новости космоса
3784 61
12 марта 2021 16:29:05

Сверхмассивные черные дыры формировались из массивных звезд ранней Вселенной

Недавние наблюдения показали, что в центре каждой галактики лежит сверхмассивная черная дыра (СМЧД). Но откуда во Вселенной появились эти СМЧД? Это до сих пор продолжает оставаться загадкой в настоящее время. В новом исследовании международная исследовательская группа под руководством Такаши Дж. Морийи (Takashi J Moriya) из Национальной астрономической обсерватории Японии спрогнозировала экстремальную вспышку сверхновой со стороны сверхмассивной звезды, которая, возможно, является прародителем СМЧД. Расчеты, проведенные командой Морийи, показывают, что эту сверхновую можно будет наблюдать при помощи космического телескопа James Webb Space Telescope (JWST), запуск которого планируется к концу 2021 г.

Изучение формирования СМЧД является важной темой в современной астрофизике. Наиболее популярная современная теория предполагает, что зародыши будущих СМЧД формировались после гибели первых массивных звезд ранней Вселенной, а затем эти зародыши продолжили аккумулировать окружающий их газ, чтобы в конечном счете превратиться в СМЧД, которые мы наблюдаем сегодня. Однако этой теории бросает вызов тот факт, что массы большинства массивных звезд, обнаруженных в местной части Вселенной, составляют примерно от одной до двух сотен масс Солнца. Если звезда с такой массой взрывается как сверхновая, то оставшейся на ее месте черной дыре требуется поддерживать максимально возможную эффективность аккреции материала, чтобы вырасти до размеров СМЧД, наблюдаемых сегодня. Однако в реальных условиях очень сложно обеспечить постоянное поддержание максимальной скорости аккреции газа.

В своей работе команда Морийи предлагает рассмотреть возможность существования релятивистски нестабильной сверхновой, прародителем которой является первичная сверхмассивная звезда (10^4 – 10^5 масс Солнца). Согласно этой гипотезе, во Вселенной существовало небольшое число первичных звезд массами порядка десятков тысяч масс Солнца. Они могли послужить прародителями первых зародышей СМЧД в галактиках Вселенной. В случае такого большого зародыша у него появляется «запас» по скорости аккреции, которая теперь не должна постоянно поддерживаться на максимально возможном уровне.

Но как доказать возможность существования таких первичных звезд с учетом того, что большинство из них сколлапсировало в черные дыры? В своей работе Мория и его группа провели изучение процессов лучистого переноса вещества на оригинальной математической модели и пришли к выводу, что предстоящая миссия JWST имеет возможность наблюдать такую сверхновую. Осталось дождаться и проверить это предположение, отмечают авторы.

Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.


(Добавил: Hot Temp)

комментарии
1
3748 · 12-03-2021

"спрогнозировала экстремальную вспышку сверхновой со стороны сверхмассивной звезды" Дак звезду то саму нашли? И с чего взяли, что она рванет? Такая звезда вообще существовать не может, сколлапсирует моментально. // А на картинке - мозг жабы в разрезе?

2
Nablydatel133 · 12-03-2021

Местоположение - неизвестно!!!
Задача обнаружить.

3
viktorchibis84 · 12-03-2021

«Согласно гипотезе, во Вселенной существовали первичные звезды массами порядка 10^4 – 10^5 масс Солнца. Они могли послужить прародителями первых зародышей СМЧД».
.
Весь вопрос – Почему эти звезды не вспыхнули как все нормальные массивные звезды раньше, когда их масса составляла несколько десятков масс Солнца? Ведь они же проходили этот рубеж массы в процессе своего формирования, а значит там уже возникали условия для термоядерных реакций. А если они зажглись на этом рубеже, то «они светят гораздо ярче, чем Солнце, и мощность их излучения настолько высока, что они этим излучением расталкивают окружающее вещество, тем самым ограничивая дальнейшее увеличение своей массы» (Дмитрий Вибе).
.
Нет, я склоняюсь к варианту формирования зачатков СМЧД (т.н. ПЧД) ещё до рекомбинации, когда всё вещество существовало ещё виде плазмы. На том этапе пространство имело ещё остаточную намагниченность (остатки магнитного поля лопнувшей сингулярности). Мизерные остатки этого реликтового магнитного поля находят и в наши дни в войдах где нет никакой материи (по расщеплению и разному отклонению света квазаров).
В плазменную эпоху все частицы плазмы имели повышенную кинетическую энергию, которая не позволяла им кучковаться под действием относительно слабых гравитационных сил. Но в то же время все частицы плазмы (начиная с симплов) имели эл. заряд и магн. момент. И при наличии внешнего магнитного поля, в работу вступали электромагнитные силы, которые собирали частицы в области повышенной плотности магнитных силовых линий. Часть симплов объединялись в реликтовые нейтроны. А в областях с особо повышенной плотностью частиц происходил их коллапс в первичные Черные дыры (ПЧД). Данная схема одновременно объясняет, откуда во Вселенной взялись Черные дыры с промежуточной массой в десятки масс Солнца, столкновения которых фиксируют детекторы Гравитационных волн.
ИМХО (для Leonida, если он нас читает).

4
Гришин_С_Г150 · 12-03-2021

Не могу представить, как в результате взрыва вращающийся тор
может получиться. Как и из вращающегося шара тоже.

5
Leonid3182 · 12-03-2021

"..первичная сверхмассивная звезда (10^4 – 10^5 масс Солнца) ... большого зародыша у него появляется «запас» по скорости аккреции,..) (с)Takashi J Moriya
Чтобы вырасти до миллиарда начиная со ста солнечных масс или со ста тысяч надо поглотить 999999900 или 999900000, что по времени одинаково, никакой разницы! Нет, СМЧД образовались прямым коллапсом тогда же, когда загорелись первые звёзды.

6
Nablydatel133 · 12-03-2021

А где таки точка?
"центр"

7
viktorchibis84 · 13-03-2021

Leonid, если прямым коллапсом газа, то как они проскочили массу загорания термоядерных реакций в пределах тех самых 100 масс Солнца?

8
JamesWebb84 · 13-03-2021

Если исходить из того, что Вселенная действительно расширяется из точки, а энергии в ней всегда было одинаковое количество, то и плотность в ранней Вселенной была намного больше. А значит звёзды звёзды образовывались большей массы, чем в наши дни. Может быть даже сразу образовывались квазары. Ведь у звезды должен быть какой-то массовый предел.
Хотя, знаете, вот эта модель ранней Вселенной с бесконечной плотностью (ведь она образовалась из точки), больше похожа на бред, чем на теорию.

9
nick_s102 · 13-03-2021

Это всего лишь способ решить одну научную проблему породив другую))
СМЧД образовались непосредственно в момент рождения локальной Вселенной. Они - основа всего наблюдаемого мира.

10
Leonid3182 · 13-03-2021

viktorchibis, уже обсуждали это!
Они и не "проскакивали". В центре коллапсирующего облака обязательно возникает массивная звезда, но ни её излучение, ни последующий взрыв сверхновой, уже не может остановить падающие к центру миллиард (десяток миллионов) солнечных масс газа. Основное условие для такого коллапса -- отсутствие вращения. И сейчас НЕ ВРАЩАЮШИЕСЯ звёзды массой более 20 солнечных взрываясь, сверхновой, не могут раскидать свою массу, взрыв ею давится и звезда "исчезает" без шума и гама, превращаясь в ЧД. Несколько таких "исчезновений" зафиксировано и здесь была новость про такое исчезновение.

11
Bong97 · 13-03-2021

Любопытно, что в "точке" она т.е. пра-вселенная, как бы не т.н. СМЧД?
Т.е. вещество в этой "точке" еще более в неопределённом состоянии чем в т.н.ЧД?
Или? :))
А вот тема о том, что "энергии" в мироздании ни больше ни меньше не становится сама по себе прикольная. :)

12
JamesWebb84 · 13-03-2021

Bong, называют сингулярностью и то и другое. Само это слово означает "особенный или "необычный". Но в науке означает "неизвестность". Так что с точки зрения терминологии это конечно одно и то же. Неизвестность, она и в параллельной вселенной неизвестность. А с точки зрения физики, это вещи разные. Черные дыры находятся внутри пространства-времени и никуда из него деться не могут. А точка из ТБВ, находилась вне пространства-времени нашей Вселенной. Там, где сейчас находится Вселенная.

13
viktorchibis84 · 13-03-2021

Leonid, мне теперь, чтобы согласиться с каким-либо вариантом, надо проверить его реалистичность, прокрутив его через симпльные модели. Применительно к данной задаче, на входе имеем газ (падающий, условно, в одну точку), там внутри происходит его сжатие, в определённый момент безусловно вспыхнет термоядерная реакция (D+D=4H и D+T=4H+n). Допустим, окружающий слой газа такой толстый и плотный, что излучение ТЯ не может пробить его и застревает внутри, м.б. даже частично отражается, ещё повышая давление, происходит своеобразная имплозия. ТЯ смещаются сразу в конец своего спектра, происходит поголовная нейтронизация вещества, выделяется дополнительная энергия от аннигиляции электронов и позитронов, рост давления, слом бубликов симплов, образование ЧД, горизонта событий, материя начинает выедаться Черной дырой изнутри (о чём и пишут авторы). Так быть может. Но есть пара моментов, требующих счёта.
(1) – неспособность первых ТЯ своим излучением остановить коллапс и стабилизировать давление в центральной части облака.
(2) – поедание Черной дырой коллапсирующего облака изнутри, - А кто останавливает этот процесс? Ведь съедается только 10% массы галактики.
В принципе, ответом и на тот, и на другой вопросы м.б. дополнительный эффект уплотнения второго слоя облака за горизонтом событий выше плотности зажигания ТЯ, и образование в этой области множества звезд (формирование ядра галактики). И уже этот второй эшелон звёзд останавливает коллапс.
Это объясняет и шарообразность ядер галактик.
Остаётся договориться с причиной, приводящей к вращению галактики.

14
Bong97 · 13-03-2021

JamesWebb, ну то есть "точка" это не "черная дырка", понятненько.. ;))

15
viktorchibis84 · 14-03-2021

Что интересно, полез в Вики, чтобы уточнить некоторые аспекты официальной физики про ЧД, и вот что я там обнаружил в версии статьи про ЧД от 11.03.2021 г.:
«В 2004 году команда Самира Матура из университета Огайо занялась вопросом о внутреннем строении струнной чёрной дыры. В результате они показали, что почти всегда вместо множества отдельных струн возникает одна — очень длинная струна, кусочки которой будут постоянно «выпирать» за горизонт событий за счёт квантовых флуктуаций, и соответственно отрываться, обеспечивая испарение чёрной дыры. Сингулярности внутри такого клубка не образуется, а его размер в точности совпадает с размером классического горизонта. В другой модели, которую развили Гэри Горовиц из Университета Калифорнии в Санта-Барбаре и Хуан Малдасена из Института перспективных исследований, сингулярность присутствует, но информация в неё не попадает, так как за счёт квантовой телепортации выходит из чёрной дыры, изменяя характеристики излучения Хокинга, которое теперь становится не совсем тепловым — эти построения основываются на гипотезе AdS/CFT-соответствия».
.
Не знаю, подглядели они всё это в KST, или сами додумались, но аналогия с моими моделями почти полная. У меня в KST центральный объект ЧД – это супербублик из связанных цепочек-корпускул-вихрей (сингулярность), окруженный шубой из цепочек-корпускул-взаимодействия, выходящих за горизонт событий, и обеспечивающих все виды взаимодействия ЧД с окружающими объектами. А сами корпускулы пространства («строительный материал» для цепочек-вихрей, и для цепочек-взаимодействия) – это замкнутые струны Теории струн (в интерпретации KST элементарные вихри корпускул).
Только у них опять та же самая проблема – они пытаются из струн сконструировать сразу конечный объект (как раньше заставляли их по-разному вибрировать, сразу превращаясь в протоны или электроны). Природа изобретательнее, она с помощью простейших действий (по сути сложения и мультипликации) способна реализовывать объекты разной степени сложности. Надо только познать и понять эти промежуточные законы мультипликации.

16
viktorchibis84 · 14-03-2021

«Интересно девки пляшут, по четыре штуки в ряд» - эпиграф.
.
Если помните, в ком. 18 новости про волосы ЧД:
www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20210127125322
я провел расчет минимальной ЧД, ЧДЗМ, СМЧД *Стрелец А, и первичной сингулярности Вселенной, с плотностью их центральных объектов равной плотности симплов 3,77Е+22 кг/м3. Результаты получились достаточно «удобоваримыми» (вполне правдоподобными).
Что интересно, в своё время (это был где-то 2013 год) я вычислил эту плотность симплов и другие их параметры (массу, размеры, объём) из симпльной модели протона и его параметров. В то время я ещё представления не имел о корпускулах пространства, как, впрочем, и о внутренней структуре ЧД и плотности её центрального объекта (просто не дошёл ещё до этих вопросов).
Упомянутый расчет ЧД я выполнил совсем недавно в январе с.г., исходя из сегодняшних своих подходов, что вся материя (в том числе и симплы) – это цепочки корпускул, и ничего более плотного быть не может. Разница только в том, что составные барионные материальные объекты из симплов содержат «пустое» пространство между симплами (см. мою аватарку), поэтому их плотность ниже.
Так вот, если продолжить мысль, то в соответствии с тем самым моим расчетом в ком. 18 получается, что все симплы – это миниатюрные ЧД. Я проверил это расчетом, и у меня получилось, что, если корпускулы всех вихрей симпла упаковать в сферу, то её радиус получится равным радиусу горизонта событий миниатюрной ЧД с массой равной массе соответствующего симпла (их пять видов). Т.е. получается, что вся материя состоит из миниатюрных Черных дыр, трансформированных в энергетически устойчивую торообразную форму, связанных вихрей, пространственная компоновка которых между собой в составные агрегаты понижает плотность объектов, и уводит горизонт событий данных материальных объектов внутрь этих объектов. Если же все симплы этих объектов переупаковать в единый суперсимпл с той же самой плотностью симплов, то образуется Черная дыра соответствующей массы.
А теперь вопрос – Как так получилось, что плотность симплов, рассчитанная из параметров нуклона, оказалась тождественно равной критической плотности Черных дыр, определяя радиусу горизонта событий для соответствующей материальной массы.
Желающие проверить, что я считал эту плотность не от теории Черных дыр, могут убедиться в этом в главе 3 ST, кликнув в сети «S-теория Чибисов».

17
Bong97 · 14-03-2021

Это только в воспаленных головах вещество не может что-то куда-то "покинуть".
Но тем не менее остальные вторят этому.

18
Nablydatel133 · 14-03-2021

Я так что понял точку не нашли?
К.17. Как всегда Бла-бла-бла?

19
Teddy84 · 14-03-2021

"Основное условие для такого коллапса -- отсутствие вращения."
Согласен. Невращающяяся часть первичного вещества благополучно падает в центр галактики, образуя СМЧД. А то вещество, что имеет относительно центра вращающий момент так и продолжает вращение либо в аккреционном диске, либо вдали от центра. А астрономы смотрят на остатки вещества , ошибочно экстраполируют свойства остатка на свойства всего первичного вещества и ломают голову, почему так быстро образуются СМЧД, ведь не видно за счет чего вращающееся вещество теряет свой момент вращения.

20
viktorchibis84 · 15-03-2021

Teddy, то есть по-Вашему, вещество галактики до коллапса СМЧД не вращалось.
Тогда, когда и почему оно начало вращаться?

21
Teddy84 · 15-03-2021

Я, вроде, подробно описал. Все, что не вращалось или вращалось слабо упало в центр. Вращающееся в противоположном направлении в результате столкновений пропало. Осталось вращающееся в преимущественном направлении.

22
Teddy84 · 15-03-2021

Вещество первоначально двигалось хаотично. В результате эволюции галактики вокруг центра осталось то, что с трудом падает в центр - крутится по примерно круговым орбитам и центробежная сила препятствует его падению. То, что движется по сильно вытянутым орбитам испытывает частые столкновения и тоже падает в центр, либо переходит на круговые орбиты.
Схожий механизм и у Солнечной системы, например. И у колец Сатурна.

23
ostman53 · 15-03-2021

Сначала хотел обругать господина Такаши Дж. Морийи последними словами, так как существует теоретический предел на массу обычных звёзд, примерно в 150 Мо. Но если такого предела нет, как утверждает Такаши Дж. Морийи, тогда в центрах квазаров и радиогалактик находятся сверхмассивные звезды, как ранее и предполагалось. Я давно был уверен, что в центрах активных галактик находятся не СМЧД, а сверхмассивные звёзды.

24
viktorchibis84 · 15-03-2021

Нет, Teddy, не сходятся у Вас концы с концами.
В к.21 Вы пишете – «Осталось вращающееся в преимущественном направлении».
Получается какое-то изначальное преимущественное вращение было, но Вы не раскрываете его первоначальную причину.
А в к.22 вы пишете – «Вещество первоначально двигалось хаотично. В результате эволюции галактики вокруг центра осталось то, что с трудом падает в центр - крутится по примерно круговым орбитам и центробежная сила препятствует его падению».
Здесь Вы вроде отрицаете первоначальное преимущественной вращение, однако оно у Вас возникает в процессе эволюции галактики. Но если не было первоначального вращения, то куда делся противоположный момент? Улететь он не мог (галактики не делятся, а объединяются). Теоретически его могла поглотить СМЧД, кушая материю. Но СМЧД это только 10% барионной массы галактики (а ещё ведь есть ТМ по массе в пять раз больше), а по размерам СМЧД почти ноль от размера галактики. Это с какой же скоростью она вертится бедненькая?
А ведь есть галактики без СМЧД, и эти галактики тоже вертятся.
Нет, Teddy, Вы ничего не объяснили.

25
Teddy84 · 15-03-2021

Первоначальная причина чисто статистическая. При случайном распределении некоторая преимущественная компонента всегда будет. Например, как при сливе ванны. В любом случае вода уходит в слив по спирали. Это преимущественное первоначально незаметное вращение.
(И, обратите внимание на слив, там тоже есть рукава!)
Куда делся противоположный момент я писал. Вы невнимательно читаете. Встречные потоки тормозятся и побеждает наиболее сильный.

26
Teddy84 · 15-03-2021

СМЧД это только 10% барионной массы галактики. Плюс аккреционный диск. ТМ тут только мешает, ибо её нет в природе.

27
Teddy84 · 15-03-2021

"А ведь есть галактики без СМЧД"
Это спорное утверждение. Галактика без СМЧД - галактика, в которой не наблюдается СМЧД. То есть сейчас она не кушает и не разбрасывает объедки в виде джетов.
Но, даже если у галактики нет СМЧД в центре, то это вопрос времени и первоначальных условий - условия-то хаотичные.

28
Leonid3182 · 16-03-2021

"..СМЧД это только 10% барионной массы.." (с)Teddy
В нашей галактике СМЧД ~4 200 000 солнечных, а в звёздах не менее 100 000 000 000, да ещё в газопылевых облаках, и на СМЧД приходится всего-то 0.004% :-))

29
viktorchibis84 · 16-03-2021

Leonid, с %-ом СМЧД от барионки это мой косяк. Помню по памяти, что довольно мало, на всякий случай написал 10%.
Так что применять динамику Солнечной системы, как предлагает Teddy в ком. 22, думаю «не канает».
На мой взгляд, ни вращение галактик, ни образование СМЧД, не имеют толкового объяснения в газодинамике. Думаю, зачатки этих двух процессов надо искать в эпохе плазменной Вселенной.

30
Leonid3182 · 16-03-2021

"..динамику Солнечной системы.." (с)viktorchibis
Не уподобляйтесь некоторым коллегам которых удивляет неравномерное распределение момента в Солнечной системе (на громадину Солнца приходится всего 2% ), Teddy всё популярно объяснил :-))

31
viktorchibis84 · 16-03-2021

Leonid, верю Вам насчёт 2% момента у Солнца. Можно даже допустить, что для СМЧД и галактики соотношение моментов того же порядка. Но по соотношению масс СС к Солнцу, и Гл. к СМЧД различие, как небо и земля. Хотя механизмы газодинамики (если за основу брать кинематику - начальные скорости частиц в облаке, и грав. взаимодействие) в общем-то одинаковые. А результаты совершенно разные. И насколько, в самом деле, можно верить в существование галактик без СМЧД? Это установленный факт, или предположение?

32
Leonid3182 · 16-03-2021

viktorchibis, вокруг Млечного Пути (и не только его) крутятся ~170 шаровых скоплений разной массивности. Можно-ли назвать их маленькими недогалактиками и есть-ли там что-то вроде недоСМЧД :-))
Наверное есть, уж ЧД звёздных масс точно есть.

33
ostman53 · 16-03-2021

А ведь есть галактики без СМЧД.
____________________________
Конечно, есть. Среди них - М33, М82, БМО, ММО...

34
Leonid3182 · 16-03-2021

Для справки
Галактика Сигара (Мессье 82) имеет сверхмассивную чёрную дыру массой в ~30 миллионов солнечных масс.
В М-33 "не обнаружено", что не означает "отсутствует" :-) ЧД промежуточной массы (500 -- 1000 солнечных) вполне может быть

35
viktorchibis84 · 16-03-2021

Да, есть ураганные образования с циклопическим глазом, а есть белые барашки, мирно плывущие по небу. И формально, физика у них одинаковая (должна бы быть). А результат разный. В результате начинает «вылезать» и разная физика (одни говорят есть галактики без ПЧД или СМЧД, а другие говорят – быть такого не может). И вот вопрос – Хорошо это, или плохо? Или что-то надо делать?

36
Teddy84 · 16-03-2021

Так если СМЧД имеет меньшую массу, то это только подтверждает модель "слива воды". Но надо иметь в виду, что массу надо учитывать вместе с окружением СМЧД. А это уже не мало.

37
viktorchibis84 · 17-03-2021

Люблю сливы воды на перекатах, их надо проходить по середине, иначе дно зацепишь. А ещё лучше водопады, особенно камчатские.
А вы пробовали остановить воду, утекающую в отверстие? Что получается?
Получается озеро.
Так как же так, текла-текла водичка миллиардами солнечных масс за ничтожно короткое время, и вдруг встала. Что за пробочку кто-то воткнул в отверстие? Причём утекло-то всего 2% массы (как Leonid подсказывает). Ванна ещё полнёхонька.
Нет, это корыто с водой изначально крутилось (в момент своего образования), и было динамически уравновешенным. А в серединку упала одна единственная штуковина, которая была тяжелее всех (не уравновесишь её на орбите), и которая была сделана и вброшена в корыто заранее, до образования самого корыта с водой.

38
Leonid3182 · 17-03-2021

viktorchibis, вы упустили кольцевые галактики (ищется по "объект Хога"), здесь, на AstroNews? как-то обсeждали ^-))

39
viktorchibis84 · 18-03-2021

Интересный объект. Leonid, а вы не знаете – кривую скоростей вращения для таких объектов пробовали строить? Если у них непропорционально тяжёлое гало из Темной материи, то оно при своём вращении может стягивать балдж и рукава спиралей в такое колечко. Я думаю, что вы даже можете сказать, в каком месте радиуса гало ТМ это кольцо располагается.

40
Leonid3182 · 18-03-2021

viktorchibis, кривой скоростей там нетути, от балджа до кольца мерять нечего :-))

41
viktorchibis84 · 18-03-2021

Я имел в виду кривую скоростей (вращения) по всему радиусу галактики, от её центра, до наиболее удалённых звездочек (пусть даже с разрывам). Если к этому разрыву привела повышенная концентрация ТМ в гало, то это должно отразиться на скоростях вращения.
Кстати, вчера на Физорг вышла статья об обнаружении невидимой недостающей барионки в виде слабой концентрации газа в гало далеко (6 млн св лет) за пределами видимой части галактики (100 тыс св лет). Правда, суммарную оценку массы барионки в 5% они не отрицают.

42
Teddy84 · 18-03-2021

Кольцо Хога результат удачного столкновения, когда другая галактика прошла перпендикулярно плоскости вращения через центр.

43
Teddy84 · 18-03-2021

В этой статье описывается метод, по которому удалось обнаружить барионку вдали от центра галактик. Это обратный эффект Комптона. Барионки оказалось очень много.
Но тут возникает другой вопрос. Если фотоны реликтового фона так эффективно взаимодействуют с электронами межзвездной плазмы и этих электронов оказалось намного больше, чем думали ранее, то...
Является ли температура реликтового фона температурой при которой произошло "освобождение" фотонов или это эффективная температура электронов межзвездной плазмы?

44
viktorchibis84 · 18-03-2021

«Кольцо Хога - результат (ортогонального) столкновения галактик» - это один из трех предполагаемых вариантов.
Я за третий вариант, только с расшифровкой его через механизм гравитационного воздействия вращающегося гало Темной материи с анизотропно повышенной плотностью (и возможно размера).
Leonid, будь ласка, Вы не могли бы оценить этот вариант математически?

45
viktorchibis84 · 18-03-2021

Да, эта статья добавляет вопросов к реликтовому излучению.
Вот меня, например, очень интересует ФИЗИКА образования «фотонов» ШИРОКОПОЛОСНОГО реликтового излучения (с максимумом на усредненной температуре какого-то АЧТ, неизвестно какого). А вот куда при этом девались гамма-кванты от аннигиляции материи и антиматерии (симплов+ и симплов-), которая происходила по космологическим меркам совсем рядышком, как-то уверенно никто не говорит. Ведь их количество и энергия по СКМ была значительно больше. А где они, почему мы их не фиксируем?

46
Teddy84 · 18-03-2021

Ну как. Общепризнано, что фотоны во времена "пленения" фотонов в плазме находились в статистическом равновесии с плазмой, в которой они были "заключены". АЧТ - это тело, которое идеально поглощает и испускает все фотоны. В данном случае это плазма, в которой фотоны освободились. По мере расширения вселенной плотность упала и поглощение/испускание фотонов на ионах плазмы исчезло (?). С тех пор фотоны бороздят просторы большого театра с той распределением по энергиям с той самой температурой совершенно бесстолкновительно.
Но это в случае прозрачного космоса. А тут столкновения фотонов реликтового фона с электронами межзвездной плазмы позволяет определить концентрацию этих электронов (и протонов из квазинейтральности), но вместе с тем 13 миллиардов лет прошли для реликтовых фотонов без последствий. Нет, это "ж-ж-ж" неспроста!

47
Teddy84 · 18-03-2021

Причем время "освобождения" фотонов называется эрой рекомбинации. То есть, по мысли гравитационщиков, вся плазма в космосе превратилась в нейтральный газ. Поэтому магнитные поля по боку, рассеяние фотонов на электронах по боку. А на деле и магнитные поля разгоняют плазму и фотоны рассеиваются на электронах. И (в указанной статье) барионное вещество вдали от галактик существует в основном в виде протонов, нейтронов и электронов.
"Most of this ordinary matter is made up of neutrons and protons—particles called baryons that exist in the nuclei of atoms like hydrogen and helium. Only about 10% of baryonic matter is in the form of stars, and most of the rest inhabits the space between galaxies in strands of hot, spread-out matter known as the warm-hot intergalactic medium, or WHIM".
Большая часть этой обычной материи состоит из нейтронов и протонов - частиц, называемых барионами, которые существуют в ядрах таких атомов, как водород и гелий. Только около 10% барионной материи находится в форме звезд, а большая часть остального населяет пространство между галактиками в виде нитей горячего, разрозненного вещества, известного как теплая-горячая межгалактическая среда, или WHIM.

48
Teddy84 · 18-03-2021

Правда, это еще вопрос - соотношение масс барионки в звездах и в филаментах. Филаменты только начали исследоваться.

49
viktorchibis84 · 18-03-2021

Нет, я так «кучей» решать вопросы не привык.
«фотоны (от аннигиляции) находились в плазме в статистическом равновесии».
Что это значит? А значит это то, что они сталкивались с частицами плазмы и переизлучались – сталкивались и переизлучались – и т.д. Но их количество при этом не уменьшалось! И их количество должно было быть в 10^9 раз больше количества фотонов, образовавшихся при рекомбинации плазмы в нейтральные атомы, то, что мы считаем реликтовым излучением.
Так может, на самом деле наблюдаемое реликтовое излучение – это результат не эпохи рекомбинации, а покрасневшие фотоны (гамма-кванты) от аннигиляции материи и антиматерии? Физически так было бы логичнее.
Ну а с новыми данными про ОБРАТНЫЙ эффекта Комптона (эффект Сюняева — Зельдовича) фотонов РИ на горячих электронах внегалактической среды, вопрос запутывается ещё больше. Пора возвращаться к «печке» (физической теории БВ, например, KST).

50
Leonid3182 · 19-03-2021

viktorchibis, ваши гамма-фотоны от аннигиляции в плазменный период за 380 тысяч лет передали свою энергию материи и разогрели её, их не осталось ни единой штучки. Фотоны реликтового излучения рождались в столкновениях .частиц и имеют "тепловую" природу, что подтверждается их распределением на частотной шкале.
Прохождение фотонов в среде свободных электронов сопровождается эффектами поляризации и диссипации, что позволяет рассчитать плотность электронов, при наблюдении излучения пульсаров. Так что не за горами и достаточно точное взвешивание межгалактической плазмы :-))

51
viktorchibis84 · 19-03-2021

Leonid, давайте теперь разберем ваш тезис по частям → «гамма-фотоны от аннигиляции в плазменный период за 380 тысяч лет передали свою энергию материи и разогрели её, их не осталось ни единой штучки».
Получается из каждого миллиарда протонов аннигилировали 999 999 999 протона, образовав столько же гамма-квантов, а потом все эти гамма-кванты поглотил один-единственный оставшийся протон.
Зато потом, этот протон рекомбинировал с электроном (их почему-то оказалось ровно столько же, сколько и протонов), и выпущенный при этом фотон реликтового излучения совершенно беспрепятственно путешествует по Вселенной вот уже 13,8 млрд лет, и ни с кем не сталкивается. Хотя плотность Вселенной, что при аннигиляции, что при рекомбинации, что в настоящее время уменьшилась в лучшем случае в разы, но не на порядки.
Вы сами-то верите в эту «сказку венского леса»?

52
Teddy84 · 19-03-2021

Можно оценить при какой концентрации свободных электронов реликтовое излучение не выживет за 13 миллиардов лет.
Радиус видимой вселенной 1,3*10^10 световых лет. В годе 3*10^7 секунд. Скорость света 3*10^8 м/с. Итого радиус 10^26 м.
Классическое сечение эффекта Комптона (справедливое для инфракрасной части спектра) S=6*10^-29 м2
Итого получаем 1/(6*10^-29 * 10^26) = 166 штук на м3.
То есть при средней плотности межзвездной плазмы в 200 штук на кубометр реликтового излучения нет.
В вики написано "Основная особенность МЗС — её крайне низкая плотность, в среднем 1000 атомов в кубическом сантиметре." А это в десять миллионов раз больше. Концы не сходятся.

53
Teddy84 · 19-03-2021

Вся проблема в том, что гравитационщики считают межзвездную среду нейтральной. А на самом деле?

54
Teddy84 · 19-03-2021

Фотонов во Вселенной где-то в миллиард раз больше, чем барионов. Не пропали фотоны!

55
viktorchibis84 · 19-03-2021

Teddy, кстати, а вот если РИ – это фотоны от аннигиляции (в 10^9 раз больше), то концы с концами сойдутся с лихвой. Ещё и не надо будет столько материи «сжигать почем зря» в аннигиляции, что и предполагает космологическая модель KST.

56
Leonid3182 · 19-03-2021

viktorchibis, фотон существует от момента излучения до столкновения с частицей материи, передаёт ей всю энергию и исчезает. В столкновениях между частицами излучаются ДРУГИЕ фотоны с ДРУГИМИ энергиями и спектр этих фотонов уже тепловой. Не вспоминайте об аннигиляции и её фотонах, они закончились через наносекунды после рождения. так же не считайте их количество. До момента разделения фотоны и вещество были в ЭНЕРГИТИЧЕСКОМ равновесии и .их количество на один барион обратно температуре. При 3000000 гр.К , это отношение было не миллиард, а всего-то миллион :-)))

57
viktorchibis84 · 19-03-2021

«Не вспоминайте об аннигиляции и её фотонах, они закончились через наносекунды после рождения. так же не считайте их количество».
Leonid, я не понял, что это за дискриминация?
Причём не фотонов (им-то всё равно до наших мнений), а меня (как оппонента в обсуждении), научных принципов (причины и следствия), законов сохранения, и т.д. Не буду повторять свои аргументы (ком. 49, 51), но Вы ничего не объяснили, и ничего не опровергли. Куда пропали фотоны от аннигиляции материи в первые 3 минуты плазменной эпохи – не понятно. А ведь выжила только одна из миллиарда частиц, все остальные превратились в фотоны.

58
Leonid3182 · 19-03-2021

1. "..Куда пропали фотоны от аннигиляции.." -- "..фотон существует от момента излучения до столкновения с частицей материи, передаёт ей всю энергию и исчезает.."
Плазма такой плотности, как была через три минуты и до 280 тысяч лет НЕ ПРОЗРАЧНА для электромагнитного излучения любой длины волны. ВСЕ ваши фотоны исчезли столкнувшись с частицами материи и передав её свою энергию. В результате частицы материи приобрели большую скорость, т. е. нагрелись до триллионов гр.К.
2. ".. А ведь выжила только одна из миллиарда частиц.."
А это откуда такие данные об отношении частиц и античастиц 1000000001:1000000000 ? Например при отношении 3:1 оставшиеся два протона будут иметь скорость 165000 км/сек, сто соответствует температуре 2.2*10^12 гр.К -- вполне достаточно для первичной.плазмы.

59
viktorchibis84 · 20-03-2021

Leonid (к.58), Вы меня удивляете (п.2). В. Рубаков, Д. Казаков, Б. Штерн все уши прожужжали в своих лекциях, что при БВ на миллиард частиц антиматерии, материи образовалось на 1 частицу больше. Миллиард частиц материи и антиматерии аннигилировали, а Вселенная существует только благодаря избытку материи на ту самую одну частичку. Это их ответ на вопрос – «Где антиматерия?».
А сейчас приготовьтесь (расслабьтесь). Чтобы привести Вам какую-нибудь цитату на данную тему, я залез в интернет. И вот результат:
«Материя и антиматерия управляются одинаковыми физическими законами, однако небольшое различие в распадах частиц и античастиц привело к тому, что к моменту времени 10–17 с на 10^9 частиц антиматерии существовало 10^9 + 1 частиц материи. Аннигиляция 10^9 частиц материи и антиматерии привела к образованию наблюдаемого сегодня реликтового излучения. Вселенная заполнена фотонами реликтового излучения. На 10^9 фотонов реликтового излучения приходится 1 частица материи».
И это пишет не альтернативщик Виктор Чибисов, а уважаемые преподаватели физфака МГУ Б. С. Ишханов и Э. И. Кэбин в своём учебном пособии «АНТИМАТЕРИЯ» в 2009 г.

60
Leonid3182 · 20-03-2021

"..однако небольшое различие в распадах частиц и античастиц.." которое предположительно, как выход из наблюдаемого нарушения симметрии.
Ну что же, "проверим гармонию алгеброй" :
На каждый "лишний" барион после аннигиляции двух миллиардов "симметричных" придётся о.15 джоуля !!! или 1.9 эксаэлектроновольта (1.9E+18). Скорость этого бариона восемнадцать!! девяток после ноля от световой.
Далее наступает адиабатическое расширение и охлаждения получившейся плазмы (показатель адиабаты 5/3=1,67). Чтобы снизить температуру до заветных 3000 гр.К плазме надо увеличить объём в 3,22E+27 раза, т.е. радиус в 1,5E+09 раз (полтора миллиарда).
Пустяковый начальный объём радиусом 9,2 световых лет должен превратиться в радиус 13.8 млрд световых лет, а в нашем распоряжении всего-то 380 тысяч лет.
Что-то здесь не вяжется у уважаемых преподаватели физфака МГУ Б. С. Ишханова и Э. И. Кэбина :-(
Альтернативщик Леонид3 предлагает версию об абсолютном соблюдению симметрии в целом, но с местными отклонениями квантовой случайности выросшими в процессе инфляции до масштабов гораздо бОльших наблюдаемой части вселенной (например 500 -- 1000 млрд световых лет)

61
viktorchibis84 · 20-03-2021

Leonid, зря Вы делаете «козлов отпущения» из Б.С. Ишханова и Э.И. Кэбина. Два миллиарда аннигилировавших частиц на одну оставшуюся частицу — это не их числа. Я думаю, что даже и не академика В. Рубакова и не чл.-кора Д. Казакова, а кое-кого «повыше». Ещё раз просмотрел имеющиеся у меня материалы на эту тему, но не нашёл ничего, кроме рассуждений Гамова, основанных на данных β-реакций распада свободных нейтронов, параметрах реакций синтеза гелия, и необходимом соотношении концентрации протонов и нейтронов, для синтеза известного соотношения водорода и гелия во Вселенной. Да, там он оперирует такими температурами и временами, которые соответствуют эпохам СКМ. Но беда в том, что эти его рассуждения впоследствии были опровергнуты, т.к. оперируют определённой промежуточной концентрацией дейтерия, которая не была подтверждена, и не установлена до сих пор.
В своей S-теории я сразу усомнился в этих цифрах. «Не может быть Природа такой расточительной, чтобы сжечь в топке аннигиляции почти всю, с таким трудом порождённую ей материю».
Вернёмся к СКМ. Их ошибка в неправильной теории (идее) инфляции. Безумная идея объединить в единое целое теорию поля, теорию микромира (элементарных частиц), и теорию макромира (составных частиц), породила концепцию образования множества разнообразных частиц из вакуума (пространства). Не получается с одними частицами, придумаем другие, и понеслось. В результате выплеснули с водой не задышавшего ребёнка – теорию преонного строения всех частиц. Да, всё образовалось из вакуума (пространства), но не напрямую, а через первичное образование преонов (симплов), из которых всё в дальнейшем и строится по вполне понятным законам электродинамики.
Применительно к обсуждаемой проблеме, S-теория уточняет всего два момента СКМ. Первичные частицы материи в зависимости от длины образуются двух типов – замкнутые спиральки (бублики), и разомкнутые спиральки (кварки). Аннигиляции подвержены только короткие разомкнутые спиральки с противоположными электрическими зарядами. Их меньшинство (0,4%). Причём, 0,1% из них участвуют в образовании материи (кварков реликтовых нейтронов), а оставшиеся 0,3% - аннигилируют. Вот это одно уточнение для расчетов энергии аннигиляции.
И второе уточнение – синтез дейтерия, гелия, и всех других элементов таблицы Менделеева идет не по параметрам термоядерных реакций, а по схеме Гамова путем присоединения очередного реликтового нейтрона – совершенно не энергозатратных реакций, не требующих ни бешенной температуры, ни давления.
Ну а температурный рубеж рекомбинации 3000 гр.К – сомнению не подлежит.
А вот всё, что было до него – придётся пересчитывать (вот только JWST откроет тяжелые элементы сразу после рекомбинации).

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2024. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!