Исследователи выявили противоречия в теории красного смещения галактик

Они утверждают, что это явление может быть связано не с расширением Вселенной, как предполагает стандартная космология, а с внутренним механизмом, действующим в этих объектах. Что такое красное смещение?

Красное смещение — это увеличение длины волны излучения, которое исходит от космических объектов. Оно связано с эффектом Доплера и удалением объекта от Земли.

Чем дальше объект, тем больше его красное смещение. Однако некоторые учёные считают, что существуют объекты, такие как квазары, которые демонстрируют периодичность в своём красном смещении.

Это указывает на наличие внутреннего механизма, не связанного с космологическим расширением. Как учёные исследовали эту гипотезу?

Для анализа этой гипотезы учёные применили метод разложения по сингулярным значениям (SVD). Этот метод позволяет более точно исследовать периодичность в зашумлённых данных.

Он оказался надёжнее стандартной периодограммы и был использован для анализа наборов данных, включая данные по квазарам и галактикам, полученные из Sloan Digital Sky Survey и 2dF. Какие результаты получили учёные?

Учёные обнаружили, что в некоторых случаях красное смещение действительно имеет значительный внутренний компонент, который не соответствует предсказаниям стандартной модели космологии. Это противоречие особенно заметно при сравнении светимости квазаров, металличности галактик и их морфологии на разных этапах эволюции Вселенной.

Наблюдения, такие как периодичность красного смещения в парах галактика-квазар, ставят под сомнение традиционные представления о расширении Вселенной и требуют пересмотра стандартной гипотезы о Большом взрыве. Кроме того, наблюдения с использованием телескопа JWST выявили объекты с высоким красным смещением, чьи характеристики также не соответствуют текущим космологическим моделям.

Выводы Исследователи делают вывод, что наблюдательные данные по периодичности красного смещения могут служить вызовом для традиционных космологических теорий и открывают возможности для дальнейшего изучения некосмологического компонента этого явления.

Астрономы из Университета Саутгемптона надеются разгадать «межгалактическую тайну» о том, как были созданы эллиптические галактики. Вопрос о том, как возникли эти галактики, похожие на выпуклые футбольные мячи по сравнению с плоским диском Млечного Пути, находился в центре исследований на протяжении десятилетий.

В статье, опубликованной в журнале Nature, доктор Аннаграция Пульиси сообщила, что команда учёных близка к разгадке. «Столкновение двух дисковых галактик привело к тому, что газ, топливо, из которого образуются звёзды, устремился к их центру, породив триллионы новых звёзд», — написала она.

«Эти космические столкновения произошли примерно от восьми до 12 миллиардов лет назад, когда Вселенная находилась в гораздо более активной фазе своей эволюции. Наши находки приближают нас к разгадке давней тайны в астрономии, которая позволит по-новому взглянуть на то, как создавались галактики в ранней Вселенной», — отметила Пульиси.

Команда учёных проанализировала более 100 звездообразующих галактик в отдалённой Вселенной с помощью крупнейшего в мире радиотелескопа Alma, расположенного в пустыне Атакама в Чили. Руководитель исследования доктор Цин-Хуа Тан из обсерватории Purple Mountain Observatory рассказывает, что в исследовании использовалась новая методика, которая изучала распределение света, излучаемого далёкими и очень яркими галактиками.

«Это первое реальное доказательство того, что сфероиды формируются непосредственно в результате интенсивных процессов звездообразования, происходящих в ядрах далёких галактик. Астрофизики пытались понять этот процесс на протяжении десятилетий.

Эти галактики формируются быстро — газ всасывается внутрь, питая чёрные дыры и вызывая вспышки звёзд, которые образуются в 10–100 раз быстрее, чем наш Млечный Путь», — сказала Тан. Учёные объединят свои выводы с данными, полученными с телескопов на борту спутников Джеймса Уэбба и Евклида, а также Китайской космической станции, чтобы составить карту звёздных компонентов галактик.

Аннаграция Пульиси отмечает: «Это даст нам более полную картину раннего формирования галактик и углубит наше понимание того, как Вселенная развивалась с начала времён».

Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters. В экспериментах, где электроны ускоряются между двумя электродами через газ или вакуум, наблюдалась энергия электронов, в два-три раза превышающая значение, соответствующее приложенному напряжению.

Это явление, ранее необъяснимое, вызвано процессом энергетической обратной связи, который приводит к накоплению избыточной энергии. Исследователи провели моделирование взаимодействий между электронами и рентгеновскими фотонами, которые генерируются при столкновении электронов с поверхностью электрода.

Часть фотонов распространяется назад, вызывая выброс новых электронов с дополнительной энергией. Этот цикл повторяется, усиливая эффект, что и объясняет превышение энергии.

Анализ показал, что форма и материал электродов существенно влияют на интенсивность явления. Максимальный эффект наблюдается при использовании плоских электродов с большой площадью взаимодействия.

Игольчатые электроды, имеющие меньшую поверхность, минимизируют энергию электронов. Это связано с оптимизацией взаимодействий между фотонами и электронами.

Результаты исследования могут стимулировать новые работы по производству энергичных электронов из твёрдых материалов. Это, в свою очередь, может привести к созданию более быстрых, лёгких и компактных рентгеновских аппаратов.

Как рассказал старший научный сотрудник Лаборатории геохимии углерода им. Э.

М. Галимова, кандидат физико-математических наук Сергей Воропаев, маркерами оказались инфракрасные спектры отражения минерала оливина, в состав которого, как правило, входят фрагменты воды — гидроксильные группы.

«Если мы говорим про воду, имеющуюся на той или иной планете в настоящем времени, мы можем определить её спектры напрямую, — говорит участник группы разработчиков. — Но как определить изотопный состав воды, существовавшей на небесном теле в прошлом?

Наша группа нашла очень удобный индикатор показателя типа такой воды — спектры оливинов. Когда эти минералы кристаллизовались, они сохранили в себе следы той, древней воды, а мы научились определять её следы при помощи спектроскопии».

По словам Сергея Воропаева, преимущество российских учёных в том, что они научились по спектру минерала определять, «лёгкая» или «тяжёлая» вода существовала раньше на той или иной планете. Разные изотопы воды определяют тип её возможного применения.

«Лёгкая» (изотопно лёгкая) вода (H2O) может являться питьевой, а «тяжёлая» (D2O) — смертельно опасна для здоровья, но при этом может быть использована для ракетного топлива. Источниками «лёгкой» воды могут быть углистые хондриты — метеориты, которые падают на поверхности Луны и планет, источниками «тяжёлой» — кометы.

Работа в лаборатории началась с того, что исследователи откалибровали наземный инфракрасный спектрометр: положили в него оливин и измерили образцы с разным содержанием воды. В зависимости от того, как смещались его линии в приборе, они соотнесли их с «тяжёлой» формой следов воды в оливине или с «лёгкой».

Следующим шагом будет взаимодействие с разработчиками российских аппаратов «Луна-26» или «Луна-27» из Института космических исследований РАН, которые будут интерпретировать данные бортового ИК-спектрометра, используя новые данные ГЕОХИ РАН. «Мы должны будем подсказать создателям нашего лунного космического аппарата, куда именно надо смотреть, чтобы найти следы воды в лунном оливине», — уточняет Воропаев.

На сегодняшний день учёным неизвестно, какой изотопный состав был у древней воды в мантии Луны. Есть предположение, что она может оказаться «тяжёлой», дейтерированной.

Если российским специалистам удастся узнать это при помощи приборов на лунной орбите, будущие поколения смогут использовать разработанную программу и для исследования других планет, того же Меркурия или Марса.

Учёные выдвигают гипотезу, что ранний контакт с сельскохозяйственными животными влияет на состав биома кишечника, что, в свою очередь, снижает риск развития аллергии в будущем. За последние десятилетия исследователи в области медицины пришли к выводу, что биом кишечника играет более значимую роль в здоровье человека, чем считалось ранее.

Шведские учёные предоставили доказательства того, что он также может быть важным фактором в развитии аллергических заболеваний. Ранее проведённые исследования показали, что вскоре после рождения кишечник человека насыщен факультативными бактериями, предпочитающими кислородсодержащую среду.

По мере потребления кислорода доля анаэробных бактерий возрастает. Со временем разнообразие анаэробов увеличивается, и они начинают преобладать над факультативными бактериями, что свидетельствует о зрелости биома кишечника.

Выявлено, что 11 % детей, выросших на фермах, страдали астмой, по сравнению с примерно 16 % детей, которые посещали фермы, но не росли на них. Среди детей, которые никогда не были на ферме, астмой страдали 18 %.

В рамках данного исследования учёные задумались о том, может ли жизнь на ферме на ранних этапах формирования биома кишечника повлиять на результаты. Для этого они собрали образцы кала у 65 детей в младенчестве и позже, когда дети подросли.

Затем они сравнили образцы, взятые у детей, родившихся от родителей, работающих на ферме с животными, с образцами детей, выросших вне фермерской среды и не имевших домашних животных. Образцы были собраны через три дня, 18 месяцев, три года и восемь лет.

В анализе данных учёные доказали, что контакт с коровами и соломой, а также употребление молока с фермы снижали риск развития астмы на 21–26 % по сравнению с детьми, которые не подвергались воздействию этого вещества. Дети, которые контактировали с коровами и пили их молоко, также имели меньший риск заболеть сенной лихорадкой.

Исследование показало, что у младенцев, живущих на ферме, уровень анаэробов был в семь раз выше по сравнению с факультативными бактериями, чем у детей, не проживавших на ферме, независимо от наличия домашних животных. Также было отмечено, что различия в биоме кишечника между двумя группами уменьшались с возрастом, однако у детей, проводивших время на ферме в детстве, уровень аллергии в возрасте восьми лет оказался значительно ниже.