замість додавання гало темної матерії навколо галактик, у новій моделі додаткове гравітаційне тяжіння створюється α. Цей параметр відтворює спостережувані “пласкі криві обертання” (зірки, що рухаються швидше, ніж очікувалося, у зовнішніх частинах галактик). 

    “Роками ми намагаємося пояснити, як галактики у ранньому Всесвіті утворилися так швидко і стали такими масивними. З нашою моделлю не потрібно припускати існування будь-яких екзотичних частинок чи порушувати закони фізики. Тимчасова шкала Всесвіту просто розтягується, майже подвоюючи її вік та звільняючи місце для всього, що ми спостерігаємо. Іноді найпростіше пояснення – найкраще. Можливо, найбільші таємниці Всесвіту — це лише хитрощі, утворені еволюційними константами природи“, — підкреслює Раджендра Гупта.

    Фактично, розтягнута часова шкала формування зірок та галактик значно полегшує пояснення того, як такі великі та складні структури (галактики, чорні діри) могли з’явитись настільки рано у Всесвіті. Ця теорія може повністю змінити наше уявлення про Всесвіт. Вона навіть натякає, що пошук частинок темної матерії, на який вчені витратили роки та мільярди доларів, може виявитися непотрібним. Навіть якщо ці екзотичні частинки будуть виявлені експериментально, їх маса повинна бути приблизно в шість разів більша за масу стандартної матерії.

    Результати дослідження опубліковані у журналі Galaxies

    Джерело: SciTechDaily

    https://itc.ua/ua/novini/temnoyi-materiyi-ta-energiyi-ne-isnuye-vsesvit-prosto-stariye-teoriya/