სამყარო

ამერიკელმა მეცნიერებმა მნიშვნელოვანი ნაბიჯი გადადგეს სამყაროში მძიმე ქიმიური ელემენტების ფორმირების მექანიზმების გაგებაში.

როგორც იტყობინება , მკვლევარებმა აღმოაჩინეს თუთია-70 ბირთვის მიერ გამოსხივებული დაბალი ენერგიის გამა სხივების იდუმალი სიჭარბის მიზეზი. გამა გამოსხივება იგივე ტიპის ელექტრომაგნიტური გამოსხივებაა, რაც ხილული სინათლე და გამოიყოფა, როდესაც აღგზნებული ატომური ბირთვი უფრო სტაბილურ მდგომარეობაში გადადის. ფიზიკოსები ტრადიციულად ამ კვანტების გამოსხივების სიხშირეს გამა გამოსხივების სიძლიერის ფუნქციის გამოყენებით ზომავენ.

ანომალიური ფენომენის ბუნება

ათწლეულების განმავლობაში, მეცნიერები უცნაურ ეფექტს აფიქსირებდნენ: გამოსხივებული დაბალი ენერგიის გამა სხივების რაოდენობა თეორიული გამოთვლებით პროგნოზირებულზე მეტი იყო. ამ ფენომენს „დაბალი ენერგიის გაძლიერება“ (LEE) უწოდეს, მაგრამ დიდი ხნის განმავლობაში, მისი გამომწვევი ზუსტი გადასვლები გაურკვეველი რჩებოდა. ამ პრობლემაზე მკვლევარების საწყისი რეაქციის აღწერისას, წამყვანმა ავტორმა, აშშ-ში იშვიათი იზოტოპების კვლევის ცენტრის (FRIB) მკვლევარმა, ელეონორ რონინგიმ, ხაზგასმით აღნიშნა: „დაბალი ენერგიის გაძლიერება თეორიული გამოთვლებით არ იყო პროგნოზირებული, ამიტომ მისი პირველი აღმოჩენა სამეცნიერო საზოგადოებისთვის შოკისმომგვრელი აღმოჩნდა“. ექსპერტმა დასძინა: „ძნელია იმის პროგნოზირება, თუ სად ხდება LEE - ჩვენ არ ვიცით, რომელი ბირთვები ავლენენ მას“. ბოლოდროინდელმა გაზომვებმა დაამტკიცა, რომ ბირთვში მაგნიტური გადასვლები, რომლებიც ასახავს პროტონებისა და ნეიტრონების გადალაგებას, პასუხისმგებელია გაძლიერებაზე.

მნიშვნელობა ასტროფიზიკისა და მეთოდოლოგიისთვის

LEE ეფექტის ახსნა კოსმოსური მეცნიერებისთვის კრიტიკულად მნიშვნელოვანია, რადგან მას შეუძლია გაზარდოს ნეიტრონების დაჭერის რეაქციების სიხშირე, რომლებიც ცენტრალურ როლს თამაშობენ მძიმე ელემენტების შექმნაში სუპერნოვას აფეთქებებისა და ნეიტრონული ვარსკვლავების შერწყმის დროს. თავიანთ ნაშრომში მკვლევარებმა შეისწავლეს სპილენძ-70-ის მშობელი ბირთვის ბეტა დაშლა მის ძირითად და აღგზნებულ იზომერულ მდგომარეობებში, რამაც მათ საშუალება მისცა შეესწავლათ თუთია-70-ის სტრუქტურა ორი პერსპექტივიდან. გუნდური მუშაობის დაფასების შემდეგ, კვლევის თანაავტორმა ანდრეა რიჩარდმა ოჰაიოს უნივერსიტეტიდან აღნიშნა: „ჩვენი სამეცნიერო გუნდების გაერთიანებულმა ექსპერტიზამ ეს შესაძლებელი გახადა.

მეცნიერთა კვლევის ძირითადი დასკვნები:

• ანომალიის მიზეზი ის არის , რომ ატომის ბირთვში მაგნიტური გადასვლები პასუხისმგებელია დაბალი ენერგიის გაძლიერებაზე.
• კოსმოსური მასშტაბი: LEE ეფექტი პირდაპირ გავლენას ახდენს სამყაროში მძიმე ელემენტების ფორმირების სიჩქარეზე.
• ახალი საორიენტაციო მაჩვენებელი: თუთია-70-ის ექსპერიმენტი თეორიულ ფიზიკოსებს ასტროფიზიკური პროცესების ზუსტი მოდელირების საფუძველს აძლევს.

ეროვნულმა აერონავტიკისა და კოსმოსური სივრცის კვლევის ადმინისტრაციამ (NASA) დაასრულა ახალი ნენსი გრეისის რომან კოსმოსური ტელესკოპის საწვავით შევსება, რითაც კოსმოსური ხომალდი 2026 წლის აგვისტოს ბოლოს გასაშვებად ემზადება.

ტექნოლოგიური პორტალი 3DNews იუწყება , რომ მიწის მომზადების ყველაზე სახიფათო ეტაპი დასრულდა და ობსერვატორია გრაფიკზე ცხრა თვით ადრე გაუშვეს. სპეციალისტებმა კოსმოსური ხომალდის საწვავის ავზებში დაახლოებით 1000 ლიტრი ჰიდრაზინი ჩატვირთეს, ხოლო SpaceX Falcon Heavy რაკეტის გაშვება 39A გამშვები პუნქტიდან დაგეგმილია არაუადრეს 2026 წლის 30 აგვისტოს, აღმოსავლეთის დროით დილის 7:26 საათისა (მოსკოვის დროით 14:26 საათზე).

ფრენის ტრაექტორია და ტექნიკური ინტეგრაცია

გამშვები აპარატის ზედა საფეხურიდან გამოყოფის შემდეგ, ობსერვატორია დედამიწის შორეულ მხარეს მდებარე L2 ლაგრანჟის წერტილში გაემართება, სადაც უკვე მუშაობს ჯეიმს ვების კოსმოსური ტელესკოპი. ჰიდრაზინის საწვავი კვებავს დაბალი ბიძგის ძრავებს, რომლებიც საჭიროა მანევრირებისთვის, კურსის კორექციისთვის, ორბიტის შენარჩუნებისთვის და ექვსი მზის პანელის მუდმივი ორიენტაციისთვის - ბორტ სისტემების ერთადერთი ენერგიის წყარო. ვინაიდან ტოქსიკური საწვავის ინექცია SCAPE-ის კოსტიუმებში განხორციელდა, მისი წარმატებით დასრულება გამშვებ აპარატთან ინტეგრაციის საბოლოო ეტაპზე გადასვლას აღნიშნავს: ტელესკოპი დამონტაჟდება ადაპტერზე და განთავსდება Falcon Heavy-ის დამცავი დატვირთვის ფარის ქვეშ.

სამეცნიერო აღჭურვილობა და კვლევითი ამოცანები

კოსმოსური ხომალდის მთავარი კომპონენტია 2.4 მეტრიანი სარკე, რომელიც ზომით ჰაბლის სარკეს ჰგავს, მაგრამ მნიშვნელოვნად მსუბუქია, და 300 მეგაპიქსელიანი ინფრაწითელი კამერა, რომლის ხედვის არეალი ჰაბლის სარკეზე მინიმუმ 100-ჯერ დიდია. მეორე მთავარი ინსტრუმენტი იქნება პერსპექტიული კორონოგრაფი, რომელიც შექმნილია ვარსკვლავების სინათლის ჩასახშობად და ეგზოპლანეტების უშუალოდ დასაკვირვებლად, რომლებიც თითქმის მილიარდჯერ უფრო მკრთალია, ვიდრე მათი მასპინძელი ვარსკვლავები. ძირითადი სამეცნიერო პროგრამა შექმნილია ხუთი წლის განმავლობაში, მისიის კიდევ ხუთი წლით გახანგრძლივების შესაძლებლობით დამატებითი საწვავის გამოყენებით. თავად კვლევა ფოკუსირებული იქნება სამყაროს ევოლუციის, ბნელი ენერგიის ბუნების, ბნელი მატერიის განაწილებისა და ათასობით პლანეტარული სისტემის ძიებაზე.

მკვლევართა საერთაშორისო ჯგუფმა ნამდვილი რევოლუცია მოახდინა ფიზიკური რეალობის ჩვენს გაგებაში, ექსპერიმენტულად დაადასტურა ე.წ. უარყოფითი დროის არსებობის შესაძლებლობა.

გაზეთი „კომსომოლსკაია პრავდა“ იუწყება უნიკალური ექსპერიმენტის შესახებ, რომლის დროსაც მეცნიერებმა დააკვირდნენ პარადოქსულ სიტუაციას, სადაც ეფექტი რეალურად აჭარბებს მის მიზეზს. მსგავსი ანომალიები დაფიქსირდა 1993 წელს, მაგრამ იმ დროს შედეგები მიეწერებოდა გაზომვის შეცდომებს ან იმ ფაქტს, რომ მეცნიერებმა „რაღაც არასწორად გაიგეს“. თუმცა, ტორონტოს უნივერსიტეტის დოქტორმა ეფრემ შტაინბერგმა სამი ათწლეული მიუძღვნა ამ ეფექტის რეალობის დამტკიცებას, ულტრაზუსტი მოწყობილობების შექმნას და წამყვანი თეორეტიკოსების ჩართვას ექსპერიმენტის შესაქმნელად, რომელიც გამორიცხავდა ნებისმიერ შემთხვევით შეცდომას.

რუბიდიუმის ნისლის საიდუმლო

თავიანთი თამამი ჰიპოთეზის დასადასტურებლად, ფიზიკოსებმა შექმნეს სპეციალური გარემო, რომელიც შედგებოდა რუბიდიუმის ატომების ღრუბლისგან, პერიოდული ცხრილის ოცდამეშვიდე ელემენტისგან, რომელიც უკიდურესად არასტაბილურ წონასწორობაში არსებობდა. სპეციალურად მორგებული სინათლის სხივი, რომელიც წვრილი პროჟექტორის როლს ასრულებდა, ამ „ატომურ ნისლს“ არღვევდა, ფოტონის ენერგიით, რომელიც ზუსტად იყო მორგებული რუბიდიუმის ნაწილაკებთან იდეალურად რეზონანსული რეზონანსისთვის. ამ სასაზღვრო სიტუაციაში, ატომებს შეეძლოთ ფოტონის დაჭერა შემდგომი ხელახალი გამოსხივებისთვის ან მისი საკუთარ თავში გატარება. სისტემის ქცევის ანალიზით ცალკეული ნაწილაკების დონეზე, ფიზიკოსებმა დაადასტურეს, რომ სწორედ ეს სპეციფიკური „ატომ-ფოტონის“ კავშირი წარმოქმნის ეფექტს, რომლის დროსაც ფოტონები უარყოფით დროს ატარებენ ღრუბელში, სიტყვასიტყვით გამოდიან მისგან შესვლამდე.

ფიზიკა საღი აზრის წინააღმდეგ

ამ აღმოჩენის გაგებაში რიგითი ადამიანისთვის სირთულე გამომდინარეობს ატომებისა და ფოტონების მყარ სფეროებად წარმოდგენის ჩვევიდან, როგორც ეს სკოლის სახელმძღვანელოებშია მოცემული. სინამდვილეში, ნაწილაკები ალბათობის რთული ტალღებია, რასაც მეცნიერები ძალიან გრძელი გველის ვიზუალური ანალოგიით ხსნიან, რომლის თავიც ურთიერთქმედების დასრულებას და ობიექტთან გამოსვლას ახერხებს, სანამ მისი კუდი მას უახლოვდება. აღსანიშნავია, რომ ათწლეულების წინ რუსმა ასტრონომმა ნიკოლაი კოზირევმა დრო ფიზიკურ ნივთიერებად მიიჩნია, რომლის გამოსხივებაც შესაძლებელია და დროის სარკეში არეკლილი სამყაროების არსებობა შესთავაზა. მიუხედავად იმისა, რომ მეინსტრიმულმა მეცნიერებამ დიდი ხანია უარყო მისი კონცეფცია, შტაინბერგის ჯგუფის ამჟამინდელი წარმატება გვაიძულებს, ახლებურად შევხედოთ იმ შესაძლებლობას, რომ წარსულიდან მომავალში დროის ნაცნობი დინება მთელი სამყაროსთვის უნივერსალური კანონი არ არის.

კვანტური გამოთვლების მომავალი

მიუხედავად მათი დასკვნების სენსაციური ხასიათისა, მკვლევრებმა სწრაფად განმარტეს, რომ სრულფასოვანი დროის მანქანის შექმნა თანამედროვე ფიზიკის ფარგლებში შეუძლებელია. ახალი აღმოჩენა არ უარყოფს თერმოდინამიკის კანონებს, არამედ უბრალოდ ადასტურებს კონცეფციებს, რომლებიც ადრე მხოლოდ სპეკულაციურად დარჩენის რისკის ქვეშ იმყოფებოდა. მიუხედავად ამისა, ექსპერიმენტის პრაქტიკული ღირებულება უზარმაზარია, რადგან უარყოფითი დროის ეფექტი შეიძლება დაეხმაროს კვანტურ კომპიუტერებს წარმოუდგენლად სწრაფი გახდომაში. მოსალოდნელია, რომ ასეთ სისტემებს შეეძლებათ მომენტალურად იმოგზაურონ წარსულში რთული გამოთვლების შესასრულებლად და მომხმარებლისთვის თითქმის მყისიერად დაბრუნდნენ დასრულებული შედეგებით. მიუხედავად იმისა, რომ კრიტიკოსები, როგორიცაა საბინ ჰოსენფელდერი, ამას უბრალოდ რთულ ილუზიას უწოდებენ, ბევრი მეცნიერი თვლის, რომ ჩვენ მხოლოდ ახლა ვიწყებთ მეოთხე კოორდინატის ნამდვილი ბუნების გამოვლენას.

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.

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.

თანამედროვე კოსმოლოგიამ სისტემური კრახი განიცადა. გამოქვეყნებული , სამყაროს ევოლუციის გამოთვლები აღარ ემთხვევა რეალურ დაკვირვებებს. მეცნიერები აღიარებენ, რომ ადრეული კოსმოსიდან მილიარდობით წლის წინანდელი მონაცემების ექსტრაპოლაციისას, თეორია ტელესკოპებისგან განსხვავებულ შედეგს იძლევა.

ფიზიკოსებს ადრეული სამყაროს უაღრესად ზუსტი რუკა აქვთ. ის კოსმოსურ მიკროტალღურ ფონს ეფუძნება და სტანდარტად ითვლება. თუმცა, სტანდარტული მოდელისა და აინშტაინის განტოლებების გამოყენებით, თანამედროვე კოსმოსი უფრო „მოცულობითი“ უნდა იყოს. რეალობა კი სხვაგვარი აღმოჩნდა.

S8 ძაბვა: სადაც თეორია ინგრევა

კოსმოლოგები თავიანთ მოდელებს ორი გზით ამოწმებენ. პირველი ეყრდნობა პლანკის თანამგზავრის მიერ დაფიქსირებული კოსმოსური მიკროტალღური ფონური გამოსხივების ანალიზს. ეს მონაცემები აღწერს სამყაროს 380 000 წლის წინ და საშუალებას აძლევს მათ გამოთვალონ მისი მომავალი.

მეორე მეთოდი თანამედროვე სამყაროს პირდაპირი დაკვირვებაა. ეს მეთოდი სუსტი გრავიტაციული ლინზირების მეთოდს იყენებს. მასა, ძირითადად ბნელი მატერია, ამახინჯებს სივრცე-დროს და ამახინჯებს შორეული გალაქტიკების სინათლეს. ეს დამახინჯებები გამოიყენება მატერიის განაწილების რუკის შესაქმნელად.

პრობლემა ის არის, რომ მეთოდები აღარ ემთხვევა ერთმანეთს. თანამედროვე გაზომვები მატერიის უფრო ერთგვაროვან განაწილებას აჩვენებს. S8 პარამეტრის მნიშვნელობა მოსალოდნელზე დაბალია. შეუსაბამობა 2–3 სიგმას აღწევს. ფიზიკისთვის ეს ან სისტემატურ შეცდომაზე, ან არასრულ მოდელზე მიუთითებს.

ბნელი სექტორი მოულოდნელი კავშირით

სტანდარტულ კოსმოლოგიაში ბნელი მატერია ცივ და პასიურ მატერიად ითვლება. ის გარემომცველ სამყაროსთან თითქმის ექსკლუზიურად გრავიტაციის მეშვეობით ურთიერთქმედებს. ნეიტრინოები ასევე პრაქტიკულად დამოუკიდებელ ნაწილაკებად ითვლება, რომლებიც თავისუფლად მოძრაობენ სივრცეში.

ახალი ნაშრომის ავტორებმა განსხვავებული სცენარი შემოგვთავაზეს. მათ დაუშვეს ბნელ მატერიასა და ნეიტრინოებს შორის ელასტიური გაბნევა. ადრეულ სამყაროში ნეიტრინოები უკიდურესად მკვრივი და სწრაფი იყო. სუსტი ურთიერთქმედებაც კი მათ საშუალებას აძლევდა, იმპულსი გადაეცათ ბნელი მატერიის ნაწილაკებისთვის.

ეს პროცესი იწვევს ფენომენს, რომელსაც დიფუზიური დემპინგი ეწოდება. გრავიტაცია მიდრეკილია ბნელი მატერიის მკვრივ ჰალოებად შეგროვებისკენ, ნეიტრინოების გაფანტვა კი ხელს უშლის ამას. შედეგად, სტრუქტურების ზრდა შენელდება და მცირე სიმკვრივის რყევები გასწორდება.

გამოთვლების თანახმად, სწორედ ეს ამცირებს S8 პარამეტრს. სამყარო დღეს უფრო ერთგვაროვანი ჩანს, ვიდრე სტანდარტული მოდელით იყო პროგნოზირებული ურთიერთქმედებების გარეშე.

მონაცემები, სიმულაციები და აღმოჩენის საზღვრები

ჰიპოთეზის შესამოწმებლად, მეცნიერებმა გააერთიანეს დაკვირვების რამდენიმე დამოუკიდებელი წყარო:

• პლანკის თანამგზავრის მონაცემები
• ACT ტელესკოპის მაღალი კუთხური გარჩევადობის გაზომვები
• DES Y3 მატერიის განაწილების რუკა

ანალიზი მოიცავდა რთულ კომპიუტერულ მოდელირებას და არაწრფივი გრავიტაციის გათვალისწინებას. სტატისტიკურმა ანალიზმა აჩვენა, რომ სტანდარტული ლამბდა-CDM მოდელი მონაცემთა ნაკრების არასაკმარის აღწერას იძლევა. ბნელი მატერიისა და ნეიტრინოს ურთიერთქმედების მოდელი ამ შეუსაბამობას აგვარებს.

ოპტიმალური ურთიერთქმედების სიძლიერე დაახლოებით 10^-4-ის ტოლია. სტატისტიკური მნიშვნელოვნება 3 სიგმას დონეს აღწევს. ფიზიკაში ეს სერიოზულ მტკიცებულებად ითვლება, მაგრამ ჯერ არა აღმოჩენად.

თუ დასკვნები დადასტურდება, ბნელი მატერია აღარ იქნება პასიური ფონური ფენომენი. ის სამყაროში მიმდინარე პროცესების აქტიური მონაწილე გახდება. საბოლოო პასუხს ვერა რუბინის ობსერვატორიისა და CSST ტელესკოპის მიერ მომავალი დაკვირვებები გასცემს.

ჟურნალ Science Advances-ში გამოქვეყნებული კვლევის თანახმად, დედამიწის მსგავსი პლანეტების არსებობის ალბათობა მოსალოდნელზე მაღალი იყო. მეცნიერები თვლიან, რომ მზის სისტემის ისტორიის დასაწყისში ახლომდებარე სუპერნოვას აფეთქებამ გადამწყვეტი როლი ითამაშა.

სუპერნოვა, როგორც პლანეტების არქიტექტორი

ავტორები ვარაუდობენ, რომ ახალგაზრდა მზის სისტემა სუპერნოვას აფეთქების შედეგად კოსმოსური სხივებით დაბომბეს. ამ პროცესმა პროტოპლანეტარული დისკო რადიოაქტიური ელემენტებით გაჟღენთა. ეს ელემენტები მშრალი, კლდოვანი პლანეტების ფორმირებისთვის საჭირო სითბოს უზრუნველყოფდა.

დედამიწის ფორმირება დაკავშირებულია პლანეტოშენადედებთან, რომლებიც, სავარაუდოდ, გაუწყლოებული უნდა ყოფილიყო. სითბოს წყარო იყო ხანმოკლე სიცოცხლის ხანგრძლივობის რადიონუკლიდების, მათ შორის ალუმინ-26-ის დაშლა. მის არსებობას ადასტურებს უძველესი მეტეორიტები, რომლებიც ინარჩუნებენ წარსულის ქიმიურ კვალს.

ძველი გამოცანის ამოხსნა

ადრე ითვლებოდა, რომ რადიონუკლიდები მხოლოდ ძალიან ახლოს მდებარე სუპერნოვადან შეიძლებოდა წარმოშობილიყო. თუმცა, ასეთი აფეთქება პროტოპლანეტურ დისკოს გაანადგურებდა. ტოკიოს უნივერსიტეტის იაპონელმა მეცნიერებმა „ჩაძირვის მექანიზმი“ შემოგვთავაზეს.

მოდელის მიხედვით, სუპერნოვა 3.2 სინათლის წლის მანძილზე აფეთქდა. დარტყმითმა ტალღამ პროტონები კოსმოსურ სხივებად აქცია. რადიოაქტიური იზოტოპები სისტემაში ორი გზით შეაღწიეს:

• მტვრის ნაწილაკების გამოყოფა, მათ შორის რკინა-60
• ბირთვული რეაქციები კოსმოსური სხივების მატერიასთან შეჯახების დროს

მოდელი ემთხვეოდა მეტეორიტების მონაცემებს, რაც იმას ნიშნავს, რომ მშრალი, კლდოვანი პლანეტების ფორმირების პირობები შესაძლოა გავრცელებული ყოფილიყო.

სიცოცხლის შანსი

მკვლევარები ვარაუდობენ, რომ მზის მსგავსი ვარსკვლავების 10-დან 50%-მდე მსგავსი პროტოპლანეტარული დისკები ჰქონდათ. ეს მკვეთრად ზრდის გალაქტიკაში მრავალი პოტენციურად საცხოვრებლად ვარგისი პლანეტის არსებობის ალბათობას.