Устранить противоречие или всё же подогнать под результат наблюдений?
Стареющие звезды открывают новые возможности измерения космических расстояний
Несмотря на то, что астрономы измеряют космические расстояния на протяжении более чем ста лет, они не могут прийти к единому мнению относительно скорости расширения Вселенной. Метод, основанный на измерении расстояний до особого класса стареющих звезд в других галактиках – называемый методом J-области асимптотической ветви гигантов (J-region Asymptotic Giant Branch, или метод JAGB) – может помочь разрешить это противоречие.
В новой работе исследователи во главе с магистрантом Чикагского университета, США, Эбигейл Ли (Abigail Lee) проанализировали наблюдения света, идущего со стороны одной близлежащей галактики, для подтверждения возможности использования метода JAGB для измерения космических расстояний. Этот новый метод позволит в будущем производить независимые определения расстояния и может дать ответ на один из важнейших вопросов современной космологии: насколько быстро происходит расширение Вселенной?
В 1920 г. американский астроном Эдвин Хаббл открыл, что чем дальше от нас находится галактика, тем с большей скоростью она удаляется от нас. Отношение между расстоянием до галактики и скоростью ее движения носит название постоянной Хаббла.
Постоянная Хаббла является фундаментальной характеристикой нашего мира, однако ее прямые измерения, использующие данные по расстояниям до галактик и так называемые «стандартные свечи» в форме сверхновых типа Ia, расходятся с измерениями, основанными на изучении реликтового излучения – фонового излучения ранней Вселенной. Это расхождение является одной из крупнейших проблем современной космологии.
Метод JAGB может помочь разрешить эту проблему. Звезды, относящиеся к области J асимптотической ветви гигантов, представляют собой особый класс стареющих гигантов, содержащих значительные количества углерода в атмосфере, который доставляется к поверхности с конвективными потоками, в результате чего поверхность приобретает отчетливый цвет и характеризуется определенной яркостью, что позволяет идентифицировать эти звезды на фоне других звезд галактики.
«Мы наблюдали эмпирически, что данные звезды демонстрируют неизменную светимость при переходе от одной галактики к другой», - сказала Ли.
Это свойство звезд JAGB позволяет использовать их в качестве «стандартных свечей». В своей работе команда Эбигейл использовала четыре разных независимых метода оценки космических расстояний с целью определения сравнительных характеристик метода JAGB. Проведенный анализ показал, что метод JAGB является более быстрым, точным и удобным, в сравнении с другими известными методами определения космических расстояний. Метод может быть использован для калибровки значений расстояний до сверхновых типа Ia – других «стандартных свеч», позволяющих оценивать большие по величине космические расстояния, такие как расстояния до далеких галактик. Скорректированные значения космических расстояний до далеких галактик могут позволить устранить противоречие в значениях постоянной Хаббла, получаемых различными методами, пояснили авторы.
Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal.
(Добавил: Hot Temp)
Это уже который метод измерения постоянной Хаббла? Насколько я помню, есть по свечкам, по красным гигантам, по гравитационным линзам, и это, наверное, ещё не всё. И вот ещё один вариант. Чисто западный подход – идут от эксперимента. Ан нет, чтобы подумать. Тогда Темная энергия превратится в небольшой избыток электрического заряда части Темной материи (7,6% по массе), равномерно распределенной по всему объёму Вселенной. И Вселенная начнет расширяться, причём разноускоренно – внешние слои Вселенной быстрее, внутренние слои Вселенной медленнее. Отсюда вывод – значение постоянной Хаббла зависит (растёт) от расстояния. (Мы сидим в центре этого расширяющегося шарика).
viktorchibis, то что мы оказались пупом Вселенной уже говорит об ошибочности вашего предположения.
Про Илона почему нет вестей? Он там посадил свою консервную банку. Почти удачно :)
Любую точку пространства можно принять за центр, т. к. это только иллюзия. Истинный центр находится в четвёртом пространственном измерении. ИМХО!
viktorchibis, мне на самом деле всё равно, находимся мы в центре или на окраине Вселенной. Просто это маловероятно.
Я как то наталкивался на хорошее сравнение:
Выбросим одну координату, в реале 2 координаты, чтобы получить только плоский 2-х мерный мир. Тогда Вселенная - это резиновый шарик. Он надувается. Мы - это крупинка где то в произвольном месте шарика. Любая точка на этом шарике удаляется от нас тем быстрее, чем дальше она от нас. Любая точка шарика - это центр расширения для плоского наблюдателя. И воображаемые мы - точно в центре мира. Потому что любая точка шарика равноправна.
Вернем координату, а лучше сразу 2 - мы снова в центре мира.
И снова все рассуждения верны. Просто истинный центр расширения виден в 5-ти мерной Вселенной. А у нас только 4 измерения.
Теоретическая вероятность нахождения Млечного пути в любой точке крупномасштабной структуры Вселенной абсолютно одинаковая.
Исходя из изотропии наблюдательных данных, мы находимся в центральной части Вселенной. Уточнение значения постоянной Хаббла по разным направлениям для равноудалённых объектов, может конкретизировать положение МП во Вселенной.
viktorchibis, Вы же не будете утверждать, что вероятность выпадения определённой цифры на игральном кубике 50%? Или выпадет, или нет)))
Вероятность нахождения Млечного пути в любой точке Вселенной действительно одинаковая. Но центр Вселенной один. А всё остальное пространство - не центр. И не центра во Вселенной на порядки больше, чем центра. Вероятность оказаться в центре близка к нулю.
А насчёт постоянной Хаббла даже не знаю. Она считается одинаковой в любой точке Вселенной. К тому же, тут на веру надо принять верность ТБВ, с её инфляцией и т.д. А может быть Вселенная образовалась не так. Может быть она намного больше, чем по ТБВ. Тогда даже если постоянная Хаббла будет отличаться в разных направлениях, это не будет говорить о нашем местоположении. А изотропия вполне нормальное явление и по ТБВ. Пространство ведь везде одинаково расширяется. Окраина не должна отличаться от центра.
Искать центр Вселенной во Вселенной тоже самое, что искать центр сферы на её поверхности. Долго придётся искать.
JamesWebb, по Вашей логике (теории вероятности) вероятность МП оказаться в любой другой точке Вселенной также ничтожна, по сравнению с вероятностью оказаться в любой другой точке. Так оно так и есть.
А вот дальше надо «или …, или …». Речь идёт о совершенно разных подходах (кто до чего додумался). Официальная физика додумалась до изотропного расширения пространства Вселенной во всех точках с одинаковой скоростью. В этом случае ДА - постоянная Хаббла = const во всех направлениях. У этой модели есть один «маленький» недостаток – нет физической модели такого пространства (волшебного горшочка, который непрерывно варит кашу). Кроме того, в таком пространстве вся материя должна быть жёстко прибита к своему окружающему пространству и вместе с ним разлетаться в разные стороны. Что за силы удерживают материю в «своём» пространстве, и куда при этом деются законы инерции никто не знает, и даже не говорят об этой проблеме.
И есть другой подход, на основе классической физики, без всех этих искусственно придуманных «непоняток». Я его кратко сформулировал в ком. 2. В соответствии с ним 92,4% нейтральной ТМ образует вместе с барионкой галактики, а 7,6% частиц ТМ имеет небольшой одноименный заряд. Заряженные частицы ТМ равномерно распределены по всему объёму Вселенной и расталкивают друг друга (как в тесной толпе). Первыми начинают разбегаться частицы на окраине толпы, затем следующий слой, следующий и т.д. Эти разбегающиеся частицы своей массой гравитационно тянут за собой окружающую материю Вселенной, опять же начиная с её окраин. В этой модели крайние слои Вселенной имеют не просто бОльшую скорость, а бОльшее ускорение, как по Риссу и Ко (Нобелевская премия 2011 г.). И никакой потусторонней Темной энергии. Постоянная Хаббла при этом на бОльшем расстоянии имеет бОльшее значение (в чем собственно и заключается так раздутая «проблема» превышения её значения по Риссу над другими значениями для более близких галактик). Вот только официальная физика этого признать не может, потому что в этом случае рушится модель космологии с Темной энергией, за которую Джим Пиблс также получил Нобелевскую премию в 2019 г.
Хочу пояснить, откуда берётся избыток заряженных частиц ТМ. По моей модели вся материя (симплы) образуются под воздействием мощного магнитного поля, путем растяжки электрических вихрей виртуальных фотонов в вихри-спиральки (с последующим сворачиванием их в бублики). Каждый эл. вихрь ВФ имеет собственный магнитный момент. ВФ ориентированы в пространстве произвольно. В результате собственный магнитный момент ВФ может или «помогать» внешнему магнитному полю растянуть ВФ в спиральку, или противодействовать. Во втором случае часть ВФ (плоскость вихрей которых расположена почти параллельно вектору внешнего магнитного поля) просто не растянутся в спиральки, и симплов с таким эл. зарядом образуется меньше. Отсюда и избыток симплов с противоположным эл. зарядом, причем не коротких, а самых длинных (тау-), из которых образуются тау-нейтрино, составляющие частицы ТМ. Избыток заряженных тау-симплов также остаётся в ТМ.
Мне вот интересно, уважаемые коллеги, а где вы край вселенной нашли? Да еще так, чтоб на окраинах кто-то сильнее куда-то(sic!) тянет материю.
LuxiFero, а по Вашим представлениям Вселенная бесконечна? Это, кстати, не согласуется ни с какой моделью расширения Вселенной.
Виктор, однако в некотором смысле согласуется. Если под бесконечностью понимать бескрайность.
Например поверхность сферы не имеет краёв. Но если увеличивать радиус, то увеличится и площадь сферы. По сути это модель ТБВ. Только вместо сферы, где площадь XY растёт за счёт глубины Z, в нашей трехмерной Вселенной объём XYZ растёт за счёт четвёртого измерения Q.
Можете Q-измерение называть Темной Энергией, если хотите.
Так что Виктор, есть такая модель. И кстати, LuxiFero не сказал "бесконечность". Он лишь усомнился в наличии "краёв". А это не одно и то же.
к.14 LuxiFero, в том же самом месте, где другие люди нашли отсутствие краёв :)
Центр Вселенной может находиться только в центре большого сверхскопления галактик. Например, в Печи. Но никак не в районе Млечного Пути.
Подозреваю, что как раз из центра Вселенной происходит выброс новой материи, из которой постоянно рождаются новые галактики.
dengess1, «поверхность сферы» имеет два края – сверху и снизу. Куб имеет края в трех направлениях с двух сторон по каждому.
.
«в нашей трехмерной Вселенной объём XYZ (может) раст(и) за счёт четвёртого измерения Q» – это, пожалуйста, к Mahe и Leonidy.
Вообще Вы слишком прямолинейно понимаете физические теории с четвёртым измерением. Все эти заумные картинки с попытками визуализировать четвёртое измерение (которые нам предлагал в том числе и Leonid) – это не физика. Изначально в физике разговор пошел о дополнительных измерениях от связи пространства и времени в единый континуум Минковского (математику такую придумали). Причем тут четвертое измерение?
Далее «злую шутку» сыграла концепция отождествления некоторых физических законов с симметриями. Как то: преобразования во времени – закон сохранения энергии, преобразования в пространстве – закон сохранения импульса, калибровочные преобразования – закон сохранения заряда, и т.д. При этом, как всегда, физика идёт рука об руку с математикой. Математики придумали кучу этих разных параметров засовывать в единые формулы по принципу элементов матрицы. Нашлись умники, которые предложили называть это дополнительными измерениями. Количество параметров в официальной физике постоянно растёт (надо же латать бреши). Чтобы это сгладить, стали умалчивать про новые параметры, а говорить об увеличении числа измерений. Особенно всё это «попёрло» в Теории струн. Но по сути – всё это просто новые физические параметры, необходимые официальной физике, чтобы свести концы с концами. А они всё не сходятся. Потому что нет вразумительной физической модели основы. Математика тут не поможет.
Ostman (к.19) – разумно (хотя я сильно хорошо не знаю крупномасштабную структуру Вселенной и её динамику). Поэтому в ком. 9 я и писал – «Уточнение значения постоянной Хаббла по разным направлениям для равноудалённых объектов, может конкретизировать положение МП во Вселенной».
Виктор, уж простите меня заядлого гравиционщика полагающего возможность искривления пространства, а значит и наличия четвёртого пространственного измерения. Грав-линзы, сингулярности чд и прочие релятивистские эффекты вполне могу считать косвенными доказательствами Q-континуума.
По моему предположение о наличии каких-то краёв у Вселенной сильно напоминает взгляд плоскоземельцев на Землю. У них тоже есть края Земли и какой-то центр на её поверхности. Мол за горизонтом ничего не видать, ну типа и нет там ничего :-(. А ведь достаточно было внести третье измерение - глубину, и вуаля!, отпала необходимость в краях у Земли. Земля оказалась вдруг шаром. А шар - это самая экономичная форма в трёхмерье.
Всё таки прадоньте ув. Виктор, ваши аргументы мне кажутся не слишком убедительными. Ваши симплы я пока воспринимаю некими "китам", "черепахами" или "слонам" в плоскоземельном мифе. Хотя скорей всего из-за моего невежества :-) но пока так.
Итак два значения постоянной Хаббла. А тут появится третье :) Жаль пока не намерил по своей методе. Методика есть, а результата по этой методике ждем.
А вот непонятно: Почему постоянная Хаббла - постоянная? Почему там линейная зависимость? Это как-то обосновано? (Чуть помедленнее, я записсваю...)
viktorchibis, что вы так на математику наезжаете? Математика это всего лишь суперлаконичный язык. Можно сказать: Изменение движения имет своей причиной внешнее взаимодействие. Или короче: Ускорение пропорционально внешней силе. Или ещё короче: F = ma. Всего и делов.
37, да в том и дело, что с постоянной Хаббла непонятки. Нобелевку дали за то, что она вдруг оказалась не постоянной, а растущей со временем. Причем необычно быстро дали. Обычно Нобелевку маринуют десятилетиями. Но потом вдруг другие исследователи обнаружили, что это, вроде, не так. Ошибся господин Рисс. Но так как Нобелевки не возвращают, то неудобно как-то стало и все мусолят про ускоренное расширение Вселенной. Даже темную энергию придумали, которая расталкивает Вселенную все быстрее. Но её никто не видел даже намеками. В общем дело темное.
dengess1, с плоскоземельщиками, китами, черепахами, и слонами сравнение не корректное (не научное). Все данные «модели» опровергаются физическими экспериментами. Впрочем, как и наличие четвертого измерения у Вселенной. Ещё Leonid здесь многократно писал, что данные реликтового излучения свидетельствуют о трехмерности Вселенной. Самое элементарное доказательство трехмерности Вселенной – это закон Кулона, в котором сила (энергия) взаимодействия убывает обратно-пропорционально квадрату расстояния. Конечно, «физики», не знающие, что гравитационное взаимодействие в своей основе есть результат взаимодействия эл. и магн. зарядов, могут «катить бочку», мол в гравитации всё не так, и кивать на искривление пространства (в четвертом измерении). Но пространство-то может благополучно «искривляться» (выстраивать цепочки-взаимодействия) и в трёхмерном пространстве.
Вообще на эту тему масса работ, и научных, и спекулятивных (их надо различать). Наиболее кратко и толково написано у Климец А. П. в работе ПОЧЕМУ ПРОСТРАНСТВО ТРЕХМЕРНО, 2018 г. (он отталкивается от работы Эренфеста, 2017 г.). Вот цитаты из неё.
«По всеобщему убеждению специалистов, при планковских параметрах формируется «истинная» физика в том смысле, что понимание происходящих процессов в этой области приведет к построению единой теории поля, квантовой теории гравитации, созданию теории происхождения Метагалактики и количественному представлению физической геометрии. Это относится и к такой фундаментальной характеристике пространства, как его размерность».
«Из топологической теории размерности следует, что размерность пространства задается размерностью порождающего его элемента геона (по-«русски» кванта)».
«С релятивистской точки зрения понятие «пространство» выражает совокупность отношений, складывающихся в движении и взаимодействии реальных физических объектов. Число независимых взаимоотношений между частицами в вакууме может быть разным. Это число и определяет параметрическую размерность».
.
Далее следует математика, из которой строятся графики зависимости полной энергии геона E(R) в пространствах с размерностями 1,2,3,4,5,.....,n.
Вот адрес этого рисунка - cloud.mail.ru/public/zn1L/RR7HRXkpy
.
«Из рис. 1 видно, что максимумы кривых E(R) в пространствах U1, U2, U4, U5, … Un лежат выше максимума кривой E(R) в U3. Это означает, что образование планковских геонов, с энергетической точки зрения, наиболее выгодно в U3».
«Если исходить из принципа, что любая физическая система стремиться реализоваться в состоянии с наименьшей энергией, то вполне очевидно, что, благодаря изложенному выше механизму образования геонов в n-мерных пространствах, выбор трехмерного пространства из всех других возможностей при формировании наблюдаемой Метагалактики был заранее предрешен».
Teddy, я очень уважаю математику. В школе я её любил даже больше физики, регулярно участвуя в олимпиадах.
Мне не нравятся физики, которые сдали свой «суверенитет», и пошли на поклон к математикам, преклонив перед ними головы, и забыв, что математические модели без физических ничего не стоят.
Я никогда не утверждал, что наша Вселенная не трехмерная. Я лишь предложил рассматривать нашу 3Д-вселенную как оболочку 4Д-объекта в 4Д-пространства, не воспринимаемом нами.
Считаю флегматичным маразмом утверждения типа:
"Стареющие звезды", так как временной промежуток такого суждения, для такого утверждения, весьма условный.
Звезда взрослеет а её как бы ущемляют в правах.
Нехорошо...
Почему постоянная Хаббла - постоянная?
______________________________________
Думали что постоянная, а оказалось - переменная. Поэтому и не могут определить значение этой "постоянной".
У нас на работе говорят: Нет ничего более постоянного, чем временное. А у Хаббла наоборот получилось. Хаббл - гений, парадоксов друг.
Если попробовать представить пространство не как отдельную сущность, а как континуум пространства-времени, то граница у вселенной есть только в прошлом, ≈13,8 млрд лет назад. А сейчас есть пространства, не зависящие друг от друга, так как разбегаются они со сверхсветовой скоростью, то есть ни один вид известного взаимодействия не может влиять на другие участки «убегающего» пространства-времени, ни один фотон не долетит до точки, удаленной от нас более, чем на ≈5*10^10 парсек. Учитывать при этом какие-то невнятные границы вселенной бессмысленно.
А если учесть, что мы живем на трехмерной поверхности четырехмерной сферы, где одно из измерений (время) бесконечно и линейно растет, то будет понятно, что объем бесконечен и линейные расстояния бесконечны.
LuxiFero, бесконечность на сегодняшний деть всего лишь математическое понятие. В реальности ничего бесконечного не найдено. Предположим, что измерение времени будет расти бесконечно. Разве это говорит о том что три измерения пространства обязаны расти вместе с ним? Если взять к примеру ту же инфляцию из ТБВ, то можно заметить, что измерения пространства не связаны жёстко с измерением времени. А даже если были бы, то это не значит, что границы нет. У времени граница есть. Мы на ней находимся. И у пространства она тоже есть. И она внятная. Может быть ни один фотон и не сможет до неё долететь, и вероятно сквозьпространственное перемещение невозможно, но это не отменяет само существование границы. Вы высказывались против края Вселенной, но сами же его описали своей четырёхмерной сферой. Бесконечность бесконечностью, а в единый момент времени край у вашей сферы есть.
Хотя нет. В вашей сфере его нет. Я же представляю себе трёхмерную сферу, а вы все три пространства упаковываете в её двухмерную поверхность, а диаметр сферы - это время. Тогда края нет. И граница не просто "размытая", её вообще нет, и никогда не было. Вселенная получается бескрайняя, но не бесконечная в момент времени. Я в математике не силён, и называю всё это математическими играми. Плохо представляю себе упаковывание трёхмерного пространства в двухмерное. Мне это видится как то, что в своей игре вы просто потеряли одно из измерений пространства.
JamesWebb, я не упаковывал трехмерное пространство в два измерения. Вспоминается сразу Stan с его постулатом о неразвитом человеческом языке. Слово «поверхность» в данном случае обозначает не плоскую двумерную бескрайнюю поверхность трехмерной сферы, как раньше воспринимался весь мир, но трехмерную поверхность четырехмерной сферы. Так как нет пока нужного слова, приходится довольствоваться этим. Так вот пространство-время само по себе четырехмерно, к каждому из трех пространственных измерений добавляется четвертое - время, то есть это не как дополнительная стрелка на графике xyz, а дополнительное измерение в каждом из трех пространственных. Так как это интуитивно не понятно - нам просто не с чем сравнить в том мире, который мы видим вокруг, то и возникает дефицит понимания и дефицит терминологии, ведь живя в трехмерном мире, воспринимая время только как разницу между двумя тиками часов, тяжело представить картину четырехмерного мира, в котором время одно из равноправных измерений. Вы же не будете спорить, что у любого тела в пространстве есть всего три координаты только при статичном времени, а у тела, перемещающегося в пространстве-времени, добавляется понятие скорости и вектора, которые и есть аналог записи четырехмерных координат?
LuxiFero, у вас модель не четырехмерная, а множество трехмерных. Так, видимо, вы боретесь с трудностями представления четырехмерного пространства. Но это контрпродуктивно. Вы отнимаете непрерывное время у нашего мира. Это не пространство Минковского.
LuxiFero, я бы не стал Время рассматривать как пространственное измерение. Пожалуй тут Teddy прав (п.37). Иначе Время будет представляться лишь как множитель статичных 3д-сцен. То ест Время лишь делает статику пространства динамичной.
Если говорить о нашей Вселенной как о 3Д-поверхности натянутой на 4Д-сферу, то тут лучше пожалуй говорить о четырёхмерной геометрии плюс Время. В смысле само Время рассматривать как принципиально иное, дополнительное к пространству измерение. То есть 4D (статическое пространство) + Время (динамика).
37, 38. Возможно, я написал неверное слово, из-за чего и был понят неверно. Не аналог записи, а эрзац записи четырехмерных координат.
По поводу четвертого пространственного измерения - много опытов было, которые пока подтверждают, что пространство таки трехмерно. Если кто-то сможет доказать обратное, то появится новая физика и новая геометрия, конечно же, но старые пока справляются.
Пространство Минковского - это способ наиболее точный описания четырехмерного пространства-времени, который работает в СТО и ОТО, которые тоже пока никто не смог опровергнуть, не смотря на все старания.
Описание мира как 2-3-4-nd статического пространства с учетом времени как показателя динамики процесса - это и есть множество n-мерных пространств по множителю t, что соответствует золотому веку физики Ньютона, когда интуитивно все было понятно.