nwp.org.pl wszechświat
Cobe
WIDMO PROMIENIOWANIA RELIKTOWEGO wyznaczył w 1990 roku satelita COBE (Cosmic Background Explorer). Okazało się, że ma ono dokładnie taki charakter, jak przewidywano. To wspaniale osiągnięcie zostało jednak przysłonięte przez kolejne wielkie odkrycie. COBE zaobserwował w rozkładzie temperatury tego promieniowania niewielkie fluktuacje na poziomie jednej części na 100 tys., których obserwatorzy pracowicie poszukiwali przez przeszło 20 lat. Są one bowiem kluczem do rozwiązania zagadki pochodzenia struktury we Wszechświecie, czyli odpowiedzi na pytanie, w jaki sposób z pierwotnej plazmy powstały galaktyki, gwiazdy i planety. Od tej pory naukowcy konstruują coraz to wymyślniejsze urządzenia do ...
Cudowna podróż
NIE ULEGAŁO WĄTPLIWOŚCI, że najważniejszym elementem takiej misji powinien być orbiter przeznaczony do badań atmosfery Saturna, jego pierścieni, księżyców i magnetosfery Długo jednak dyskutowano, czy próbnik atmosferyczny zrzucić na Saturna, Tytana czy też na oba ciała. Gdy ostatni wariant okazał się zbyt kosztowny, wybrano Tytana. Przesądziły o tym niezwykle interesujące informacje o jego atmosferze, jakie zdobyto podczas misji Voyagera 1. W 1985 roku ESA miała już opracowany projekt próbnika przystosowanego do słabej grawitacji i gęstej atmosfery Tytana. Kierownictwo agencji nazwało próbnik imieniem Christiaana Huygensa, XVIIwiecznego holenderskiego astronoma, odkrywcy Tytana. Orbiter, skonstruowany w ...
Częstość
Częstości te zostały wybrane w taki sposób, by obejmowały obszar o dużym natężeniu promieniowania (maksimum widma mikrofalowego promieniowania tła przypada w zakresie fal milimetrowych), ale jednocześnie niezbyt wysokim poziomie lokalnego szumu, pochodzącego z naszej Drogi Mlecznej. Sonda wiruje z częstością jednego obrotu w ciągu dwóch minut, a jednocześnie dokonuje precesji z okresem jednej godziny. Teleskopy sondy przeczesują niebo, a układy różnicowe porównują temperaturę w każdym punkcie z temperaturą w tysiącu innych punktów. Powstaje ogromny zbiór danych wzajemnie ze sobą powiązanych. Opracowanie takiego zbioru wymaga ogromnej pracy, a jednym z podstawowych problemów, obok ...
Fizyka lotów
Fizyka lotów w kosmos jest nieubłagana: czy z większym, czy z mniejszym ładunkiem dostać się na orbitę jest bardzo trudno. Do pokonania ziemskiej grawitacji potrzebna jest tak wielka energia, że obecnie budowane pojazdy kosmiczne ledwo mogą unieść paliwo potrzebne do oderwania się od naszej planety. Aby mimo wszystko dostać się na orbitę, używa się rakiet wielostopniowych, których wypalone człony są odrzucane i bezpowrotnie tracone. Jedyną inną możliwością była dotychczas podróż promem kosmicznym, który może latać w kosmos wielokrotnie, ale jest wspomagany przez rakiety na paliwo stałe, odrzucane wkrótce po starcie wraz z ...
Korespondencja
W korespondencji, którą wymieniliśmy, sugerował, że organizmy żywe mogą uniknąć ograniczeń kwantowych na energię i informację przez na przykład powiększenie swych rozmiarów lub stosowanie innych rodzajów pamięci. Jak to wyraził, sprawa polega na tym, czy życie jest "analogowe", czy "cyfrowe" tzn. czy ograniczenia wynikają z fizyki klasycznej, czy kwantowej. Naszym zdaniem, podczas tej długiej i niełatwej wędrówki życie jest cyfrowe. Czy jest jakaś nadzieja na życie wieczne? Mechanika kwantowa, która jak dowodziliśmy, stawia życiu w sposób nieugięty ograniczenia, mogłaby przyjść z odsieczą pod inną postacią. Jeśli na przykład grawitacja kwantowa pozwala na ...
Kosmolodzy nie potrafią
Niestety, kosmolodzy nie potrafią wyznaczyć tego momentu, gdyż nie wiedzą, co spowodowało inflację. Niektórzy fizycy uważają, że inflacja rozpoczęła się, gdy trzy fundamentalne oddziaływania silne, słabe i elektromagnetyczneoddzieliły się wkrótce po powstaniu Wszechświata. Zgodnie z tą teorią w momencie narodzin Wszechświata te trzy oddziaływania były nierozróżnialne, ale rozdzieliły się 10~38 s po Wielkim Wybuchu i ten proces w jakiś sposób spowodował gwałtowne rozszerzanie się Wszechświata. Jeśli ta teoria jest poprawna, to inflacja rozpoczęła się przy energii rzędu 10151016 GeV. (1 GeV to energia, jaką uzyska elektron po pokonaniu różnicy potencjału 109 V; ...
Model hiperboliczny
Friedmann podkreślał, że jego równania modelu hiperbolicznego odnoszą się zarówno do skończonych, jak i do nieskończonych wszechświatów. Jest to uwaga tym bardziej zdumiewająca, że w owym czasie nie znano skończonych przestrzeni hiperbolicznych. W rzeczywistości niemal wszystkie topologie wymagają geometrii hiperbolicznej. W dwóch wymiarach skończona przestrzeń euklidesowa musi mieć topologię 2torusa albo butelki Kleina. W trzech wymiarach możliwe jest tylko 10 skończonych przestrzeni euklidesowych, konkretnie: 3torus i dziewięć prostych jego odmian, powstały na przykład przez sklejenie przeciwległych ścian, z jednoczesnym obrotem o jedną czwartą lub odbiciem zamiast prostego utożsamienia. Dla porównania: istnieje nieskończenie ...
Niedawno obserwatorzy
Niedawno obserwatorzy wykryli ślady takiej korelacji podczas porównania wielkoskalowych struktur widocznych w katalogach galaktyk z danymi zarejestrowanymi przez WMAP. Ilość ciemnej energii, która jest potrzebna do wywołania obserwowanych wielkoskalowych zaburzeń temperatury, zgadza się z ilością oszacowaną na podstawie maksimów akustycznych i odległych supernowych. Ponieważ coraz lepsze są pomiary rozkładu galaktyk, a inne wyznaczniki wielkoskalowej struktury Wszechświata również stają się dostępne, wycalkowany efekt SachsaWolfea może się okazać ważnym źródłem informacji o ciemnej energii. MIKROFALOWE PROMIENIOWANIE TŁA może też dostarczyć kluczowych danych, które pozwolą odtworzyć, co działo się w pierwszych chwilach po Wielkim Wybuchu. ...
Od muzyki do geometrii
(Wszechświat w tamtej epoce był gęsty jedynie w porównaniu z dzisiejszym, który jest od niego miliard razy rzadszy). Tłumienie zaczynało się w skalach dziesięciokrotnie większych, którym obecnie odpowiadają odległości rzędu 100 min lat świetlnych. TAK JAK MUZYCY potrafią odróżnić znakomite skrzypce od przeciętnych, wsłuchując się w bogactwo ich alikwotów, tak kosmolodzy potrafią określić wiek, skład i geometrię Wszechświata, badając podstawową częstość pierwotnego dźwięku i natężenie wyższych tonów harmonicznych. Promieniowanie reliktowe ujawnia rozmiary kątowe obszarów największych fluktuacji temperatury, możemy więc odczytać, jak duże są plamy odpowiadające gorącymi i zimnym obszarom. To z kolei ...
Odpowiedzi
Odpowiedzi na te pytania zaprowadzą nas poza fizykę, którą znamy, i będą wymagały nowego zrozumienia natury przestrzeni i czasu. Aby naprawdę poznać historię Wszechświata, uczeni muszą odkryć głębokie związki między kosmicznym królestwem tego, co bardzo duże, i kwantowym światem tego, co bardzo małe. Wstyd przyznać, ale astronomowie ciągle nie wiedzą, z czego zbudowany jest nasz Wszechświat. Obiekty wysyłające promieniowanie, które potrafimy obserwować, takie jak gwiazdy, kwazary i galaktyki, stanowią tylko niewielki ułamek całkowitej materii Wszechświata. Olbrzymia jej większość jest ciemna, a natura tej ciemnej materii pozostaje nieznana. Większość kosmologów uważa, że składa ...
Pierwsze wyniki
Pierwsze wyniki przeszło rocznych obserwacji prowadzonych z odległego od Ziemi o 1.5 min km miejsca głęboko w przestrzeni kosmicznej zostały opublikowane pod koniec stycznia 2003 roku. Przygotowywana przez Europejską Agencję Kosmiczną sonda Planck, która zostanie wystrzelona w 2007 roku, pozwoli określić własności tego promieniowania jeszcze dokładniej. Kosmolodzy spodziewają się, że obserwacje te dostarczą niezwykle cennych informacji o wczesnym Wszechświecie. W szczególności badacze mają nadzieję na znalezienie bezpośredniego śladu po epoce inflacyjnej. Najważniejszym dowodem przysłowiową dymiącą strzelbą byłoby zaobserwowanie inflacyjnych fal grawitacyjnych. W 1918 roku Albert Einstein przewidział istnienie fal grawitacyjnych jako konsekwencję ...
Problem hierarchi
Przypomnijmy, że dla dwóch dodatkowych wymiarów problem hierarchii znika, gdy są one większe od milimetra. Pomiary pola grawitacyjnego mogłyby zatem wykryć odstępstwa od newtonowskiego prawa odwrotności kwadratu odległości, które dla odległości około milimetra powinno zostać zastąpione przez prawo odwrotności czwartej potęgi odległości. Rozszerzenie zakresu podstawowych badań doprowadziło do odkrycia wielu innych potencjalnych odstępstw od prawa powszechnego ciążenia Newtona, a najbardziej interesująca jest ewentualność pojawienia się siły odpychającej milion razy silniejszej od grawitacji, działającej między masami odległymi o mniej niż milimetr. Laboratoryjne doświadczenia, w których wykorzystuje się specjalnie skonstruowane detektory już się rozpoczęły; ...
Pytania
Pytania dotyczące budowy Wszechświata zajmowały astronomów od czasów Newtona, który się zastanawiał, dlaczego wszystkie planety okrążają Słońce w tym samym kierunku i znajdują się niemal w tej samej płaszczyźnie. W swoim dziele Opticks z 1704 roku pisał: "Czysty przypadek nigdy nie mógłby spowodować poruszania się wszystkich planet w taki sam sposób po koncentrycznych orbitach." Newton sądził, że tak niezwykła jednorodność w układzie planetarnym musi być rezultatem Boskiej interwencji. Dziś astronomowie wiedzą, że wspólna płaszczyzna ruchu planet jest naturalnym wynikiem tego, że Układ Słoneczny powstał jako wirujący dysk gazu i pyłu. W rzeczywistości ...
Sens
Czy też Wszechświat istniał już wcześniej? Jeszcze dziesięć lat temu takie dociekania zostałyby uznane za bluźnierstwo. Większość kosmologów uważała je po prostu za pozbawione sensu tak samo jak pytanie, co znajduje się na północ od bieguna północnego. Jednakże postępy fizyki teoretycznej, a zwłaszcza narodziny teorii strun, doprowadziły do zmiany tej sytuacji: Wszechświat przed Wielkim Wybuchem stał się przedmiotem badań kosmologii. Rosnące zainteresowanie tą tematyką oznacza, że wahadło intelektu, które waha się tam i z powrotem od tysiącleci, osiągnęło kolejne skrajne położenie. W tej czy innej postaci kwestia początku wszechrzeczy zaprzątała umysły filozofów ...
Super nowe
ABY WYKORZYSTAĆ tę prostą zależność, musimy znaleźć obiekty, które mają jednakową moc promieniowania (czyli ilość energii wypromieniowywanej w ciągu sekundy) i mogą być obserwowane z bardzo daleka. Oba te warunki spełnia szczególna klasa supernowych tzw. supernowe la. Te wybuchające gwiazdy są na tyle jasne, że przez ziemskie teleskopy widać je nawet wtedy, gdy znajdują się w polowie odległości do granicy dostępnego obserwacjom obszaru Wszechświata (Kosmiczny Teleskop Hubblea pozwala nam sięgnąć jeszcze dalej). Przez ostatnie dziesięciolecie badacze dokładnie zmierzyli moc promieniowania supernowych la, dzięki czemu można teraz wyznaczyć odległość do miejsca wybuchu gwiazdy, ...
Katalog