Каким будет конец нашей Вселенной?

В далеком будущем наш космос будет состоять только из черных дыр и мертвых остатков звезд. Белые карлики сначала остынут до холодных и темных «черных карликов». Около одного процента из них обладают достаточной массой, чтобы окончательно сгореть в последнем взрыве, но этого не произойдет в течение 10¹¹⁰⁰ лет.

Наша Вселенная с момента Большого взрыва расширяется. Об этом свидетельствуют движения галактик и космическое фоновое излучение. Расширение, вызванное загадочной темной энергией, будет продолжаться и ускоряться. В результате плотность вещества и температура будут продолжать уменьшаться - космос станет пустым и холодным.

«В течение следующих 100 триллионов лет почти все звезды израсходуют свое термоядерное топливо и станут вырожденными белыми карликами. Вселенная будет в основном состоять из черных дыр и из сгоревших звезд. Это место будет грустным, одиноким, холодным».
Мэтт Каплан, Университет штата Иллинойс

Ползучее превращение

Белые карлики продолжат остывать, пока не кристаллизуются и, наконец, не остынут до фоновой температуры. Но есть и другая возможность. Ядерный синтез в этих «черных карликах» в значительной степени погашен, но даже в них из-за явления квантового туннелирования атомы все еще могут иногда преодолевать свое отталкивание и сливаться.

Физики предсказывают «черные сверхновые» как последний импульс жизни во Вселенной

Эта так называемая реакция пикноядерного синтеза со временем приведет к изменению состава звездных остатков. Ползучий синтез соединит кремний, углерод и кислород с образованием более тяжелых элементов, пока приблизительно через 10¹¹⁰⁰ лет изотоп железа-56 не накопится в ядрах карликов. Однако, когда они формируются, то испускают позитроны, которые дестабилизируют ядро ​​покоя звезды

Когда взорвутся черные карлики

Ядро ​​черных карликов коллапсирует и происходит взрыв.

«По нашим оценкам, около одного процента сегодняшних триллионов звезд однажды схлопнутся и превратятся в сверхновые.
Мэтт Каплан.

По мнению физика, только те черные карлики удовлетворяют необходимым требованиям для такой «черной сверхновой», которые имеют массу от 1,2 до 1,4 солнечных масс. Только с ними железо-56 приводит к фатальной дестабилизации. Все более легкие звезды, как и прежде, останутся черными карликами, которые продолжат вращаться на орбите как мертвые холодные останки.

«Нашему Солнцу и в далеком будущем не хватит массы для взрыва как сверхновая. Можно все Солнце превратить в железо, но все равно ничего не произойдет».
Мэтт Каплан.

Последний «стон» космоса

Фаза черной сверхновой звезды начнется примерно через 100 триллионов лет и продлится невообразимый промежуток времени в 10³²⁰⁰⁰ лет. Сначала взорвутся наиболее массивные черные карлики, затем более легкие, пока, наконец, не останется ничего, что могло бы еще выделять энергию или тепло. Тогда вселенная будет безмолвной и мертвой.

«Трудно представить, чтобы что-то могло произойти после этого. Сверхновые в черных карликах действительно могут быть последним, что происходит в космосе».
Мэтт Каплан

На данный момент вселенная вряд ли будет иметь что-то общее с сегодняшним:

«Галактики растворились, черные дыры аннигилировали, а расширение космоса осталось. Объекты раздвинуты так далеко друг от друга, что даже свет от их взрыва не достигает других ".
Мэтт Каплан

А может, грядет "большой отскок"?

Однако: этот сценарий - только один из обсуждаемых в настоящее время среди физиков и космологов. Согласно гипотезе «большого отскока» , космическое расширение могло резко повернуть вспять задолго до окончания всех процессов. Потом Вселенная схлопнется и вернется в состояние Большого взрыва. Затем может последовать новое расширение - своего рода перезапуск нашего космоса.

Другие гипотезы предполагают, что субатомные процессы вызывают распад основных строительных блоков, таких как протоны, с течением времени. Тогда даже материи больше не будет в конце космоса - и черные карлики растворятся задолго до того, как взорвутся. Таким образом, как на самом деле закончится наша Вселенная - это, прежде всего, большая загадка.

Источник: scinexx.de

Как возникает на небе радуга?

Кто может лучше ответить на вопросы о погодных явлениях, чем ученые?

Разобраться в том, как появляется радуга, помог Томас Востал (Thomas Wostal), сотрудник исследовательского центра Министерства науки Австрии. Он работает в Центральном институте метеорологии и геодинамики и занимается проблемами, связанными с погодой.

Как возникает радуга и что происходит при этом с физической точки зрения?

Если солнце освещает «стену» из капель дождя, появляется радуга. Это может случиться, например, когда уходит ливень и появляется солнце и освещает отступающую стену дождя. Когда свет проникает из воздуха в воду или наоборот, он преломляется (отклоняется), потому что плотность воздуха и воды различна.

Свет состоит из разных цветовых компонентов, которые по-разному реагируют на изменение плотности. При появлении радуги свет проходит сквозь воздух и проникает сквозь капли воды. Белый свет разбивается на разноцветные части, то есть спектральные цвета. Внутри капли различные цветовые компоненты отражаются и, покидая ее, снова отклоняются.

В какое время суток можно увидеть радугу?

Формирование ливневых дождей и гроз в значительной степени зависит от дневного потепления и, следовательно, от солнечного света). Потому наилучшие условия для возникновения радуги наблюдаются ближе к вечеру.

В это время ливневые дожди или грозы уже сформировались. При этом солнце стоит еще достаточно высоко для оптимальных геометрических условий появления радуги.

Как определяется размер радуги?

Чем ниже солнце, тем больше радуга. Наблюдаемая с Земли самая большая радуга - это полукруг с углом поля зрения около 42 ° (угол между земной поверхностью и краем радуги). Известно, что преломление световых компонентов составляет около 42 °.

По геометрическим причинам это влияет на размер арки. С горы или с самолета радугу можно увидеть как почти полный круг с точным диаметром 84 °, то есть дважды по 42 °).

Источник: derstandard.at

K2-25b противоречит теории формирования планет

Наблюдения с использованием NSF NOIRLab-программы показывают экзопланету молодой звезды в скоплении Гиад. Она необычайно плотна для своих размеров и возраста. Вес экзопланеты соответствует 25 массам Земли, а сама она чуть меньше Нептуна. Существование такого объекта противоречит предположениям ведущих теорий формирования планет. В результате новых наблюдений экзопланеты K2-25b возник вопрос о том, как она появилась, сообщают ученые в Astronomical Journa .

От нас до звездного скопления Гиад, куда входит M-карлик, центральная звезда K2-25b, приблизительно 150 световых лет. Этому скоплению молодых звезд в направлении созвездия Тельца 600 миллионов лет. Обращается экзопланета вокруг M-карлика за 3,5 дня.

Астрономы предполагают, что планеты-гиганты формируются, собирая сначала скромное ледяное ядро, ​​в 5-10 раз превышающее массу Земли. Затем они создают огромную газовую оболочку, которая в сотни раз больше этой массы. В результате получается газовый гигант, напоминающий Юпитер.

K2-25b нарушает все правила: с массой, в 25 раз превышающей земную, и скромными размерами, экзопланета почти целиком состоит из ядра ​​и очень незначительной газообразной оболочки. Эти странные свойства создают две загадки для астрономов. Во-первых, как K2-25b собрала такое большое ядро, которое во много раз больше предсказанного теорией предела, составляющего 5-10 земных масс? Во-вторых, как с такой большой массой ядра и сильным гравитационным притяжением избежать накопления значительной газовой оболочки?

Экзопланета меньше по размеру, чем Нептун, но примерно в 1,5 раза массивнее. «K2-25b необычна, - отметил глава исследовательской группы Гудмундур Стефанссон, научный сотрудник Принстонского университета. - Обычно эти миры имеют низкую плотность, а некоторые - даже расширенные испаряющиеся атмосферы. K2-25b, судя по проведенным измерениям, кажется, имеет плотное ядро, скалистое или богатое водой, с тонкой оболочкой».

Чтобы изучить природу и происхождение K2-25b, астрономы определили ее массу и плотность. Хотя размер экзопланеты был первоначально измерен с помощью спутника НАСА "Кеплер", ее размер уточнили с помощью высокоточных измерений, проведенных с 0,9-метрового телескопа WIYN в КПНО и 3,5-метрового телескопа в APO.

Наблюдения, сделанные с помощью этих двух телескопов, основывались на простой, но эффективной методике, разработанной в рамках докторской диссертации Стефанссона. В этой технологии используется умный оптический компонент, называемый инженерным рассеивателем, который можно приобрести примерно за 500 долларов. Он позволяет во время транзита планеты более точно измерять светимость звезды и, в частности, размер орбитальной планеты.

Благодаря наблюдениям с помощью диффузоров астрономы теперь могут с большей точностью прогнозировать, когда K2-25b пройдет транзитом свою центральную звезду. Если раньше транзиты можно было прогнозировать только с точностью 30-40 минут, то теперь - до 20 секунд. Это улучшение имеет решающее значение для планирования последующих наблюдений.

Источник: phys.org

В космосе порхает еще одна светящаяся бабочка

Туманность NGC 2899, открытая Джоном Гершелем в далеком 1835 году, предстает на этом снимке во всей своей красе. Ее новое изображение, не имеющее себе равных, раскрывает структуру гигантского объекта во всех подробностях.

У туманности NGC 2899, раскинувшейся в южном созвездии Парусов, внушительные размеры. От нас она удалена на 3000-6500 световых лет.

В центре планетарной туманности две звезды. Одна из них сбросила внешние слои, достигнув конца жизни. Другая - разрушает огромный газовый поток туманности и создает симметричную структуру, напоминающую бабочку. Исследователи Европейской южной обсерватории сумели получить наиболее подробную картину этого объекта.

Газовые облака NGC 2899 простираются на многие световые годы и превышают 10 000 °C. Это обусловлено огромной интенсивностью излучения центральной звезды, которая заставляет водород газовой туманности светиться розоватым ореолом вокруг кислорода, мерцающего синим.

Эта фотография была сделана с помощью инструмента высокого разрешения Очень большого телескопа в чилийской пустыне Атакама. Так называемый Focal Reducer и Low Dispersion Spectrograph, сокращенно Fors, даже делает видимыми бледные внешние края туманности, которые пылают перед фоновыми звездами.

По свидетельству Европейской южной обсерватории, Форс уже внес свой вклад во многие наблюдения. Он участвовал в открытии света, поступающего от источника гравитационных волн, исследовал первый известный межзвездный астероид. Кроме того, прибор использовался для детального изучения физических явлений, лежащих в основе формирования сложных планетарных туманностей.

Источник информации и фото: derstandard.at