General, Research, Technology

Наш Всесвіт стає гаряче, з'ясували вчені

Згідно космологічної теорії, що переважаєсьогодні в науковому співтоваристві, Всесвіт народився близько 13,7 мільярдів років тому в ході процесу, відомого як Великий Вибух. З тих пір простір розширюється і охолоджується. Однак недавнє дослідження Університету штату Огайо спільно з Університетом Джона Хопкінса та Інститутом астрофізики імені Макса Планка поглибилося в історію Всесвіту і виявилося, що це не зовсім так. Фактично, дослідники стверджують, що середня температура газових хмар, з яких утворюються зірки і галактики, збільшилася в десять разів за останні 10 000 мільйонів років, досягнувши до сьогоднішнього дня майже двох мільйонів градусів. Таким чином, астрономи підтвердили, що галактики нагріваються згодом через гравітаційного колапсу космічної структури і саме з цієї причини потепління Всесвіту продовжиться і в майбутньому.

Виявилося, Всесвіт стає все гаряче і розширюється з прискоренням

Як виник Всесвіт?

Теорія Великого вибуху - це космологічнамодель, теорія, яка використовується для опису початку і еволюції нашого всесвіту. Відповідно до цієї теорії, Всесвіт була в дуже гарячому і щільному стані, перш ніж почала розширюватися 13,7 мільярдів років тому. Важливо розуміти, що Теорія великого вибуху заснована на фундаментальних спостереженнях, включаючи спостереження космічного мікрохвильового фонового випромінювання (релікітового випромінювання), яке являє собою подобу викопного випромінювання, що випускається в ранньому Всесвіті, коли вона була гарячою і щільною.

У 1920 році видатний астроном Едвін Хаббл помітив, що відстань між галактиками збільшується всюди у Всесвіті. Це означає, що галактики повинні були бути ближче один до одного в минулому. Реліктове випромінювання, яке можна спостерігати всюди у Всесвіті, було відкрито в 1964 році.

Карта флуктуацій реліктового випромінювання в галактичних координатах за даними космічної обсерваторії «Планк».

Примітно і те, що склад Всесвіту - тоє кількість атомів різних елементів - узгоджується з Теорією великого вибуху. На сьогоднішній день Теорія великого вибуху є єдиною теорією, здатної пояснити, чому ми спостерігаємо достаток первинних елементів у Всесвіті.

Великомасштабна структура Всесвіту

Згідно результатом дослідження,опублікованого в журналі The Astrophysical Journal, наш Всесвіт нагрівається. Нова робота, як відзначають її автори, підтверджує висновки Нобелівського лауреата з фізики 2019 року Джума Пібельса, який виклав теорію про те, як формується великомасштабна структура Всесвіту.

Під великомасштабної структурою розуміється то,як скупчення галактик розподіляються в загальному масштабі Всесвіту, створюючи ту саму космічну павутину. Така структура створюється з гравітаційного колапсу темної матерії і газу.

Так виглядає таємнича космічна павутина

В ході роботи дослідники зафіксували більшеніж 10-кратне збільшення середньої температури накопиченого газу у Всесвіті за останні 10 000 мільйонів років, включаючи газ в галактиках. Ці висновки підтверджують теорію, що пояснює появу великомасштабних структур.

Ще більше цікавих статей про останні наукові відкриття в області астрономії та космології, читайте на нашому каналі в Google News.

Як змінювалася температура у Всесвіті?

Світло, який ми бачимо від об'єктів, найбільшвіддалених від Землі, старше, ніж світло, що виходить від найближчих об'єктів. Світло від більш віддалених об'єктів, по суті, повинен був зробити більш тривалу подорож, щоб дістатися до наших телескопів. Цей факт, поряд з методом, здатним оцінювати температуру по світу, дозволив міжнародній команді вчених виміряти середню температуру газів в ранньому Всесвіті (тих, які оточують найвіддаленіші об'єкти), а потім порівняти її з середньою температурою газів, найбільш близьких до Землі.

Щоб зрозуміти, як змінювалася температура уВсесвіту протягом всієї її історії, дослідники використовували дані двох місій - Planck і Sloan Digital Sky Survey. Перша місія - це спільна робота Європейського космічного агенства і NASA, основна мета якої полягає у виявленні анізотропії (невеликі перепади температур) у Всесвіті практично відразу після Великого Вибуху. Мета другої місії - найбільший в історії збір докладних зображень і світлових спектрів Всесвіту.

У міру розвитку Всесвіту такі об'єкти, як галактики і скупчення галактик, привертають все більше і більше газу, який поступово нагрівається

Дослідники використовували новий метод, якийдозволив їм оцінити температуру газу, що утворився в ранньому Всесвіті дуже далеко від Землі і порівняти її з температурою газових хмар, розташованих ближче до нас і, отже, що утворилися пізніше.

Автори роботи об'єднали дані двох місій і оцінили відстані ближніх і дальніх гарячих газів, вимірявши їх червоне зміщення - систему, яка дозволяє оцінити, як швидковидаляються віддалені об'єкти від нас і на яких відстанях вони знаходяться. Чим далі знаходиться зірка або галактика, тим більше довжина хвилі її світла, яка зміщується в червоний колір спектра.

Читайте також: розплітаючи веселку - як таємниці світла привели людство до відкриття темної матерії?

Таким чином було виявлено, що в сучаснійВсесвіту температура газів досягає близько двох мільйонів градусів Кельвіна (близько чотирьох мільйонів градусів за Фаренгейтом) навколо найближчих до Землі об'єктів. Що приблизно в 10 разів перевищує температуру газів навколо більш віддалених об'єктів. Виходить, дослідники змогли підтвердити, що Всесвіт нагрівається згодом через гравітаційного колапсу космічної структури, І більш ніж ймовірно, що це потепління продовжиться в майбутньому.

«Всесвіт нагрівається через природнепроцесу утворення галактик і інших структур. Цей процес, однак, не має нічого спільного зі зміною клімату на нашій планеті », - пишуть автори дослідження.

При цьому в цілому середня температура Всесвіту вцілому все ще досить холодна, близько -454,76 градусів за Фаренгейтом (- -270,42 градусів за Цельсієм). Для порівняння - температура нашого Сонця може досягати до 15 мільйонів градусів Цельсія.