Вселенские волокна удержали первые звёзды тёплой материей

Ну не забавно ли это? Мы пока не знаем, из чего сделана тёмная материя, однако догадываемся, зачем она нужна. Эта субстанция — гравитационный каркас, который не даёт рассыпаться мирозданию. Но это не единственная её функция — ведь тёмная материя бывает разной! И в разное время она по-разному влияет на материю обычную! Например, после Большого взрыва она вела себя совсем не так, как сейчас.
Так, вероятно, выглядела часть нашей Вселенной в возрасте 100 миллионов лет из какой-нибудь соседней вселенной (иллюстрация Liang Gao, Tom Theuns, Institute for Computational Cosmology, Durham University/Science).
Так, вероятно, выглядела часть нашей Вселенной в возрасте 100 миллионов лет из какой-нибудь соседней вселенной (иллюстрация Liang Gao, Tom Theuns, Institute for Computational Cosmology, Durham University/Science).
О том, что в наших знаниях об окружающем мире есть серьёзный пробел, учёные догадались примерно 70 лет назад. Тогда выяснилось, что многие крупные объекты во Вселенной (типа галактик) имеют гравитацию намного большую, чем та, которой они должны обладать с точки зрения теории. А источник этой массы назвали тёмной материей — тёмной оттого, что мы никак не можем зафиксировать её непосредственно.

Однако тёмная материя появилась отнюдь не в прошлом веке, а намного раньше: судя по всему, после, а то и во время Большого взрыва.

Это грандиозное событие, с которого началась жизнь Вселенной, произошло около 13,5 миллиардов лет назад. Словом, случилось это так давно, что астрономы из института вычислительной космологии (Institute for Computational Cosmology) при университете Дарема (Durham University) — Том Тьюнс (Tom Theuns) и Лян Гао (Liang Gao) — не смогли на нём присутствовать лично.

Вверху — модель распределения тёплой тёмной материи, внизу — холодной. Тёплая тёмная материя обеспечивает существование крупных волокон, холодная — более мелких фрагментов, которые должны будут
Вверху — модель распределения тёплой тёмной материи, внизу — холодной. Тёплая тёмная материя обеспечивает существование крупных волокон, холодная — более мелких фрагментов, которые должны будут "скомковаться" в будущие звёзды (иллюстрация Liang Gao, Tom Theuns).
Немного расстроившись из-за этого, учёные решили воссоздать тот самый "фейерверк" с помощью мощнейшей компьютерной техники. И, самое главное, в своей модели они решили учесть поведение не только обычной, но и тёмной материи. Причём они возжелали исследовать сразу две разновидности тёмной материи: холодную и тёплую.

Согласно модели, свежевзорвавшаяся Вселенная поначалу была относительно равномерной — за исключением небольших колебаний плотности в разных направлениях — этакой вселенской ряби. Постепенно эта рябь начала укрупняться, как говорят Тьюнс и Гао — из-за действия гравитации на частицы тёмной материи.

Со временем это привело к формированию первых звёзд примерно через 100 миллионов лет после Большого взрыва. А чтобы понять механизм этого процесса, учёные условно разделили тёмную материю на холодную и тёплую.

Фрагменты трёхмерной компьютерной модели разных частей одного из волокон. Слева цветами показано распределение температур от низкой (тёмный) до горячей (светлый). Справа продемонстрировано изменение плотности волокна от малой (синий) до высокой (оранжевый) (иллюстрация Liang Gao, Tom Theuns).
Фрагменты трёхмерной компьютерной модели разных частей одного из волокон. Слева цветами показано распределение температур от низкой (тёмный) до горячей (светлый). Справа продемонстрировано изменение плотности волокна от малой (синий) до высокой (оранжевый) (иллюстрация Liang Gao, Tom Theuns).
Компьютерная модель космологов показала, что часть тёмной материи — так называемая холодная — двигалась относительно медленно. Со временем она повлияла на формирование отдельных изолированных объектов — звёзд.

Тёплая тёмная материя, напротив, разлеталась с большой скоростью и была связана с большими массами веществ — целыми объединениями звёзд. Однако те древние "конструкции" не имели ничего общего с современными звёздными скоплениями — они представляли собой громадные структуры в виде волокон, состоящих как из "простой", так и из тёмной материи.

Модель показала, что каждое такое волокно растягивалось примерно на 9 тысяч световых лет. Они были несколько холоднее окружающей их среды. Барионная (то бишь обычная, "нетёмная") масса таких волокон, по оценкам, была равна примерно 10 миллионам Солнц.

Журнал Science сделал главной темой выпуска статью о космических волокнах. Вы можете почитать как её официальную версию на сайте журнала, так и её препринт-вариант (иллюстрация Liang Gao, Tom Theuns, Institute for Computational Cosmology, Durham University/Science).
Журнал Science сделал главной темой выпуска статью о космических волокнах. Вы можете почитать как её официальную версию на сайте журнала, так и её препринт-вариант (иллюстрация Liang Gao, Tom Theuns, Institute for Computational Cosmology, Durham University/Science).
Волокна пребывали в крайне нестабильном состоянии и быстро разделялись на фрагменты под действием гравитации холодной тёмной материи. Из этих кусков вскоре началось формирование звёзд самых различных "калибров" — их массы колебались от обычных звёздных масс до нескольких тысяч солнечных! Это, кстати, в некоторой степени соответствует концепции об увесистости ранних звёзд.

По той теории, ранние звёзды были короткоживущими объектами, однако Тьюнс и Гао говорят, что те древние объекты сохранились и поныне. Не исключено даже (опять-таки, по мнению экспериментаторов), что есть такие звёздочки-старушки и в родном Млечном пути.

Вот только формировались они не так, как строятся теперешние звёзды.

А вот эти космические волокна… Ой, нет, это не космические волокна, а астрономы из университета Дарема — Лян Гао и Том Тьюнс! По словам последнего, многих астрофизиков очень беспокоит такой вопрос:
А вот эти космические волокна… Ой, нет, это не космические волокна, а астрономы из университета Дарема — Лян Гао и Том Тьюнс! По словам последнего, многих астрофизиков очень беспокоит такой вопрос: "Куда делись потомки первых звёзд?" Теперь ответ на него известен: "Никуда они не делись, а искать их можно хоть в нашей галактике. А залогом их существования во многом служит тёплая тёмная материя" (фото с сайтов star-www.dur.ac.uk и dur.ac.uk).
Сейчас этот процесс начинается со сжатия молекулярного облака, превращающегося в протозвёзду, которая потом эволюционирует определённым образом — в зависимости от разных условий. Тогда же, в древности, это часто происходило иначе: плотность вещества в волокне была довольно высокой, и столкновения объектов внутри него были неизбежными. В частности, звёзды субсолнечных масс сливались между собой, давая начало более крупным светилам.

Объекты, родившиеся в результате этого, согласно Тьюнсу и Гао, обладали малым содержание металлов. Так вот, исследователи говорят, что сейчас в нашей Галактике "обитают" звёзды, характеризующиеся именно таким составом. Следовательно, и возникли они из материала древнейших протозвёзд.

Учёные полагают, что сжатие холодной тёмной материи внутри волокон могло приводить не только к объединению вещества в звёзды, но и к его концентрации в более массивные "комки". А этим сгусткам дорога одна — в чёрные дыры. Собственно, исследователи уверены в том, что как раз в то время из-за этого и сформировались гигантские чёрные дыры, которые теперь сидят в центрах многих нынешних галактик.

Это модель формирования отдельного волокна размером около 90 тысяч световых лет под действием тёплой материи вскоре после Большого взрыва. Волокно не крутится — это вокруг него вращается видеокамера, которая могла бы снимать этот процесс. Сие действо должно было занимать многие миллионы лет (анимация с сайта star-www.dur.ac.uk).
Это модель формирования отдельного волокна размером около 90 тысяч световых лет под действием тёплой материи вскоре после Большого взрыва. Волокно не крутится — это вокруг него вращается видеокамера, которая могла бы снимать этот процесс. Сие действо должно было занимать многие миллионы лет (анимация с сайта star-www.dur.ac.uk).
В ту эпоху доминировала тёплая тёмная материя, которая и обеспечивала существование скоплений вещества в виде волокон. Со временем они стали понемногу "рассасываться", что неким образом подтверждает другая модель — трёхмерная карта тёмной материи.

Напоследок напомним, что учёные пока не смогли заманить тёмную материю ни в какой капкан. Естественно, и пощупать её пока никому не довелось: неясно, из каких элементарных частиц состоит эта загадочная сущность. Тем не менее, известно — наука уже располагает убедительными доказательствами того, что таинственная субстанция действительно существует на свете.

А ещё оказалось, что процесс звёздообразования в то время сопровождался интенсивным излучением в разных диапазонах, которое ярко подсвечивало космические волокна изнутри. Видимо, тогда Вселенная выглядела просто потрясающе. Впрочем, и сейчас она выглядит неплохо — вы уж нам поверьте!

Кроме того...
История создания смайлика
Смайликами (от smile — улыбка) в Интернете называют значки, составленные из знаков препинания, букв и цифр, обозначающие какие-то эмоции...
Катализатор чистого воздуха в Париже
Данное сооружение находится на территории каналов и заброшенных железнодорожных путей в 19 районе Парижа...
Беспроводная передача данных на 60 ГГц уже возможна
Инженерам из Центра электронных разработок в Джорджии под руководством Джоя Ласкара удалось приспособить...
  • Текущие обсуждения статей
Бионическая рука-протез
Телепортация - фантастика или реальность?
Ученые вывели формулу удачи
Смех не лечит раковых больных
Приливы и отливы вызывают сейсмические колебания
Нью-Йорк и Лос-Анджелес уйдут под воду к 2015-му году
Посмотреть весь форум

  • поиск статей на сайте
Введите фразу, слово или часть слова
Темы этого номера
«Зеленая химия»: препараты в биоразрушаемых микрокапсулах
«Зеленая химия»: препараты в биоразрушаемых микрокапсулах «Зеленая химия»: препараты в биоразрушаемых микрокапсулах
Метод, основанный на принципах «зеленой химии», позволяет заключать растворы препаратов для инъекций в микрокапсулы из биоразрушаемого пластика
Учёные заставили игру предугадывать ходы человека
Учёные заставили игру предугадывать ходы человека Учёные заставили игру предугадывать ходы человека
Ласло Лауфер (Laszlo Laufer) и Боттиан Немет (Bottyan Nemeth) из Будапештского университета технологии и экономики (Budapest University of Technology and Economics) разработали систему, которая угадывает
Объяснена аномалия проводимости двухмерного графита
Объяснена аномалия проводимости двухмерного графита Объяснена аномалия проводимости двухмерного графита
Физики из Калифорнийского университета в Риверсайде (California University, Riverside), США, объяснили известную аномалию графена, недавно открытого материала, имеющего большие перспективы в наноэлектронике
Биологи создали клетки с искусственной генетической памятью
Биологи создали клетки с искусственной генетической памятью Биологи создали клетки с искусственной генетической памятью
Памела Сильвер (Pamela Silver) из медицинского колледжа Гарварда (Harvard Medical School) и её коллеги преобразовали геном клетки так
Летающие автомобили! Скоро...
Летающие автомобили! Скоро... Летающие автомобили! Скоро...
Компания под названием Urban Aeronautics обещает, что, начиная с 2009 года, в небе появятся первые летающие автомобили
Российские подводники испытывают новейший водолазный костюм
Российские подводники испытывают новейший водолазный костюм Российские подводники испытывают новейший водолазный костюм
На Северном флоте начались государственные испытания новейшего водолазного снаряжения СВУ-5. Оно разработано отечественными специалистами по заказу ВМФ в рамках программы модернизации поисково-спасательных сил
Построен самый мощный микроскоп в мире
Построен самый мощный микроскоп в мире Построен самый мощный микроскоп в мире
Удивительный аппарат Titan, созданный в рамках американско-европейского проекта TEAM, получил свои первые изображения с рекордным разрешением 0,05 нанометров. Это равно четверти поперечника атома углерода. Чтобы понять
Придуман рюкзак с незаметным генератором
Придуман рюкзак с незаметным генератором Придуман рюкзак с незаметным генератором
Джонатан Гранстром (Jonathan Granstrom) и Джоэл Финстра (Joel Feenstra) из Мичиганского технологического университета (Michigan Tech)
Астрономы обнаружили самую большую планету
Астрономы обнаружили самую большую планету Астрономы обнаружили самую большую планету
Астрономы под руководством Георгия Мандушева из обсерватории Lowell обнаружили самую большую на сегодняшний день планету вне Солнечной системы. Небесное тело под названием TrES-4 представляет собой газовый гигант
Вселенские волокна удержали первые звёзды тёплой материей
Вселенские волокна удержали первые звёзды тёплой материей Вселенские волокна удержали первые звёзды тёплой материей
Ну не забавно ли это? Мы пока не знаем, из чего сделана тёмная материя, однако догадываемся, зачем она нужна. Эта субстанция — гравитационный каркас, который не даёт рассыпаться мирозданию
Учёные взглянули на Инь и Ян Солнечной системы
Учёные взглянули на Инь и Ян Солнечной системы Учёные взглянули на Инь и Ян Солнечной системы
Планетологи продолжают анализировать тысячи снимков, выполненных космическим аппаратом Cassini во время недавного близкого пролёта мимо спутника Сатурна Япета
Нанесен очередной удар по современной космологии
Нанесен очередной удар по современной космологии Нанесен очередной удар по современной космологии
Анализ скоростей объектов в Малом и Большом Магеллановом облаках – карликовых галактиках неправильной формы, считавшихся до сего дня спутниками нашей Галактики. Это, в свою очередь
Теперь можно восстановить биомеханическую цепочку, позволяющую человеку ходить
Теперь можно восстановить биомеханическую цепочку, позволяющую человеку ходить Теперь можно восстановить биомеханическую цепочку, позволяющую человеку ходить
Ученые из Государственного университета Северной Каролины и Университета Джорджии обнародовали результаты исследования
Учёные обнаружили причину недомоганий в авиарейсах
Учёные обнаружили причину недомоганий в авиарейсах Учёные обнаружили причину недомоганий в авиарейсах
Американские и датские учёные во главе с Чарльзом Уэшлером (Charles Weschler), химиком из университета медицины и стоматологии в Нью-Джерси (University of Medicine and Dentistry of New Jersey)
Нокаут гена удваивает продолжительность жизни
Нокаут гена удваивает продолжительность жизни Нокаут гена удваивает продолжительность жизни
Нокаут (отключение) гена Nox2 почти вдвое продлевает жизни мышей, страдающих болезнью Лу Герига
Хотите здоровых внуков? Бросайте курить!
Хотите здоровых внуков? Бросайте курить! Хотите здоровых внуков? Бросайте курить!
Воздействие табачного дыма от выкуриваемых родителями сигарет на девочек в будущем повышает у них вероятность невынашивания беременности
Экологи представили список 10 самых грязных мест на планете
Экологи представили список 10 самых грязных мест на планете Экологи представили список 10 самых грязных мест на планете
Независимая группа экологов из американского Института Блексмит составила список десяти самых экологически неблагоприятных городов на планете
Новый вид летучих мышей обнаружен на Филиппинах
Новый вид летучих мышей обнаружен на Филиппинах Новый вид летучих мышей обнаружен на Филиппинах
На Филиппинах обнаружен новый вид летучих мышей под названием полосатая фруктовая летучая мышь (styloctenium mindorensis)
У пчел обнаружили тактику коллективного удушения врагов
У пчел обнаружили тактику коллективного удушения врагов У пчел обнаружили тактику коллективного удушения врагов
Ученые обнаружили, что некоторые виды пчел обладают "коллективным оружием": собравшись вместе, они окружают врага и лишают его возможности дышать
История лифта
История лифта История лифта
Считается, что первый лифт был установлен в 1743 году во дворце французского короля Людовика XV в Версале, чтобы тридцатитрехлетний король мог, не напрягаясь, подниматься в апартаменты своей любовницы
236 причин не получить удовольствие
236 причин не получить удовольствие 236 причин не получить удовольствие
Половая жизнь без любви становится для людей обузой, от которой они хотят избавиться под разными предлогами

 
  • Главные темы / архив
№082текущий номер Технологии
Биоклиматическое здание
    

    

    

    

    

 
  • Человек
  • Планета Земля
  • История изобретений
  • История лифтаИстория лифта
    Считается, что первый лифт был установлен в 1743 году во дворце французского короля Людовика XV в Версале, чтобы тридцатитрехлетний король мог, не напрягаясь, подниматься в апартаменты своей любовницы
  • Чёрный ящик
  • Воля случая
  • Технологии
  • Техника
  • Космос
029