JWST опроверг общепринятую модель реионизации Вселенной

Результаты исследования были опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters (MNRAS). Эпоха реионизации — это период, когда первые звёзды и галактики превратили нейтральный водород в ионизированный, изменив физическое состояние Вселенной.

Считается, что реионизация завершилась примерно через миллиард лет после Большого взрыва. Однако новые данные JWST показывают, что она могла закончиться на 350 миллионов лет раньше.

Астрономы не могут наблюдать процесс реионизации напрямую, поэтому используют косвенные доказательства. Они измеряют свет от космического микроволнового фона и анализируют спектральную линию Лаймана-альфа, которая связана с изменениями энергии водорода.

Эти данные помогают моделировать количество энергии, необходимое для ионизации всей Вселенной. Однако JWST позволил заглянуть в более ранние этапы существования Вселенной и обнаружил большее, чем ожидалось, количество галактик, излучающих экстремальный ультрафиолетовый свет.

Это ставит под сомнение устоявшиеся оценки и говорит о том, что галактики могли самостоятельно поддерживать реионизацию. По подсчётам JWST, реионизация могла завершиться через 550-650 миллионов лет после Большого взрыва, что создаёт напряжение в теоретических моделях.

Если это так, то космический микроволновый фон и спектры Лаймана-альфа должны выглядеть иначе, чем предсказывалось ранее. В качестве возможного объяснения астрономы рассматривают процесс рекомбинации, когда протоны и электроны могут снова соединяться в нейтральный водород.

Для завершения реионизации в этом случае потребовалось бы больше ультрафиолетового излучения. Исследователи планируют продолжать наблюдения и уточнение моделей, чтобы лучше понять этот критический период в истории Вселенной.

Однако новое исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, подвергает эту версию сомнению. С помощью математической модели, схожей с той, что используется в экологии для описания взаимодействия хищников и жертв, исследователи показали, что ключевую роль в этом переходе играли сами люди.

Конкуренция между ранними земледельцами и охотниками-собирателями, а также различия в темпах роста их популяций могли существенно влиять на распространение аграрного образа жизни. Анализ данных показал, что земледелие распространялось не только через миграции, но и через культурный обмен и адаптацию местных групп.

При этом в разных регионах наблюдались свои особенности: где-то земледельцы вытесняли охотников, а где-то происходило их сосуществование и смешение. Учёные полагают, что их модель поможет точнее понять, как взаимодействовали разные сообщества в древности, и надеются в будущем использовать её для изучения других переломных моментов в истории человечества.

Новая методика визуализации помогла исследователям выявить причины поломок и найти путь к созданию более надёжных батарей. Результаты их работы опубликованы в Nature Nanotechnology.

Команда специалистов изучала новые электролиты — вещества, находящиеся между электродами, через которые проходят ионы во время зарядки и разрядки. В одном из экспериментов учёные, используя мощное рентгеновское излучение Национальной лаборатории Брукхейвена, случайно получили изображение того, что происходит на границах между электролитом и электродами.

Эти «слепые зоны» считаются одной из главных проблем в современных аккумуляторах. Оказалось, что именно на этих скрытых стыках происходит постепенное разрушение структуры электролита при многократных циклах работы, что со временем приводит к полной деградации батареи.

Теперь у инженеров есть инструмент, позволяющий наблюдать за химическими реакциями и архитектурой интерфейсов в реальном времени. Это поможет создавать новые батареи — более долговечные, энергоёмкие и устойчивые к экстремальным условиям.

Его длина составит 91 километр, что втрое больше действующего Большого адронного коллайдера, который в 2012 году открыл бозон Хиггса. CERN — крупнейшая в мире лаборатория физики высоких энергий, которая расположена на границе Франции и Швейцарии.

Здесь работают учёные со всего мира, а центр финансируется 23 европейскими государствами и Израилем. Предлагаемый ускоритель должен заменить действующий Большой адронный коллайдер, возможности которого будут исчерпаны к 2041 году.

Он обеспечит новые возможности для изучения устройства материи, фундаментальных взаимодействий и эволюции Вселенной. Однако многие критикуют 17-миллиардный проект за масштаб, возможный вред экологии и изъятие земель.

Против выступают некоторые местные жители и часть научного сообщества. Окончательное решение о строительстве должно быть принято до 2028 года.

Задача исследователей заключалась не только в анализе запахов, исходящих от мумий, но и в том, чтобы разработать более эффективные стратегии сохранения этих артефактов, сохранив их обонятельное наследие. Исследователь Матия Стрлич подчеркнул значимость проведённой работы, отметив, что полученные результаты обогащают музейный опыт и помогают принимать обоснованные решения при консервации.

«Запах мумифицированных тел давно интересует специалистов и общественность, однако до этого момента не было выполнено комплексного химического и сенсорного анализа», — уточнил он. Его коллега Сесилия Бембибре подчеркнула важность партнёрства с египетскими коллегами для обеспечения этичного подхода к исследованию.

В процессе анализа исследователи использовали газовый хроматограф и масс-спектрометр, чтобы выделить химические соединения, испускаемые мумиями. Специально обученные нюхачи оценивали качество, интенсивность и приятность запахов.

Такой комбинированный подход позволил команде различать источники запахов: естественные процессы разложения, артефакты бальзамирования и сами мумии. Полученные данные показали, что приятные ароматы, ассоциируемые с мумиями, возникают благодаря использованию хвойных смол, масел и бальзамов во время процесса бальзамирования.

Эти компоненты были важны не только для сохранения, но и имели символическое значение в древнеегипетской культуре, где приятные запахи ассоциировались с чистотой и божественным восприятием. Директор Египетского музея Али Абдельхалим подчеркнул, что мумификация была важнейшим ритуалом, направленным на сохранение усопших для загробной жизни.

Понимание используемых материалов может рассказать много о социальном статусе и эпохе. Исследователь Барбара Хубер отметила, что запахи, обнаруживаемые сегодня, могут значительно отличаться от тех, которые присутствовали во время мумификации, под влиянием факторов, таких как испарение и условия хранения.