სივრცე

ჯეიმს ვების კოსმოსურმა ტელესკოპმა გალაქტიკა IRAS 07251-0248-ის სიღრმეში რთული ორგანული მოლეკულები აღმოაჩინა. კვლევის შედეგები ჟურნალ Nature Astronomy-ში გამოქვეყნდა, იტყობინება NakedScience.ru.

ესპანეთში, ასტრობიოლოგიის ცენტრის (CAB) მეცნიერებმა, ოქსფორდის უნივერსიტეტის მეთოდების გამოყენებით, ზეკაშკაშა ინფრაწითელი გალაქტიკის ბირთვში ბენზოლი, მეთანი, აცეტილენი, დიაცეტილენი, ტრიაცეტილენი და, პირველად ირმის ნახტომის გარეთ, მეთილის რადიკალი აღმოაჩინეს.

ქიმია გალაქტიკის გულში

IRAS 07251-0248-ის ბირთვი დაფარულია გაზისა და კოსმოსური მტვრის მკვრივი ფენებით. ნორმალური გამოსხივება ამ ფარდას ვერ აღწევს, თუმცა ინფრაწითელი ტალღის სიგრძეები ვებს საშუალებას აძლევს, შეისწავლოს იქ მიმდინარე პროცესები. მკვლევრებმა გააერთიანეს NIRSpec და MIRI ინსტრუმენტებიდან მიღებული მონაცემები 3-28 მიკრონის დიაპაზონში, რამაც მათ საშუალება მისცა, დაედგინათ მოლეკულების შემადგენლობა, ტემპერატურა და მდგომარეობა, მათ შორის გაზების, ყინულებისა და მტვრის სიგნალები.

აირადი ნაერთების გარდა, აღმოაჩინეს მყარი ნივთიერებები - ნახშირბადის მარცვლები და წყლის ყინული. ჩვენი გალაქტიკის გარეთ პირველად აღმოაჩინეს მეთილის რადიკალი - მეთანის მოლეკულის „კუდი“ ერთი წყალბადის ატომისგან გამოკლებული.

კოსმოსური სხივები, როგორც ქიმიური ძრავა

მკვლევრებმა განაცხადეს: „ჩვენ აღმოვაჩინეთ მოულოდნელი ქიმიური სირთულე, ელემენტთა გაცილებით მაღალი სიმრავლით, ვიდრე ამჟამინდელი თეორიული მოდელებით იყო პროგნოზირებული. ეს მიუთითებს, რომ ამ გალაქტიკების ბირთვები უნდა შეიცავდეს ნახშირბადის მუდმივ წყაროს, რომელიც ამ მდიდარ ქიმიურ ქსელს კვებავს“, - აღნიშნა CAB-ის წარმომადგენელმა ისმაელ გარსია ბერნეტემ.

მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ კოსმოსური სხივები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ. ისინი შლიან პოლიციკლურ არომატულ ნახშირწყალბადებს და ნახშირბადით მდიდარ მტვრის ნაწილაკებს, გამოყოფენ მცირე ორგანულ მოლეკულებს. ეს ნაერთები ცოცხალი უჯრედების ნაწილი არ არის, მაგრამ მათ შეუძლიათ ამინომჟავებისა და ნუკლეოტიდების ფორმირებისთვის საშენი მასალის როლი შეასრულონ.

კვლევა აჩვენებს, რომ გალაქტიკური ბირთვები შეიძლება ფუნქციონირებდეს როგორც გიგანტური ქიმიური ლაბორატორიები, რაც გავლენას ახდენს სამყაროში ორგანული ნივთიერების ევოლუციაზე და ავლენს ჯეიმს ვების კოსმოსური ტელესკოპის ახალ შესაძლებლობებს.

როგორც იტყობინება , ესპანელმა ასტროფიზიკოსებმა აღმოაჩინეს გალაქტიკა, რომელიც, გამოთვლების თანახმად, შესაძლოა დიდი აფეთქების ასაკის იყოს ან კიდევ უფრო ძველი. კვლევის შედეგები გამოქვეყნდა ჟურნალ „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“-ში. თუ ასაკი დადასტურდება, სტანდარტული კოსმოლოგიური მოდელი დაკარგავს თავის სტატუსს.

მეცნიერებმა გააანალიზეს 31 გალაქტიკა, რომლებიც ჰაბლისა და ჯეიმს ვების ტელესკოპებით დიდი აფეთქებიდან 700 მილიონი წლის შემდეგ დაკვირვების შედეგად დაფიქსირდა. ამ ობიექტების საშუალო ასაკი დაკვირვებამდე 0,61 ± 0,31 მილიარდი წელი იყო. ეს ნიშნავს, რომ მათი უმეტესობა სამყაროს ისტორიის დასაწყისიდან 100 მილიონ წელზე ნაკლებ დროში ჩამოყალიბდა.

ადრეული სამყარო ზედმეტად მომწიფებული აღმოჩნდა

საყოველთაოდ მიღებული თეორიის თანახმად, პირველი ვარსკვლავები ასობით მილიონი წლის შემდეგ გაჩნდნენ. თუმცა, დაკვირვებებმა აჩვენა, რომ განვითარებული გალაქტიკები არსებობდა 200-300 მილიონი წლის შემდეგაც კი. ამის ახსნა სტანდარტული მოდელის ფარგლებში რთულია.

თანამედროვე გალაქტიკები თითქმის ყოველთვის შეიცავს სუპერმასიურ შავ ხვრელებს. თუმცა, სტანდარტული სცენარის თანახმად, ასეთი ობიექტები ვარსკვლავური შავი ხვრელებისგან წარმოიქმნება, რომლებიც, თავის მხრივ, დიდი აფეთქების შემდეგ წარმოქმნილი ვარსკვლავებიდან წარმოიშვნენ.

შავი ხვრელის პრობლემა და JADES-1050323 ანომალია

შავი ხვრელები ვერ დააგროვებენ მილიონობით მზის ეკვივალენტურ მასას რამდენიმე ასეული მილიონი წლის განმავლობაში. ისინი შემოიფარგლებიან მატერიის დაგროვების სიჩქარით. ალტერნატიული მოდელები, მათ შორის ნიკოლაი გორკავის რხევითი სამყაროს თეორია, დიდი აფეთქებისთანავე რელიქტური შავი ხვრელების არსებობას უშვებენ, მაგრამ ისინი შეუთავსებელია სტანდარტულ მოდელთან.

ყველაზე საგანგაშო შედეგი გალაქტიკა JADES-1050323-ს ეხება. ავტორები მის ასაკს 800 მილიონ წლამდე ვარაუდობენ. ფორმალურად, ეს 100 მილიონი წლით მეტია, ვიდრე სამყაროს ასაკი იმ დროს. გამოთვლების თანახმად, შეცდომის მაჩვენებელი 4.7 სიგმაა, ანუ დაახლოებით ერთი შანსი მილიონში. მკვლევარები ხაზს უსვამენ, რომ მონაცემები ხელახლა შესწავლას საჭიროებს. თუმცა, დიდი აფეთქებიდან 100 მილიონ წელზე ნაკლები ხნის შემდეგ გალაქტიკების ფორმირებაც კი სერიოზულ გამოწვევებს უქმნის სტანდარტულ კოსმოლოგიას.

გრავიტაცია ანადგურებს ყველა ობიექტს. სივრცე-დროის გამრუდება საბოლოოდ მატერიას რადიაციად გარდაქმნის. ნაშრომი გამოქვეყნდა წინასწარი ბეჭდვის სერვერზე arXiv და აღწერილია Phys.org-ის სტატიაში.

აქამდე ითვლებოდა, რომ მხოლოდ შავი ხვრელები ორთქლდებიან. ნეიტრონული ვარსკვლავები და თეთრი ჯუჯები სტაბილურად ითვლებოდნენ. ახალი გამოთვლები ამ მოსაზრებას უარყოფს. მოვლენათა ჰორიზონტის გარეშეც კი, მატერია განწირულია.

შავი ხვრელის განსაკუთრებულობის დასასრული

1974 წელს სტივენ ჰოკინგმა აჩვენა, რომ შავი ხვრელები გამოსხივდებიან და კარგავენ მასას. ეს პროცესი მოვლენათა ჰორიზონტთან იყო დაკავშირებული. ითვლებოდა, რომ მის გარეშე აორთქლება შეუძლებელი იყო. ჰაინო ფალკემ, მაიკლ ვონდრაკმა და ვალტერ ვან სუილეკმა გადახედეს ამ მიდგომას. მათ აჩვენეს, რომ სივრცის გამრუდება გადამწყვეტი ფაქტორია. ძლიერი გრავიტაცია თავად იწვევს ნაწილაკების კვანტურ შექმნას.

გრავიტაცია, როგორც უნივერსალური გამანადგურებელი

მკვლევრებმა გრავიტაცია შეადარეს კვანტურ ელექტროდინამიკაში შვინგერის ეფექტს. იქ ძლიერი ელექტრული ველი ვაკუუმში ვირტუალურ ნაწილაკებს ანადგურებს. გრავიტაცია მსგავსად მოქმედებს, მაგრამ მოქცევითი ძალების მეშვეობით. ნეიტრონულ ვარსკვლავებთან ახლოს ვაკუუმი რეალურ ნაწილაკებს ქმნის. ზოგიერთი მათგანი ენერგიას კოსმოსში გადააქვს. დანარჩენი ობიექტს შიგნიდან ათბობს. ვარსკვლავი ნელ-ნელა კარგავს მასას და ცივ სამყაროშიც კი ანათებს.

გარდაუვალი დასასრულის მათემატიკა

მეცნიერებმა შეადგინეს ფორმულა, რომელიც ობიექტის სიცოცხლის ხანგრძლივობას მის სიმკვრივესთან აკავშირებს. რაც უფრო მკვრივია მატერია, მით უფრო სწრაფია აორთქლება. პროცესი უკიდურესად ნელია, მაგრამ შეუჩერებელი. ნეიტრონული ვარსკვლავები დაახლოებით 10⁶⁸ წელიწადში გაქრებიან. თეთრი ჯუჯები დაახლოებით 10⁷⁸ წლის განმავლობაში იარსებებენ. ზემასიური შავი ხვრელებიც კი 10⁹⁶ წელიწადში გაქრებიან. ეს ცვლის სამყაროს „სითერული სიკვდილის“ შესახებ წარმოდგენას.

წითელი კარტოფილის გალაქტიკის მასა დაახლოებით 110 მილიარდ მზის მასად არის შეფასებული. მისი რადიუსი დაახლოებით 3,260 სინათლის წელია. თუმცა, გალაქტიკა თითქმის გაზისგან თავისუფალია. მოლეკულური გაზის მასა არ აღემატება 7 მილიარდ მზის მასას. მისი ვარსკვლავთწარმოქმნის სიჩქარე წელიწადში დაახლოებით ოთხი მზის მასაა. ეს ნორმაზე სულ მცირე ათჯერ ნაკლებია. მეცნიერები ობიექტს „მეკვიდრეობით“ გალაქტიკად კლასიფიცირებენ. ასეთმა სტრუქტურებმა პრაქტიკულად შეწყვიტეს ახალი ვარსკვლავების წარმოქმნა. ეს უჩვეულოა ასეთი მასიური ობიექტისთვის.

კოსმოსური ქსელის პარადოქსი

გალაქტიკა კოსმოსური ქსელის კვანძის ცენტრში მდებარეობს. ასეთი რეგიონები, როგორც წესი, ცივი გაზით მდიდარია და მასიური გალაქტიკები, როგორც წესი, მათ შიგნით აქტიურად იზრდებიან. თუმცა, MQN01 J004131.9−493704 საპირისპირო სურათს აჩვენებს. ასტრონომები თვლიან, რომ გალაქტიკა არსებითად „მიძინებულია“, რაც ევოლუციური მოდელების მოლოდინებს ეწინააღმდეგება.

აქტიური მეზობლის კვალი

მეცნიერები ახსნის გასაღებს ახლომდებარე აქტიური გალაქტიკის გავლენასთან ხედავენ. რენტგენის მონაცემები კაშკაშა აქტიური ბირთვიდან გამომავალ ძლიერ ნაკადზე მიუთითებს. ეს ნაკადი „წითელ კარტოფილთან“ ახლოს გადის. მკვლევარების თქმით, ნაკადული გაზში ინტენსიურ ტურბულენტობას იწვევს. გაზი ვერ გაცივდება და გალაქტიკაზე ვერ დაილექება. შედეგად, ობიექტი ვარსკვლავებისთვის საწვავს არ იღებს. გაზის მაღალი სიჩქარე სპექტრული გაზომვებითაც დასტურდება. ნაშრომი arXiv სერვერზე გამოქვეყნდა

ევროპის კოსმოსური სააგენტოს ცნობით ხელოვნური ინტელექტის ახალი ინსტრუმენტი, AnomalyMatch, გაუშვეს და ჰაბლის კოსმოსური ტელესკოპის მთელი არქივი შეისწავლეს. 35 წელზე მეტი ხნის დაკვირვების შედეგად, მონაცემთა ნაკრები ისეთ დონემდე დაგროვდა, რომ ხელით ანალიზისთვის მართვა შეუძლებელი გახდა. ხელოვნურმა ინტელექტმა ის სამ დღეზე ნაკლებ დროში დაამუშავა და ასობით უცნობი ობიექტი ამოიცნო.

არქივი, რომელიც თავის მომენტს ელოდა

მეცნიერები აღნიშნავენ, რომ ტელესკოპები უფრო მეტ მონაცემს აგროვებენ, ვიდრე ადამიანებს შეუძლიათ დაამუშაონ. არქივების პოტენციალი ათწლეულების განმავლობაში ყველა ობსერვატორიის გამორთვაც კი არ ამოწურავს. მკვლევარების აზრით, სწორედ აქ აღმოჩნდება ხელოვნური ინტელექტი ყველაზე სასარგებლო. მას შეუძლია სისტემატურად გადახედოს მონაცემებს, რომლებიც წლების განმავლობაში უგულებელყოფილი იყო.

ათასობით ანომალია სამ დღეში

AnomalyMatch მხოლოდ ერთ გრაფიკულ პროცესორზე მუშაობდა და ორნახევარ დღეში დაახლოებით 100 მილიონი გამოსახულების ფრაგმენტი დაამუშავა. ამ დროის განმავლობაში პროგრამამ შეისწავლა ჰაბლის მთელი არქივი და აღმოაჩინა 1400-ზე მეტი ანომალიური ობიექტი. ხელით ვერიფიკაციამ დაადასტურა 1300-ზე მეტი აღმოჩენა, რომელთაგან 800-ზე მეტი მეცნიერებისთვის აქამდე უცნობი იყო.

რა აღმოაჩინა ზუსტად ხელოვნურმა ინტელექტმა?

აღმოჩენილ ობიექტებში დომინირებს ურთიერთქმედი და შერწყმული გალაქტიკები, გრავიტაციული ლინზების კანდიდატები და იშვიათი რგოლური სტრუქტურები. მეცნიერებმა ასევე აღმოაჩინეს მედუზას ფორმის გალაქტიკები, გადაფარვის სისტემები და აქტიური ბირთვები. ზოგიერთი აღმოჩენა უკიდურესად უჩვეულო ჩანს, მათ შორის მბრუნავი ბირთვებითა და ღია მკლავებით გალაქტიკები. მკვლევარები ხაზს უსვამენ, რომ ასეთი ანომალიები ხელს უწყობს გალაქტიკების ევოლუციის, ბნელი მატერიის ბუნების უკეთ გაგებას და ზოგადი ფარდობითობის ტესტირებას.

NASA-ს მარსმავალმა Perseverance-მა დაასრულა თავისი პირველი მარშრუტი, რომელიც მთლიანად ხელოვნური ინტელექტის მიერ იყო დაგეგმილი. ჯეზეროს კრატერში როვერთან მომუშავე მისიის სპეციალისტებმა გარღვევის შესახებ განაცხადეს. ექსპერიმენტი, რომელიც 2025 წლის 8 და 10 დეკემბერს ჩატარდა, პლანეტარული კვლევის ისტორიაში გარდამტეხი მომენტი იყო.

თითქმის ოცდაათი წლის განმავლობაში, როვერების ტრაექტორიის ყოველ მეტრს დედამიწაზე მცხოვრები ადამიანები ითვლიდნენ. ინჟინრები ხელით სწავლობდნენ სურათებსა და რელიეფის რუკებს, ადგენდნენ მოკლე და უსაფრთხო მარშრუტებს. მარსთან კომუნიკაციის შეფერხების გამო, ეს პროცესი ნელი იყო და მნიშვნელოვნად ზღუდავდა როვერების დიაპაზონს ერთ მარსიანულ დღეში.

როგორ ჩაანაცვლა ხელოვნურმა ინტელექტმა დედამიწის დამგეგმავები

ახალი ექსპერიმენტის ფარგლებში, მისიის ჯგუფმა მარშრუტის დაგეგმვა ხელოვნურ ინტელექტს ანდო. სისტემა შეიმუშავეს და ინტეგრირდნენ სამხრეთ კალიფორნიაში, NASA-ს რეაქტიული ძრავის ლაბორატორიის სპეციალისტების მიერ. ხელოვნურმა ინტელექტმა იგივე მონაცემები მიიღო, რასაც ადამიანებმა: მაღალი გარჩევადობის ორბიტალური გამოსახულებები და ზუსტი სიმაღლის რუკები.

ალგორითმმა დამოუკიდებლად გააანალიზა რელიეფი, გამოავლინა კლდეები, ფერდობები და სახიფათო ადგილები, შემდეგ კი შექმნა სრული მარშრუტი. გეგმა მარსზე გაგზავნამდე ლაბორატორიაში გამოსცადეს როვერის ციფრულ რეპლიკაზე. ამრიგად, ხელოვნურმა ინტელექტმა სრულად ჩაანაცვლა ადამიანები დეტალური მარშრუტის დაგეგმვის ეტაპზე.

ავტონომიური ნავიგაციის პირველი კილომეტრები

ავტონომიური მარშრუტის გავლის შემდეგ, Perseverance-მა 8 დეკემბერს 210 მეტრი გაიარა, ხოლო 10 დეკემბერს კიდევ 246 მეტრი. როვერმა თავდაჯერებულად აიცილა თავიდან ყველა დაბრკოლება და დედამიწიდან არანაირი შესწორება არ დასჭირვებია. ექსპერიმენტმა დაადასტურა, რომ ხელოვნურ ინტელექტს შეუძლია როვერის უსაფრთხოდ ნავიგაცია რთულ რელიეფზე.

დეველოპერების თქმით, ეს კვლევის ახალ ერას ხსნის. როვერებს შეეძლებათ ავტონომიურად კილომეტრებით გადაადგილება უცნობ რელიეფზე. ტექნოლოგია შეამცირებს ოპერატორების სამუშაო დატვირთვას და საშუალებას მისცემს მათ იმუშაონ უფრო სახიფათო რელიეფზე.

მომავალში, ასეთი სისტემები მთვარეზე ინფრასტრუქტურისა და მარსზე პილოტირებული მისიების საფუძველს შექმნის. მარშრუტის სწრაფად და ავტონომიურად დაგეგმვის შესაძლებლობა მომავალი ექსპედიციების უსაფრთხოებისა და ეფექტურობისთვის კრიტიკულად მნიშვნელოვანია.

ჟურნალ „Nature Astronomy“-ში გამოქვეყნებული კვლევის თანახმად, მეცნიერები თვლიან, რომ ირმის ნახტომი და გალაქტიკების მთელი ადგილობრივი ჯგუფი ბნელი მატერიის უზარმაზარ ფენაში მდებარეობს. ახალი მოდელი ახლომდებარე გალაქტიკების უცნაური მოძრაობის ახსნას გვთავაზობს, რაც დიდი ხანია ეწინააღმდეგება საყოველთაოდ მიღებულ შეხედულებებს.

ასტრონომებმა ედვინ ჰაბლის დროიდან იციან, რომ სამყარო ფართოვდება და თითქმის ყველა გალაქტიკა ერთმანეთს შორდება. თუმცა, ანდრომედა, უახლოესი დიდი გალაქტიკა, ირმის ნახტომისკენ მოძრაობს. ეს ანომალიად ჩანდა, რადგან მთელი ლოკალური ჯგუფი გრავიტაციულად არის დაკავშირებული და კოორდინირებულად უნდა მოქმედებდეს.

ადგილობრივი ჯგუფის ვირტუალური დუბლიორი

ამ შეუსაბამობის გასაგებად, მკვლევრებმა შექმნეს ლოკალური ჯგუფისა და მიმდებარე გალაქტიკების ვირტუალური ტყუპისცალი. სიმულაცია დაიწყო ადრეული სამყაროს პირობებით, რომლებიც განისაზღვრა კოსმოსური მიკროტალღური ფონის მონაცემებით. შემდეგ მეცნიერებმა სისტემის ევოლუციას მიჰყვნენ და ვირტუალური გალაქტიკების მოძრაობები რეალურ დაკვირვებებს შეადარეს.

დამთხვევა საოცრად ზუსტი აღმოჩნდა. თუმცა, მოდელი მხოლოდ ერთი პირობით მუშაობდა: ლოკალური ჯგუფი განლაგებული ყოფილიყო არა სფერულ ჰალოში, არამედ ბნელი მატერიის ბრტყელ ფენაში. გამოთვლების თანახმად, ეს სტრუქტურა მილიონობით სინათლის წლის ზომისაა.

რატომ ფოთოლი და არა სფერო?

ტრადიციული კოსმოლოგიური მოდელი ვარაუდობს, რომ გალაქტიკები განლაგებულია ბნელი მატერიის მასიურ სფერულ ჰალოებში. ამ შემთხვევაში, მათ მოძრაობაზე გავლენას ახდენს, ძირითადად, ამ სფეროებში არსებული მასა. ახალი კვლევა გვთავაზობს განსხვავებულ გეომეტრიას, რომელშიც მასის განაწილება დიდ მანძილებზე ასევე მნიშვნელოვან როლს ასრულებს.

ფურცლის მსგავს სტრუქტურაში, ბნელი მატერიის კიდეები ნაზად იზიდავს გალაქტიკებს გარეთ, ხოლო კოსმოსური სიცარიელეები სიბრტყის გარეთ არსებობს. გრავიტაციისა და სიცარიელეების ეს კომბინაცია ნათლად ხსნის ლოკალური ჯგუფის დაკვირვებულ დინამიკას. ავტორების აზრით, სწორედ ეს კონფიგურაცია წყვეტს წინა წინააღმდეგობებს.

გახსნა რას ნიშნავს?

კვლევის წამყვანმა ავტორმა, ევაუდ ვემპემ, ნაშრომს ლოკალურ ჯგუფში ბნელი მატერიის განაწილებისა და სიჩქარეების პირველი შეფასება უწოდა. მან აღნიშნა, რომ მოდელი თავსებადია როგორც ზოგად კოსმოლოგიურ თეორიასთან, ასევე ლოკალურ დაკვირვებებთან. მისი თქმით, ეს იშვიათი შემთხვევაა, როდესაც ორივე სურათი ემთხვევა.

„ჩვენ ვიკვლევთ ადრეული სამყაროს ყველა შესაძლო ლოკალურ კონფიგურაციას“, - განმარტა უემპემ. მან ხაზგასმით აღნიშნა, რომ შედეგად მიღებულ მოდელს დამოუკიდებელი გადამოწმება სჭირდება. მომავალში მეცნიერები გეგმავენ კოსმოსური ტელესკოპის მონაცემების გამოყენებას ლოკალური ჯგუფის მიღმა ბნელი მატერიის მსგავსი ფენების მოსაძებნად.