Trợ giúp về Tele2, thuế quan, câu hỏi

16-01-2018

Gửi tới các bạn, những người yêu thích sinh vật học vũ trụ. Vào cuối năm 2017 tại Chile (ở Santiago và Coyhaique), Ủy ban IAU 3 (Sinh vật học vũ trụ) đã tổ chức một trường học về sinh vật học vũ trụ và hội nghị “Sinh vật học vũ trụ 2017”. Tài liệu trường học và hội nghị hiện có sẵn để xem. Xem và thưởng thức: chương trình học có liên kết tới video, chương trình hội nghị có liên kết đến video.

04-01-2017

Trong bối cảnh sinh học vũ trụ, các cơ chế tổng hợp các loại phân tử hữu cơ khác nhau trong vỏ tiền sao và các vật thể khác liên quan đến vùng hình thành sao được đặc biệt quan tâm. Công trình của J. Lindberg và cộng sự trình bày các ước tính về nồng độ xuyên tâm của C4H và metanol theo hướng 40 tiền sao. Trong số các tiền sao này, 16 vật thể trong các đám mây phân tử từ các chòm sao Ophiuchus và Corona Southernis đã được quan sát thấy.

23-10-2016

Tổ hợp đám mây phân tử gần chúng ta nhất là ở chòm sao Kim Ngưu, ở khoảng cách khoảng 140 pc. Do ở gần, những đám mây này được nghiên cứu khá kỹ lưỡng, bao gồm cả từ quan điểm về thành phần phân tử của chúng, thành phần này trong những thập kỷ gần đây đã trở thành, nếu không phải là tiêu chuẩn thì ít nhất là "điểm tham chiếu" để thử nghiệm các mô hình hóa học thiên văn. Trong khi đó, ngay cả

03-08-2016

Số lượng hành tinh được kính viễn vọng không gian Kepler phát hiện lên tới hàng nghìn. Trong số đó, mối quan tâm đặc biệt là các hành tinh trên mặt đất (có lẽ là) nằm trong vùng được gọi là có thể ở được, nghĩa là trong phạm vi khoảng cách từ ngôi sao trung tâm, nơi có thể tồn tại nước lỏng trên bề mặt hành tinh. Xác định tỷ lệ tương đối của các hành tinh như vậy trong tổng số lượng của chúng được coi là một trong những vấn đề chính

02-08-2016

Hạt nhân phân tử L1544 ở Kim Ngưu là một trong những hạt nhân tiền sao “tiêu chuẩn”, và do đó có rất nhiều nghiên cứu được dành cho nó. Đặc biệt, lõi L1544 được coi là ví dụ điển hình của một vật thể có cái gọi là sự phân hóa hóa học, tức là những khác biệt cụ thể trong sự phân bố của các hợp chất cacbon và nitơ. Trong hạt nhân có sự phân hóa hóa học, các hợp chất nitơ (NH3, N2H+) tập trung ở trung tâm, sau đó

13-07-2016

Hội thảo quốc tế “Tìm kiếm sự sống: Từ Trái đất sơ khai đến ngoại hành tinh” sẽ diễn ra từ ngày 12 đến 16/6/2016 tại Việt Nam. Trang web hội nghị - http://rencontresduvietnam.org/conferences/2016/search-for-life. Chương trình hội nghị bao gồm bốn chủ đề chính: giáo dục, sự tiến hóa và khả năng sinh sống của các hệ hành tinh; Trái đất sơ khai; từ tiền hóa học đến sự sống đầu tiên; sự sống trong vũ trụ - tác động đến xã hội và các vấn đề đạo đức.

11-06-2016

Manara và cộng sự. báo cáo trên tạp chí Thiên văn học & Vật lý thiên văn rằng họ đã phát hiện ra mối tương quan giữa tốc độ bồi tụ trong một đĩa tiền hành tinh và khối lượng của đĩa này. Mối tương quan này xuất phát từ những ý tưởng lý thuyết về sự tiến hóa của các đĩa tiền hành tinh, nhưng cho đến nay người ta vẫn chưa thể phát hiện ra nó. Các tác giả của công trình mới đã kiểm tra một mẫu gần như hoàn chỉnh các ngôi sao trẻ trong vùng hình thành sao Lupus (Sói).

14-05-2016

Có một khái niệm như vậy - "thảm họa oxy". Thuật ngữ đáng sợ này đề cập đến một giai đoạn trong quá trình tiến hóa của bầu khí quyển trái đất, giai đoạn này khá thuận lợi đối với chúng ta ngày nay. Người ta cho rằng trong thảm họa oxy khoảng 2,4 tỷ năm trước, sự phong phú đáng kể của bầu khí quyển trái đất với oxy phân tử đã xảy ra. Cho đến thời điểm này, lớp vỏ không khí trên hành tinh của chúng ta hầu như không chứa oxy. Hầu hết các nhà khoa học đều tin rằng

Một trong những nhiệm vụ tư tưởng quan trọng nhất của thiên văn học là tìm ra câu trả lời cho câu hỏi liệu chúng ta có đơn độc trong Vũ trụ hay không. Trong trường hợp không tiếp xúc trực tiếp với trí tuệ ngoài Trái đất, chúng ta phải bằng lòng với những lập luận gián tiếp.

Tất nhiên, chúng ta không biết phạm vi điều kiện vật lý mà nguồn gốc của sự sống có thể xảy ra rộng đến mức nào, nhưng chúng ta có thể nói chắc chắn rằng ít nhất trên một hành tinh cụ thể, gần một ngôi sao cụ thể trong một thiên hà cụ thể, sự xuất hiện của cuộc sống và trí thông minh hóa ra là có thể. Nếu chúng ta chứng minh rằng những hành tinh, ngôi sao và thiên hà như vậy là phổ biến trong Vũ trụ, thì sẽ có hy vọng rằng kết quả cuối cùng trong quá trình tiến hóa của chúng, tương tự như trên Trái đất, không phải là hiếm.

Cho đến gần đây, có vẻ như về mặt này, mọi thứ đang diễn ra tốt đẹp với cả ba thành phần - hành tinh, ngôi sao, thiên hà. Ít nhất là không tệ. Đúng vậy, chúng ta vẫn chưa thể tự tin đánh giá Trái đất điển hình như thế nào - giống như một hành tinh đã rơi vào vùng có thể ở được của ngôi sao của nó. Nhưng không có lý do gì để tin rằng cô ấy không điển hình. Tất nhiên, những lý do như vậy có thể xuất hiện trong tương lai (ai biết được?). Tuy nhiên, thông tin hiện có về các hệ hành tinh cho thấy sự hình thành của chúng là một quá trình hoàn toàn bình thường.

Mặt trời cũng không có gì lạ. Trong nhiều cuốn sách nổi tiếng và thậm chí cả sách giáo khoa, ông thường được gọi là ngôi sao bình thường nhất, không có gì nổi bật. Đặc điểm có vẻ xúc phạm này lại rất quan trọng xét từ quan điểm tiến hóa của sự sống: trong bốn tỷ rưỡi năm, Trái đất đã được sưởi ấm bởi một chiếc bếp kêu êm đềm, thứ mà suốt thời gian qua đã truyền cho chúng ta nhiều năng lượng như vậy. khi chúng ta cần mà không bị sụt giảm mạnh hoặc bùng phát mạnh mẽ. Bất kỳ đặc điểm nào, “sự khác thường”, sẽ khiến Mặt trời trở thành một đối tượng rất thú vị đối với một nhà nghiên cứu bên ngoài, nhưng đối với chúng tôi, những người sống gần đó, sự ổn định nhàm chán còn tốt hơn khả năng thay đổi thú vị. Và vẫn còn nhiều ngôi sao như vậy “không có bất kỳ tính năng đặc biệt nào”, tương tự như ngôi sao sáng trung tâm của chúng ta trong Thiên hà.

Toàn bộ Thiên hà (Dải Ngân hà) của chúng ta hóa ra cũng ấm cúng và “nhàm chán” như vậy. Nghĩa là, mười tỷ năm trước, những sự kiện rất dữ dội đã diễn ra trong đó: khi đó, do sự nén của đám mây tiền thiên hà đang quay, một đĩa khí sao khổng lồ đã xuất hiện, nơi chúng ta đang sống và hình chiếu trong đó trên bầu trời được gọi là Dải Ngân hà. Nhưng sau khi đĩa hình thành, không có gì “thú vị” xảy ra với Thiên hà của chúng ta. Không, tất nhiên, vẫn có những nơi trong đó tốt hơn hết là không nên để một ngôi sao nhỏ với các hành tinh có thể ở được. Môi trường xung quanh các ngôi sao khổng lồ nóng bỏng chứa đầy bức xạ cứng, sóng xung kích mạnh phát tán từ các vụ nổ siêu tân tinh... Nhưng có rất ít nơi nguy hiểm như vậy và khả năng Mặt trời của chúng ta bay vào một trong số chúng chẳng hạn là rất nhỏ.

Sự yên tĩnh này là do các quá trình hình thành sao trong Dải Ngân hà từ lâu đã mang tính chất “chậm chạp”. So sánh số lượng sao ở các độ tuổi khác nhau cho thấy tốc độ hình thành sao trung bình trong Thiên hà của chúng ta trong 10 tỷ năm qua gần như giữ nguyên, ở mức vài ngôi sao được sinh ra mỗi năm. Và sự bất biến này có thể không hẳn là khác thường, nhưng ít nhất là một đặc tính khá bất thường của hòn đảo sao của chúng ta.

Từ quan điểm bề ngoài, Thiên hà là một đĩa rất mỏng (chẳng hạn như có tỷ lệ “độ dày trên đường kính” tương đương với các đĩa compact), được cắt ngang bởi một số (hai hoặc bốn) nhánh xoắn ốc. Đĩa này được đắm mình trong một đám mây sao hình cầu loãng - một quầng sáng. Nếu bạn chỉ tập trung vào vẻ bề ngoài, thì trong Vũ trụ không chỉ có nhiều hệ thống như vậy - chúng chiếm đa số. Theo dữ liệu hiện đại, khoảng 70% tổng số thiên hà thuộc về những hệ thống đĩa xoắn ốc như vậy. Điều này là tốt đẹp vì hai lý do. Thứ nhất, bản chất điển hình của Thiên hà khiến chúng ta khó có thể đơn độc trong Vũ trụ. Thứ hai, chúng ta có thể dễ dàng mở rộng kết quả nghiên cứu Thiên hà tới hầu hết phần còn lại của Vũ trụ. Nhưng đó không phải là tất cả. Một số phận thuận lợi đã đặt một thiên hà tương tự khác ngay cạnh chúng ta - Tinh vân Andromeda (hay còn gọi là M31, NGC 224), thiên hà này đôi khi vẫn được coi là gần như một cặp song sinh với Dải Ngân hà. Bạn có cần gì nữa không? Nếu muốn biết chi tiết, chúng ta hãy nhìn vào Thiên hà của mình, nếu muốn bức tranh tổng thể, chúng ta nhìn vào Tinh vân Tiên Nữ - và 70% Vũ trụ nằm trong túi của chúng ta!

Than ôi, nghiên cứu trong những năm gần đây cho thấy niềm vui này quá sớm. Chúng ta càng tìm hiểu nhiều về Tinh vân Tiên nữ, chúng ta càng thấy nó ít có vẻ là một cặp song sinh với Dải Ngân hà. Không, tất nhiên là có một điểm tương đồng chung; M31 giống với Dải Ngân hà hơn nhiều so với thiên hà lùn Đám mây Magellan Lớn. Nhưng có một số khác biệt quan trọng về chi tiết. Mặc dù Thiên hà và Tinh vân Tiên nữ rất có thể được hình thành gần như đồng thời, M31 trông giống... tôi nên nói thế nào nhỉ... tồi tàn. Bây giờ lượng khí còn lại trong nó ít hơn trong Thiên hà của chúng ta; Theo đó, sự ra đời của các ngôi sao diễn ra ít tích cực hơn, nhưng chỉ bây giờ thôi! Đĩa và quầng sáng của Tinh vân Tiên Nữ cho thấy dấu vết của nhiều vụ nổ hình thành sao mạnh mẽ, vụ gần đây nhất có lẽ chỉ xảy ra cách đây 200 triệu năm (một khoảng thời gian nhỏ so với toàn bộ tuổi của thiên hà). Quan sát các hệ sao cho thấy nguyên nhân của những vụ nổ như vậy hầu như luôn là do va chạm giữa các thiên hà. Điều này có nghĩa là lịch sử của Tinh vân Tiên Nữ có nhiều trận đại hồng thủy lớn và nhỏ hơn đáng kể so với lịch sử của Dải Ngân hà.

Do sự khác biệt này nên vẫn chưa rõ thiên hà nào trong hai thiên hà nên được lấy làm tiêu chuẩn. Vấn đề là chúng ta không thể nghiên cứu bất kỳ thiên hà xoắn ốc nào khác với mức độ chi tiết tương tự. (Chính xác hơn, chúng ta có một người hàng xóm xoắn ốc khác - M33, nhưng nó nhỏ hơn nhiều so với M31 và Dải Ngân hà.) Năm 2007, Francois Hammer (Đài thiên văn Paris) và các đồng nghiệp của ông đã quyết định kiểm tra những thông số nào chúng ta sẽ nhận được cho Dải Ngân hà và M31, nếu chúng được quan sát từ khoảng cách rất xa và so sánh các thông số này với các đặc tính của các thiên hà xoắn ốc xa xôi khác. Hóa ra hệ thống điển hình hơn không phải là Dải Ngân hà! Trong số tất cả các thiên hà xoắn ốc gần đó, không quá 7% có thông số gần giống với nó. Phần còn lại gợi nhớ nhiều hơn đến Tinh vân Andromeda: chúng nghèo khí, giàu sao hơn và có động lượng góc riêng cao hơn Dải Ngân hà, nghĩa là nói một cách đơn giản, chúng quay nhanh hơn. Đối với Tinh vân Tiên nữ, tất cả những đặc tính này, cũng như đặc thù của sự phân bố các sao xung quanh đĩa, có thể được giải thích bằng một vụ va chạm lớn xảy ra vài tỷ năm trước với một hệ sao có khối lượng ít nhất bằng một tỷ khối lượng mặt trời ( khoảng vài phần trăm khối lượng của chính thiên hà). Sự giống nhau của M31 với các thiên hà xoắn ốc khác cho thấy các siêu va chạm tương tự đã xảy ra với hầu hết chúng - ngoại trừ một nhóm nhỏ mà Dải Ngân hà thuộc về.

Ở đây thật thích hợp để nhắc lại một điều kỳ lạ khác về Thiên hà của chúng ta - hai vệ tinh của nó, Đám mây Magellanic. Chúng có chút giống với các vệ tinh điển hình của thiên hà xoắn ốc. Thông thường những vệ tinh này là những thiên hà hình elip hoặc hình cầu nhỏ và mờ. Những người bạn đồng hành như Đám mây Magellanic, đồ sộ, sáng sủa, với lịch sử hình thành sao hỗn loạn của riêng chúng, cũng chỉ được quan sát thấy ở một vài phần trăm các thiên hà xoắn ốc. Lời giải thích khả dĩ cho điều kỳ lạ này là Đám mây Magellanic có thể không phải là vệ tinh của Dải Ngân hà. Đo tốc độ chuyển động của chúng bằng Kính viễn vọng Không gian được đặt theo tên. Hubble đã chỉ ra rằng đối với các vệ tinh, tức là các vật thể được gắn vào Thiên hà bằng lực hấp dẫn, chúng bay quá nhanh. Ý tưởng nảy sinh rằng những đám mây có thể đang bay ngang qua Dải Ngân hà.

Tất nhiên, có một sự cám dỗ để kết nối tất cả những sự kiện này thành một bức tranh duy nhất. Vào tháng 12 năm 2010, Y. Yang và F. Hammer cho rằng Đám mây Magellan đã bay đến Dải Ngân hà từ Tinh vân Tiên nữ, sau khi thoát khỏi nó do cùng một vụ va chạm lớn đó. Phải nói rằng quỹ đạo của các Đám mây vẫn chưa được biết rõ, nhưng những gì được biết về nó không mâu thuẫn với giả thuyết về nguồn gốc “Andromedan” của chúng.

Nói chung, hình ảnh có thể trông như thế này. Trong số hai thiên hà chính của Nhóm Địa phương (cái tên nhàm chán của Dải Ngân hà, M31 và các vệ tinh xung quanh chúng), chỉ có một thiên hà sống sót sau một vụ va chạm lớn. Hai thiên hà nhỏ hơn được hình thành từ vật chất bị tách ra khỏi M31 do trận đại hồng thủy này. Hiện tại, chúng đang bay ngang qua Thiên hà và có lẽ sẽ bị nó bắt giữ, để trong vài tỷ năm nữa chúng sẽ hợp nhất với Dải Ngân hà, cho phép nó cuối cùng sống sót sau thảm họa đã xảy ra trước đó nhiều trong cuộc đời của các hệ thống tương tự khác. .

Bằng cách này hay cách khác, các nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng cho đến nay, quá trình tiến hóa của Dải Ngân hà hóa ra khó thấy hơn đáng kể so với sự tiến hóa của hầu hết các thiên hà dạng đĩa, vốn đã mang lại cho sự sống trên trái đất vài tỷ năm im lặng để phát triển yên tĩnh.

Bóng tối vẫy gọi và mê hoặc. Bóng tối là bạn của tuổi trẻ. Chúng ta là bóng tối, bóng tối và bóng tối. Trong phim, những Bóng tối hóm hỉnh, hoài nghi thường dễ mến hơn những Bóng tối đứng đắn, nhàm chán. Bất chấp vô số bí ẩn vật lý thiên văn liên quan đến vật chất phát sáng, trí tưởng tượng về vật chất tối vẫn thú vị hơn. Việc phân tích những mâu thuẫn với bức xạ dường như không gì khác hơn là làm sáng tỏ những chi tiết đã biết, trong khi bóng tối hứa hẹn sẽ mở ra cánh cửa cho nền vật lý mới.

Không có gì đáng ngạc nhiên khi một số lượng lớn các bài báo được xuất bản trong các tài liệu chuyên môn được dành cho việc nghiên cứu vật chất tối (DM). (Nhân tiện, trong tiếng Nga nói “vật chất tối” thì có lẽ đúng hơn, nhưng Google đưa ra một thứ tự lớn hơn về các liên kết cho truy vấn “vật chất tối”, là một giấy truy tìm từ “vật chất tối” trong tiếng Anh. ) Làm thế nào bạn có thể nghiên cứu một vật không phát sáng nếu nguồn thông tin duy nhất trong thiên văn học là bức xạ điện từ? Đúng, cũng giống như nhiều thứ khác - dựa trên bằng chứng gián tiếp.

Hãy để tôi nhắc nhở bạn ngắn gọn về bản chất của vấn đề. Yếu tố chính di chuyển các vật thể trên quy mô lớn trong Vũ trụ của chúng ta là trọng lực. Bằng cách quan sát chuyển động của các vật thể, người ta có thể rút ra kết luận về trường hấp dẫn mà chúng chuyển động và khối lượng tạo ra trường này. Vì vậy, trong một số trường hợp, trường hấp dẫn dường như tồn tại nhưng không thể nhìn thấy nguồn của nó. Đặc biệt, sự chuyển động của các ngôi sao trong các thiên hà và các cụm thiên hà xảy ra với tốc độ không tương ứng mạnh với sự phân bố của vật chất “ánh sáng” có thể quan sát được một cách trực tiếp. Do đó, nảy sinh giả định về sự hiện diện của vật chất “tối”, bản thân nó không phát sáng mà biểu hiện qua hiệu ứng hấp dẫn lên các vật thể phát sáng.

Sự tồn tại của vật chất tối được chỉ ra bởi nhiều bằng chứng khác nhau nhất quán với nhau. Vì vậy, để bác bỏ giả thuyết về vật chất tối, việc tìm ra một lời giải thích khác chẳng hạn chỉ là sự chuyển động của các ngôi sao trong các thiên hà là chưa đủ. Tuy nhiên, những nỗ lực “đóng” vật chất tối vẫn chưa dừng lại. Chỉ trong mười ngày qua, hai nghiên cứu lớn đã xuất hiện, bằng cách này hay cách khác “đào” theo TM.

in

Vào tháng 2 năm 2003, các nhà khoa học Mỹ đã giới thiệu với cộng đồng khoa học một “bức ảnh sơ sinh” về Vũ trụ của chúng ta - bản đồ bức xạ nền vi sóng vũ trụ, cho phép chúng ta nhìn vào kỷ nguyên tiền thiên hà ngay sau Vụ nổ lớn. Với sự trợ giúp của nó, các nhà thiên văn học đã cố gắng trả lời với độ chính xác cao nhất có thể cho câu hỏi Vũ trụ được tạo thành từ đâu. Câu trả lời hóa ra thật đáng thất vọng: chỉ 4% khối lượng của Vũ trụ đến từ vật chất “thông thường” mà chúng ta hiểu, bao gồm các nguyên tử. 96% còn lại bao gồm các chất có tên đơn giản nhưng vang dội - vật chất tối (23%) và năng lượng tối (73%). Ngày nay, ngoài tên của họ, người ta còn biết gì về họ?

Trong hàng trăm năm qua, khoa học đã giáng một số đòn hữu hình vào khả năng tự nhận thức của con người. Đầu tiên, “cái nôi của loài người” Trái đất bị đưa ra khỏi trung tâm Vũ trụ, sau đó là Mặt trời. Sau đó, hóa ra Thiên hà của chúng ta không phải là thiên hà duy nhất trong Không gian, và thậm chí không phải là lớn nhất, mà chỉ là một trong hàng tỷ hòn đảo sao, nằm ở vùng ngoại ô của một cụm thiên hà lớn hoặc thậm chí vượt ra ngoài biên giới của nó - a một loại tỉnh phổ quát xa xôi, đầy ý thức về tầm quan trọng của bản thân, nhưng lại cách xa đô thị một cách vô vọng.

Nhưng nếu trên Trái đất, một người tỉnh lẻ luôn có thể tìm thấy niềm an ủi trong những giấc mơ về thủ đô, thì trong Vũ trụ, hóa ra, chúng ta thậm chí còn bị tước đoạt cơ hội này. Không chỉ các thành phố và quốc gia, lớn và nhỏ, nghèo và giàu, mà toàn bộ Trái đất, Mặt trời, Dải Ngân hà và tất cả các thiên hà bỗng chốc hóa ra chỉ là một lớp phủ sáng bóng, một lớp mạ vàng mỏng trên nền đen huyền bí, không thể xuyên thủng. . Sự trỗi dậy và sụp đổ của các nền văn minh, sự hình thành và hủy diệt của các hành tinh, sự bùng nổ của các ngôi sao và sự va chạm của các thiên hà, cũng như tất cả các sự kiện khác dường như tràn ngập Vũ trụ, trên thực tế, đều có cùng mối quan hệ với sự sống của nó như một dải sóng hẹp có sự sống của Đại dương.

Không gian giữa các vì sao không trống rỗng

Chỉ cần nhìn vào bầu trời đầy sao, thật khó để tưởng tượng rằng trong Vũ trụ còn có thứ gì khác ngoài các ngôi sao và hành tinh. Tuy nhiên, kiểm tra kỹ hơn một chút sẽ chứng minh rằng đây không phải là trường hợp. Rõ ràng, một trong những nhà thiên văn học đầu tiên xâm phạm vào sự trống rỗng là nhà khoa học người Nga V.Ya Struve, người sáng lập Đài thiên văn Pulkovo. Vào giữa thế kỷ 19, ông phát hiện ra rằng số lượng sao trên một đơn vị thể tích giảm dần theo khoảng cách từ Mặt trời. Nhà khoa học liên kết sự giảm này với thực tế là trên đường tới người quan sát, ánh sáng của các ngôi sao yếu đi tỷ lệ với quãng đường di chuyển do tương tác với một số chất. Lúc đầu, chất hấp thụ này được gọi là bóng tối.

Tính từ "tối" trong thiên văn học được sử dụng theo nghĩa trực tiếp của nó - "không phát sáng". Vì nguồn thông tin duy nhất về không gian sâu thẳm đối với chúng ta là ánh sáng, đồng thời, một nghĩa khác của từ “bóng tối” hóa ra rất phù hợp - không rõ ràng, không thể hiểu được. Ngày nay, bản chất của chất hấp thụ giữa các vì sao không còn nghi ngờ gì nữa - nó chỉ là bụi, những hạt cực nhỏ bao gồm các hợp chất carbon và silicon. Bụi phân tán không đều trong không gian. Nó được tập hợp trong những đám mây dày đặc gần như chặn hoàn toàn ánh sáng của các ngôi sao nằm phía sau chúng. Trong bối cảnh các ngôi sao rải rác, những đám mây như vậy có thể nhìn thấy dưới dạng những khoảng trống không có sao màu đen. Vì thời xa xưa, các nhà thiên văn học vẫn gọi những đám mây như vậy là tối, mặc dù điều này không công bằng. Bụi không chỉ hấp thụ bức xạ từ các ngôi sao mà còn tự phát sáng, mặc dù không phải ở vùng nhìn thấy mà ở vùng hồng ngoại, dưới milimet và sóng vô tuyến. Nhưng việc ghi lại bức xạ này không gây ra bất kỳ khó khăn cơ bản nào cho các nhà thiên văn học hiện đại.

Với sự ra đời của kính thiên văn vô tuyến, người ta thấy rõ rằng bụi không phải là “chất lấp đầy” chính của không gian giữa các ngôi sao. Cứ mỗi gam bụi trong không gian giữa các vì sao có 100 gam khí, chủ yếu là hỗn hợp hydro và heli. Và nếu chỉ một vài phần trăm khối lượng tập trung ở khí liên sao bên trong các thiên hà (phần còn lại được tập trung trong các ngôi sao), thì trong không gian giữa các thiên hà còn có nhiều khí hơn. Trong các cụm, khối lượng khí liên thiên hà lớn hơn nhiều lần so với tổng khối lượng của chính các “đảo sao”. Có vẻ sẽ đúng hơn nếu gọi các bầy thiên hà không phải là các cụm thiên hà mà là những đám mây khí khổng lồ với một “hỗn hợp” nhỏ của thiên hà-sao. Nhưng ngay cả cách diễn đạt mang tính xúc phạm như vậy cũng không phản ánh đúng thực trạng của sự việc!

Vật chất tối

Thế giới của chúng ta là vương quốc của trọng lực. Trong tất cả các lực cơ bản, chỉ có nó mới có tác dụng tầm xa đủ để vượt qua khoảng cách vũ trụ. Do đó, đặc điểm chính của bất kỳ vật thể thiên văn nào là khối lượng của nó. Nó có thể được ước tính cả từ các quan sát của chính vật thể đó (ví dụ, khối lượng của một ngôi sao có thể được tính gần đúng bằng hình dạng của các vạch trong quang phổ của nó) và từ hiệu ứng hấp dẫn của nó lên các vật thể khác. Nếu các ước tính thu được bằng hai phương pháp này gần như trùng khớp thì mọi thứ đều phù hợp với ý tưởng lý thuyết của chúng ta về bản chất của đối tượng. Sự khác biệt của chúng cho thấy rằng chúng ta không hiểu điều gì đó hoặc đang bỏ qua điều gì đó. Sự khác biệt rõ rệt trong hai ước tính khối lượng có thể là dấu hiệu của một số quan niệm sai lầm rất lớn.

Nhưng những khó khăn nào có thể xảy ra với những ý tưởng về cấu trúc của các cụm thiên hà? Chúng đây rồi - những thiên hà, có thể nhìn thấy được ngay cả bằng một chiếc kính thiên văn nhỏ. Đây rồi - khí nóng lấp đầy khoảng trống giữa chúng. Đúng, bạn không thể nhìn thấy nó bằng kính thiên văn thông thường, nhưng với sự trợ giúp của kính thiên văn tia X, loại khí này đã được quan sát thấy nhiều lần. Chúng ta tìm tổng khối lượng của tất cả các thiên hà, cộng khối lượng khí vào đó và lấy tổng khối lượng của cụm. Đối với một cụm thiên hà điển hình, chẳng hạn như cụm trong chòm sao Xử Nữ, khối lượng này tương đương với vài chục nghìn tỷ khối lượng mặt trời.

Khối lượng của một cụm thiên hà có thể được xác định theo cách khác. Lực duy nhất liên kết cụm thành một tổng thể duy nhất là trọng lực. Đối với một cụm thiên hà, cũng như đối với Trái đất, có vận tốc thoát thứ hai. Nếu tốc độ của thiên hà vượt quá “tốc độ vũ trụ thứ hai” đối với một cụm nhất định, thì thiên hà có thể thoát khỏi vòng tay hấp dẫn của nó và bay tự do. Độ lớn của tốc độ phụ thuộc vào khối lượng của cụm: cụm càng lớn thì thiên hà phải di chuyển càng nhanh để rời khỏi nó.

Trở lại những năm 30 của thế kỷ 20, nhà thiên văn học người Mỹ Fritz Zwicky đã thu hút sự chú ý đến thực tế là các thiên hà trong cụm chuyển động nhanh hơn vận tốc thoát ra! Các cụm có các thành viên chuyển động nhanh như vậy đơn giản là không thể tồn tại được. Nhưng chúng tồn tại, điều đó có nghĩa là chúng ta đã nhầm lẫn ở một khía cạnh nào đó. Nhưng làm sao chúng ta có thể phạm sai lầm nếu toàn bộ cụm nằm trước mặt chúng ta trong tầm nhìn đầy đủ? Hay không phải tất cả?

Kết quả của Zwicky có nghĩa là toàn bộ khối lượng nhìn thấy được của một cụm điển hình không đủ để giữ cho các thiên hà cấu thành của nó không bị bay đi. Điều này có nghĩa là, Zwicky quyết định, rằng trong các cụm thiên hà cũng có vật chất vô hình, vật chất này không biểu hiện dưới bất kỳ hình thức bức xạ nào, nhưng đóng góp đáng kể, hay nói đúng hơn là mang tính quyết định vào trường hấp dẫn của cụm. Để giải thích tốc độ cao của thiên hà, chúng ta phải giả sử rằng trong các cụm thiên hà có lượng vật chất “tối” gấp mười lần so với mọi loại vật chất “phát sáng”. Vì vậy, hóa ra một cụm thiên hà thực sự là một cụm không phải là thiên hà hay khí, mà là sự ngưng tụ của một thứ gì đó chưa được biết đến với một hỗn hợp nhỏ của khí và thiên hà. Bài toán làm sáng tỏ bản chất của thực thể bí ẩn này từ đó đã được thiên văn học gọi là bài toán khối lượng ẩn, và bản thân thực thể này được gọi là vật chất tối hay vật chất tối.

Sau đó người ta phát hiện ra rằng không chỉ các cụm thiên hà mà ngay cả bản thân các thiên hà cũng chứa đựng khối lượng ẩn giấu. Như đã biết, Thiên hà của chúng ta (chính xác hơn là phần nhìn thấy được của nó!) là một đĩa khí sao quay phẳng. Mặt trời cách trung tâm Thiên hà 25.000-30.000 năm ánh sáng và thực hiện một vòng quay hoàn toàn trong khoảng 200 triệu năm, di chuyển dọc theo quỹ đạo thiên hà của nó với tốc độ khoảng 220 km/s. Vật chất phát sáng trong đĩa tập trung cao độ vào lõi thiên hà. Lực hấp dẫn điều khiển chuyển động quỹ đạo của các ngôi sao được biết là giảm tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách, do đó, thật hợp lý khi cho rằng các ngôi sao ở ngoại vi của đĩa, cách xa khối lượng chính của Thiên hà, sẽ di chuyển chậm hơn hơn những ngôi sao ở gần lõi.

Than ôi, vào những năm 70 của thế kỷ 20, rõ ràng là cả ở thiên hà của chúng ta và các thiên hà tương tự khác, giả định có vẻ hợp lý này đều không được đáp ứng. Ngay cả những ngôi sao và đám mây khí ở rất xa trung tâm cũng lao qua quỹ đạo của chúng với tốc độ cao, như thể không muốn biết rằng chúng đang ở đâu thì thiên hà gần như đã kết thúc. Nguồn gốc của lực hấp dẫn này ở đâu trong một không gian dường như gần như trống rỗng? Câu trả lời đã được tìm thấy nhanh chóng. Nếu có khối lượng ẩn trong các cụm thiên hà, tại sao lại không có khối lượng ẩn trong chính các thiên hà? Lượng vật chất tối cần thiết xấp xỉ như trong các cụm. Ví dụ, để mô tả chuyển động của các ngôi sao ở vùng ngoại vi Thiên hà của chúng ta, chúng ta phải giả sử rằng nó được bao quanh bởi một “vầng tối” rộng lớn, kích thước và khối lượng của nó lớn hơn ít nhất vài lần so với kích thước và khối lượng của thiên hà. đĩa nhìn thấy được.

Lúc đầu, đối với nhiều nhà khoa học, giả định về sự tồn tại của vật chất tối dường như quá giả tạo. Tuy nhiên, cho đến nay, rất nhiều dữ liệu quan sát đã được tích lũy về nó đến mức dường như vẫn không thể loại bỏ được khối lượng ẩn giấu. Tất cả những gì còn lại là tìm hiểu xem cô ấy là ai. May mắn thay, lý thuyết này không đứng yên và hiện nay một số ứng cử viên đã được xem xét cho vai trò của vật chất tối.

Tất nhiên, từ quan điểm đơn giản, tôi muốn giả sử rằng vật chất tối bao gồm những vật thể quen thuộc với các nhà vật lý thiên văn, có khối lượng nhưng không phát ra chút nào hoặc phát ra yếu đến mức có thể nhìn thấy được bằng các dụng cụ thiên văn hiện đại. chỉ ở một khoảng cách rất nhỏ (trên quy mô thiên hà). Các nhà khoa học biết nhiều vật thể như vậy: sao lùn nâu và trắng, sao neutron, lỗ đen, hành tinh, đám mây khí đặc. Vì tất cả chúng đều bao gồm hoặc trước đây bao gồm các proton và neutron thông thường, mà trong vật lý gọi chung là baryon, nên vật chất tối hình thành từ những vật thể này được gọi là baryon.

Thật không may, rất khó để giải thích một số lượng lớn những vật thể như vậy có thể đến từ đâu trên khắp Thiên hà. Mỗi chúng không tự nhiên phát sinh và trước khi biến thành vật chất tối, chúng để lại dấu vết này hoặc dấu vết khác trong quá trình tiến hóa của thiên hà. Ví dụ, giả sử quầng tối bao gồm các sao neutron. Chúng là tàn dư của những ngôi sao khổng lồ kết thúc cuộc đời của chúng bằng một vụ nổ lớn - siêu tân tinh. Khó có khả năng vụ nổ của hàng tỷ siêu tân tinh xung quanh Thiên hà có thể trôi qua mà không để lại dấu vết.

Do đó, giả thuyết về vật chất tối phi baryon, bao gồm các hạt cơ bản đặc biệt, chưa được biết đến, có một tập hợp các tính chất cụ thể, đặc biệt, hầu như không tương tác với vật chất “thông thường” và do đó vẫn trốn tránh sự phát hiện, hiện đang được xem xét. thích hợp hơn. Đã có lúc người ta tin rằng vật chất tối có thể là neutrino, nhưng kết quả của các thí nghiệm và quan sát gần đây tại kính thiên văn neutrino chứng minh rằng khối lượng của neutrino, dù không bằng 0, nhưng vẫn quá nhỏ để quy toàn bộ vật chất “còn thiếu” cho Nó.

Neutralino là siêu đối tác đáng tin cậy của bạn!

Rất có thể, chúng ta đang nói về một loại hạt mới. Cần lưu ý rằng các nhà vật lý không những không phủ nhận sự tồn tại của những hạt như vậy, mà trái lại, họ hoan nghênh chúng bằng mọi cách có thể, vì chúng phù hợp với những ý tưởng được cải tiến gần đây về cấu trúc của vật chất, đặc biệt là về hai loại hạt. loại hạt cơ bản chính - fermion và boson. Trong thế giới tương đối lạnh của chúng ta, bản thân vật chất được tạo thành từ các fermion (như proton và neutron) và các boson (như photon) mang lực giữa chúng. Nhưng ở nhiệt độ rất cao, so với nhiệt độ đó ngay cả nhiệt độ bên trong các ngôi sao cũng mờ đi, sự khác biệt giữa các hạt vật chất và các hạt mang bị xóa bỏ, và chúng bắt đầu hành xử giống nhau. Lý thuyết về sự đồng nhất giữa fermion và boson ở nhiệt độ cao được gọi là lý thuyết siêu đối xứng. Các nhà vật lý vẫn chỉ có thể mơ về những năng lượng cần thiết để kiểm tra nó bằng thực nghiệm, nhưng họ tin chắc rằng bằng chứng về siêu đối xứng vẫn phải chờ đợi trong vài năm nữa. Nhiều nghiên cứu theo hướng này đang được thực hiện ở nhiều phòng thí nghiệm trên khắp thế giới, đặc biệt là tại các đài quan sát neutrino của Nga ở Baksan (Bắc Caucasus) và trên hồ Baikal.

Trong khi đó, trong Tự nhiên, một thí nghiệm nhằm thu được các hạt cơ bản có năng lượng cực cao đã được thực hiện! Đúng là nó đã kết thúc cách đây khá lâu, hơn 10 tỷ năm trước, nhưng dấu vết về sự thực hiện của nó vẫn bao quanh chúng ta từ mọi phía, và bản thân chúng ta chẳng qua là kết quả của thí nghiệm hoành tráng này, được các nhà khoa học gọi là Vụ nổ lớn! Lý thuyết siêu đối xứng dự đoán rằng trong những phần đầu tiên của giây sau khi Vũ trụ ra đời, tất cả các hạt của nó đều bằng nhau và giống hệt nhau, nhưng sau đó Vũ trụ giãn nở, nguội đi và không có sự bình đẳng nào trong đó... Điều thú vị là , cùng với proton, neutron, electron, photon, neutrino và các “khối xây dựng” cơ bản đã biết khác, lý thuyết siêu đối xứng dự đoán sự ra đời của cả một vườn thú các hạt chưa biết. Tuy nhiên, chúng ta không nên nói về một vườn thú mà là về một con tàu - những hạt chưa biết này tạo thành cặp với các hạt đã biết: mỗi fermion có một boson ghép với nó và ngược lại. Để nhấn mạnh tính siêu đối xứng của cộng đồng này, những cặp như vậy được gọi là siêu đối tác.

Tất cả các hạt giả thuyết - siêu đối tác của các hạt đã biết - đều có một đặc tính chung: chúng tương tác rất yếu với vật chất thông thường, vượt xa đáng kể ngay cả các neutrino xuyên thấu về mặt này. Trong thuật ngữ khoa học, chúng đôi khi được gọi là "WIMP", từ chữ viết tắt tiếng Anh WIMP - "các hạt lớn tương tác yếu", nghĩa là các hạt lớn tương tác yếu. Rất khó để nhìn thấy WIMP, nhưng bạn có thể “cảm nhận” được chúng - giống như mọi thứ có khối lượng, chúng tạo ra một trường hấp dẫn xung quanh mình. Sau Vụ nổ lớn, một số lượng lớn các hạt như vậy lẽ ra vẫn còn tồn tại và ảnh hưởng hấp dẫn tổng hợp của chúng có thể được cảm nhận rõ ràng bởi toàn bộ thiên hà. Quá nhiều cho vật chất tối! Thực tế này rất có ý nghĩa, vì nó chứng minh rõ ràng các tính chất của các cụm thiên hà khổng lồ và vũ trụ vĩ mô nói chung có thể liên quan như thế nào với các tính chất của vũ trụ vi mô.

Ứng cử viên có khả năng nhất cho vai trò của vật chất tối được coi là hạt trung tính siêu đối xứng nhẹ nhất, có khối lượng vượt quá khối lượng của proton một trăm lần. Cạnh tranh với nó và các WIMP khác là một hạt vô hình khác - axion - mà sự tồn tại của nó được dự đoán bởi một lý thuyết vật lý hiện đại khác - sắc động lực học lượng tử.

Thiên hà của chúng ta và các hệ sao khác chìm trong các đám mây trung tính, trục và các hạt vô hình khác. Những đám mây này, như ngày nay người ta tin rằng, ở thời kỳ tiền thiên hà đóng vai trò là những “hạt giống” hấp dẫn mà vật chất thông thường được hút vào, trở thành vật liệu xây dựng cho các thế hệ sao đầu tiên. Trong ngôn ngữ khoa học, những hạt giống này được gọi là dao động mật độ sơ cấp. Và mặc dù nhiều nước đã đi qua dưới cầu kể từ khi chúng hình thành, nhưng đặc tính của những thăng giáng này mãi mãi được ghi lại dưới dạng những biến đổi không gian về cường độ của bức xạ nền vi sóng vũ trụ. Chính nhờ nghiên cứu những biến thể này mà các nhà khoa học phát hiện ra rằng chỉ có 4% khối lượng của Vũ trụ đến từ vật chất nguyên tử thông thường. 23% khác bị chiếm giữ bởi vật chất tối phi baryonic (neutralinos, axion, v.v.). 73% còn lại là bao nhiêu? Chúng ta có thể coi mình là cổ đông của Universe OJSC, những người tại cuộc họp tiếp theo đã phát hiện ra rằng họ thậm chí gần như không biết ai sở hữu cổ phần kiểm soát!

Sai lầm lớn nhất của Einstein

Một trong những tiên đoán của thuyết tương đối của Einstein là vũ trụ không thể tồn tại mãi mãi. Thật vậy, nếu chúng ta công nhận nó chỉ là vương quốc của lực hấp dẫn, tức là lực hấp dẫn, thì chúng ta cũng phải đồng ý rằng theo thời gian, mọi vật chất trong Vũ trụ sẽ bị hút lại với nhau về một điểm. Bản thân Einstein không thích viễn cảnh này đến mức ông buộc phải đưa cái gọi là thuật ngữ lambda vào các phương trình của mình - một “lực đẩy phổ quát” giả thuyết, được cho là để chống lại lực hấp dẫn phổ quát. Tuy nhiên, vào năm 1929, hóa ra Vũ trụ đang giãn nở. Điều này có nghĩa là lực hút lẫn nhau của các thiên hà bị cản trở bởi sự lùi lại của chúng do Vụ nổ lớn gây ra, và nhu cầu đẩy nhau dường như biến mất. Lời thú nhận của Einstein với nhà vật lý thiên văn người Mỹ gốc Liên Xô Georgi Gamow rằng ông coi việc phát minh ra thuật ngữ lambda là sai lầm lớn nhất của ông đã được nhiều người biết đến. Nhưng thời gian trôi qua, và sai lầm này không còn quá rõ ràng: như Gamow đã viết, hằng số vũ trụ “tiếp tục ngẩng cao đầu xấu xí”. Đúng, bây giờ nó có nhiều tên khác - phản hấp dẫn, tinh hoa, năng lượng chân không và tất nhiên là năng lượng tối.

Việc phát hiện ra bản chất không cố định của Vũ trụ đã buộc các nhà khoa học (và không chỉ họ) phải suy nghĩ xem sự giãn nở của nó sẽ kết thúc như thế nào. Thật thuận tiện để mô tả số phận tương lai của thế giới chúng ta bằng cách so sánh mật độ vật chất trung bình trong Vũ trụ với một giá trị tới hạn nhất định. Nếu mật độ lớn hơn tới hạn, lực hấp dẫn sớm hay muộn sẽ làm ngừng sự giãn nở của các thiên hà và nó sẽ được thay thế bằng lực nén tổng quát, lực này sẽ lại kéo Vũ trụ về một điểm. Nếu mật độ nhỏ hơn tới hạn thì sự giãn nở của Vũ trụ sẽ tiếp tục vô tận... Ngày nay, các đặc tính quan sát được của Vũ trụ được mô tả tốt nhất bằng cái gọi là lý thuyết lạm phát, trong sự phát triển của nó các nhà vật lý Liên Xô và Nga đóng vai trò chính vai trò. Theo nó, trong những phần đầu tiên của một giây tồn tại, Vũ trụ đã trải qua một "lạm phát" thảm khốc (đây là cách dịch từ "lạm phát" từ tiếng Anh), trong đó kích thước của nó tăng lên 10 50 lần. Tất cả sự không đồng nhất và độ cong hiện diện trong Vũ trụ trước đây đã được làm phẳng đi trong quá trình lạm phát - đó là lý do tại sao hóa ra chúng ta đang sống trong một thế giới đồng nhất và phẳng (theo nghĩa hình học!).

Lý thuyết lạm phát, trong số những lý thuyết khác, dự đoán rằng mật độ trung bình của vật chất trong Vũ trụ phải chính xác bằng mật độ tới hạn. Trên thực tế, liên quan đến mật độ tới hạn mà tất cả các tỷ lệ phần trăm đã được đề cập nhiều lần trong bài viết này đều được tính toán. Vấn đề rất rõ ràng - sau khi loại bỏ tất cả các đầu dưới cùng ngoài không gian, người ta chỉ có thể thu thập các chất ở mức 27% mật độ tới hạn. Tôi có thể lấy 73% còn lại ở đâu?

Vâng, không còn vật chất nào trong không gian, nhưng bản thân không gian vẫn còn đó. Tại sao chúng ta nên cho rằng nó không nặng gì? Giống như trong trắc địa, tất cả các độ cao đều được tính từ một mức 0 nhất định (ở Nga - từ số 0 của thước đo chân Kronstadt), trong vật lý, chúng ta có thể giả sử rằng mọi năng lượng đều được tính từ năng lượng 0 - năng lượng của chân không, không phải bằng không. Mật độ còn thiếu có thể bị ẩn trong năng lượng ban đầu này. Vì các nhà thiên văn học trước đây gọi vật chất vô hình là vật chất tối nên việc áp dụng tính từ tương tự cho năng lượng vô hình có vẻ hợp lý.

Gia tốc của vũ trụ

Có vẻ như khái niệm năng lượng tối, như người ta nói, là “viển vông”: thay vì thành thật thừa nhận sự thất bại của lý thuyết lạm phát và thực sự là toàn bộ vũ trụ học của Vụ nổ lớn, các nhà khoa học lại gán năng lượng cho khoảng trống! Để tránh những lời buộc tội như vậy, cần phải tìm ra những đặc tính mà năng lượng tối nên có và cố gắng phát hiện những đặc tính này trong kết quả quan sát thiên văn. Và kết quả như vậy đã thu được! Năm 1998, một nhóm các nhà thiên văn học người Mỹ do Adam Rees dẫn đầu đã báo cáo một sự thật quan trọng - Vũ trụ không chỉ đang giãn nở mà nó còn đang giãn nở với tốc độ ngày càng nhanh. Các nhà khoa học đi đến kết luận này bằng cách quan sát các vụ nổ siêu tân tinh ở các thiên hà xa xôi.

Hầu hết các phương pháp đo khoảng cách trong thiên văn học đều dựa trên việc so sánh độ sáng biểu kiến ​​của một vật thể với độ sáng thực của nó, tất nhiên là phải biết độ sáng này. Các nguồn có độ sáng thực đã biết được gọi là "nến tiêu chuẩn". Siêu tân tinh loại Ia, được cho là có liên quan đến vụ nổ nhiệt hạch trên các sao lùn trắng, có thể nhìn thấy ở khoảng cách rất xa và có độ sáng nhất quán đáng ghen tị, khiến chúng trở thành công cụ không thể thiếu để đo khoảng cách vũ trụ.

Mặt khác, ở các vùng lân cận gần (trên quy mô vũ trụ) của Thiên hà của chúng ta, định luật Hubble được áp dụng - khoảng cách đến thiên hà tỷ lệ thuận với tốc độ chuyển động của nó dọc theo đường ngắm. Dễ dàng xác định vận tốc xuyên tâm từ quang phổ - hiệu ứng Doppler dịch chuyển các vạch sang phần màu đỏ của quang phổ nếu nguồn đang di chuyển ra xa chúng ta và sang phần màu xanh lam nếu nguồn đang đến gần. Vì độ lớn của sự dịch chuyển tỷ lệ thuận với tốc độ, định luật Hubble cho phép ước tính khoảng cách đến các vật thể ở xa từ các quan sát quang phổ - với điều kiện là sự giãn nở của Vũ trụ ở xa Dải Ngân hà tuân theo các định luật tương tự - hoặc để xác định những sai lệch so với Dải Ngân hà. những luật này.

Rees và các đồng nghiệp của ông đã sử dụng phương pháp này. Dựa trên độ sáng biểu kiến ​​của một số siêu tân tinh, họ đã xác định được khoảng cách tới chúng - hóa ra nó rất đáng kể, vài tỷ năm ánh sáng. Sau đó, bằng cách sử dụng định luật Hubble, họ tính toán tốc độ mà những siêu tân tinh này sẽ phải di chuyển ra xa chúng ta nếu sự giãn nở của Vũ trụ vài tỷ năm trước đã xảy ra với cùng tốc độ như hiện nay. Tốc độ thực tế của siêu tân tinh hóa ra thấp hơn đáng kể so với giá trị mà định luật Hubble dự đoán - hiện nay Vũ trụ đang giãn nở nhanh hơn vài tỷ năm trước!

Các nhà khoa học sẽ dễ dàng chấp nhận kết quả ngược lại - trong một Vũ trụ tuân theo định luật hấp dẫn, thật hợp lý khi cho rằng sự giãn nở sẽ chậm lại theo thời gian. Nhưng gia tốc có nghĩa là ngoài lực hút, trong Vũ trụ thực sự còn có một lực đẩy, hay đơn giản là phản hấp dẫn, và hiện tại nó rõ ràng vượt quá lực hấp dẫn ở những khoảng cách vũ trụ. Do tính chất giật gân của kết luận này, nhiều nhà khoa học, bao gồm cả chính tác giả của khám phá này, đã cố gắng tìm ra sai sót trong kết quả của nhóm Rees, nhưng cho đến nay những nỗ lực này vẫn chưa thành công. Chúng ta phải thừa nhận rằng năng lượng tối thực sự tồn tại! Hơn nữa, lượng của nó, được tính toán từ các quan sát siêu tân tinh, trùng khớp với những gì được ước tính từ các quan sát về sự dao động cường độ của bức xạ nền vi sóng vũ trụ - khoảng 70%.

Những cách mới để các nhà khoa học so sánh các dự đoán lý thuyết về vũ trụ học với dữ liệu quan sát đã xuất hiện nhờ dữ liệu được tích lũy trong những năm gần đây về tọa độ của hàng trăm nghìn thiên hà. Vào tháng 2 năm 2002, các nhà khoa học ở Anh đã ước tính giá trị của tất cả các thông số vũ trụ chính bằng cách kết hợp dữ liệu về bức xạ nền vi sóng vũ trụ với các đặc điểm phân bố quy mô lớn của 250 nghìn thiên hà, khoảng cách tới đó được xác định trong 2dF khảo sát trên Kính thiên văn Anh-Úc. Các giá trị được tính toán rất phù hợp với dữ liệu từ các nghiên cứu khác. Và trong công việc này, hóa ra không thể thực hiện được nếu không có năng lượng tối! Hoàn toàn độc lập với kết quả của nhóm Rees, George Efstathiou và các đồng nghiệp đã ước tính rằng đóng góp của nó vào tổng mật độ của Vũ trụ là 65-85%.

Nước đen trong mây

Vũ trụ học từ lâu đã không còn là một “khoa học thuần túy”. Những ý tưởng hiện đại về cấu trúc và sự tiến hóa của Vũ trụ dựa trên một lượng đáng kể dữ liệu quan sát và thực nghiệm. Điều này nên được ghi nhớ bởi những người cho rằng mình đã sẵn sàng tạo ra Lý thuyết Vũ trụ của riêng mình. Chúng ta thường nghe nói rằng khoa học “chính thống” không khoan dung với những ý tưởng mới và kiên quyết bác bỏ mọi thứ không phù hợp với hệ thống kiến ​​thức hiện có. Lịch sử hình thành vũ trụ học là sự bác bỏ trực tiếp luận điểm này. Ở những giai đoạn khác nhau, những giả thuyết kỳ lạ như sự biến thiên của các hằng số cơ bản - chẳng hạn như hằng số hấp dẫn hay thậm chí tốc độ ánh sáng - đã được thảo luận một cách lặng lẽ và vẫn đang được thảo luận. Một số giả thuyết này đã chìm vào quên lãng, một số khác vẫn tiếp tục tồn tại, thu được bằng chứng thực nghiệm và những người ủng hộ mới.

Số phận nào đang chờ đợi vật chất tối và năng lượng tối? Liệu một khái niệm vật lý thành công hơn sẽ xuất hiện trong mười năm nữa, bao gồm cả những điều kỳ lạ trong chuyển động của các thiên hà và các đặc tính của bức xạ nền vi sóng vũ trụ? Cho đến nay, chỉ có giả thuyết vật chất tối mới có một giải pháp thay thế thực tế ít nhiều. Đây được gọi là lý thuyết MOND - Động lực học Newton sửa đổi, được phát triển vào giữa những năm 1980 bởi nhà vật lý người Israel M. Milgrom. Theo lý thuyết này, ký hiệu thông thường của định luật vạn vật hấp dẫn - tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách - chỉ có giá trị ở một giới hạn nhất định. Nếu gia tốc của vật do trọng lực gây ra nhỏ hơn xấp xỉ 10 -10 m/s 2 thì phải sửa đổi định luật vạn vật hấp dẫn, điều này giải thích chuyển động kỳ lạ của các ngôi sao ở vùng ngoại vi của các thiên hà xoắn ốc. Thật không may, lý thuyết MOND không có phần mở rộng tương đối tính, nên nó không thể giải thích được những hiện tượng vượt ra ngoài những vấn đề động học đơn giản.

Nhìn chung, phải thừa nhận rằng vật chất tối và năng lượng tối, ban đầu chỉ là những khái niệm giả thuyết được đưa vào lý thuyết để dung hòa nó với các quan sát, rất phù hợp với bức tranh hiện đại về thế giới. Điều quan trọng là với sự giúp đỡ của họ, các nhà khoa học đã kết nối được hai cực của vật lý - vũ trụ học và vật lý hạt cơ bản. Tuy nhiên, việc phát hiện thử nghiệm trực tiếp hai thực thể này vẫn là một vấn đề trong tương lai. Cho đến khi điều này xảy ra, chúng tôi sẽ chuẩn bị cho mọi tình huống bất ngờ!

107 phản hồi tới Dmitry Vibe. Vật chất tối và năng lượng tối

Trang web này sử dụng Akismet để giảm thư rác.

Nhưng có những người như vậy - họ nghe rất rõ,
Làm thế nào một ngôi sao nói chuyện với một ngôi sao.
- Y. Kim

Cảnh tượng bầu trời đêm rải rác những vì sao từ lâu đã khơi dậy niềm kinh ngạc và thích thú trong tâm hồn con người. Do đó, ngay cả khi mối quan tâm chung đối với khoa học có giảm sút đôi chút, tin tức thiên văn đôi khi vẫn rò rỉ trên các phương tiện truyền thông để khơi dậy trí tưởng tượng của người đọc (hoặc người nghe) bằng thông điệp về một chuẩn tinh bí ẩn ở vùng ngoại ô của Vũ trụ, về một vụ nổ. một ngôi sao, hoặc về một lỗ đen ẩn sâu trong một thiên hà xa xôi. Một điều khá tự nhiên là sớm hay muộn một người quan tâm sẽ có một câu hỏi chính đáng: "Nào, họ không dắt mũi tôi sao?" Quả thực, nhiều cuốn sách đã viết về thiên văn học, các bộ phim khoa học đại chúng đang được thực hiện, các hội nghị đang được tổ chức, số lượng phát hành và số lượng của các tạp chí thiên văn chuyên nghiệp không ngừng tăng lên, và tất cả những điều này chỉ là sản phẩm của việc nhìn lên bầu trời?

Hình ảnh này cho thấy lớp vỏ được đẩy ra trong vụ nổ nova T Compass (T Pyxidis) thứ hai. Điểm sáng ở trung tâm vỏ là một ngôi sao đôi, gồm một ngôi sao thường và một ngôi sao còn sót lại (sao lùn trắng). Vật chất của ngôi sao chảy vào sao lùn trắng, dần dần tích tụ trên bề mặt của nó. Khi khối lượng vật chất tích lũy vượt quá giới hạn tới hạn nhất định, một vụ nổ sẽ xảy ra trong hệ thống. Vì một lý do nào đó (có lẽ là do tương tác với tàn dư của vụ nổ trước đó), lớp vỏ bị đẩy ra tan rã thành hàng nghìn nốt ruồi nhỏ phát sáng. Ngoài việc kiểm tra quang phổ các nốt này, bằng cách quan sát chúng trong nhiều năm, người ta có thể trực tiếp thấy chúng bay khỏi hệ thống như thế nào. © Shara, Williams, Gilmozzi và NASA. Hình ảnh từ hubblesite.org

Lấy ví dụ, vật lý, hóa học hoặc sinh học. Mọi thứ đều rõ ràng ở đó. Đối tượng nghiên cứu của các ngành khoa học này có thể được “chạm vào” - nếu không trực tiếp nắm trong tay thì ít nhất phải được nghiên cứu toàn diện trong môi trường thực nghiệm. Nhưng làm sao các nhà thiên văn học có thể khẳng định một cách tự tin như vậy, chẳng hạn: “Trong một hệ nhị phân cách chúng ta 6 nghìn năm ánh sáng, vật chất bị xé ra từ một ngôi sao đỏ, xoắn lại thành một đĩa mỏng và tích tụ trên bề mặt của một sao lùn trắng, ” đưa ra một bức ảnh làm bằng chứng, trên đó không nhìn thấy một ngôi sao đỏ, cũng không phải sao lùn, càng không nhìn thấy đĩa mà chỉ có một điểm sáng được bao quanh bởi một số điểm tương tự khác, có lẽ không sáng lắm? Sự tự tin này không phải là hệ quả của lòng tự trọng bị thổi phồng. Nó bắt nguồn từ khả năng kết nối vô số sự kiện quan sát khác nhau thành một bức tranh duy nhất, liên kết với nhau, nhất quán bên trong về Vũ trụ, đồng thời dự đoán thành công việc phát hiện ra các hiện tượng mới.

Cơ sở hiểu biết của chúng ta về Vũ trụ là niềm tin rằng tất cả (hoặc ít nhất là toàn bộ phần nhìn thấy được của nó) đều bị chi phối bởi các định luật vật lý giống như chúng ta đã khám phá ra trên Trái đất. Ý tưởng này không tự nhiên nảy sinh. Thậm chí không thể nói rằng các định luật vật lý lần đầu tiên được phát hiện trên Trái đất và sau đó được xác nhận trong Không gian. Các nhà vật lý chưa bao giờ coi hành tinh của chúng ta là cô lập với phần còn lại của Vũ trụ. Định luật vạn vật hấp dẫn được Newton rút ra từ những quan sát về Mặt trăng, và “chiến thắng” đầu tiên của ông là tính toán được quỹ đạo của Sao chổi Halley. Helium được phát hiện đầu tiên trên Mặt trời và sau đó mới đến Trái đất.

Từ sóng vô tuyến đến tia gamma

Ý tưởng về sự thống nhất của các định luật vật lý cho phép chúng ta đưa ra một giả định rất quan trọng. Chẳng hạn, chúng ta đừng đi sâu vào ruột của một ngôi sao hoặc vào lõi của một thiên hà để trực tiếp nhìn thấy các quá trình xảy ra ở đó. Nhưng chúng ta có thể suy luận một cách logic các quá trình này bằng cách quan sát kết quả mà chúng tạo ra. Kết quả trong phần lớn các trường hợp là ánh sáng, hay đúng hơn là bức xạ điện từ ở dải tần rất rộng mà chúng ta trực tiếp đăng ký. Mọi thứ khác - ngoài bức xạ - là sản phẩm của sự giải thích lý thuyết về các quan sát, bản chất của nó được các nhà thiên văn học chứa đựng trong công thức đơn giản “O - C”, tức là “có thể quan sát được” ( ồđược bảo toàn) trừ đi "được tính toán" ( c bị cắt cụt). Để hiểu bản chất của một đối tượng, bạn cần xây dựng nó người mẫu, nghĩa là mô tả vật lý và toán học về các quá trình xảy ra trong nó, sau đó sử dụng mô hình này để tính toán loại bức xạ nào sẽ được tạo ra trong vật thể này. Tiếp theo, vẫn phải so sánh các dự đoán của mô hình với kết quả quan sát và nếu so sánh không hoàn toàn thuyết phục thì hãy thay đổi các tham số của mô hình hiện tại hoặc đưa ra một mô hình mới thành công hơn.

Có điều gì đó để so sánh, bởi vì ánh sáng mang một lượng thông tin khổng lồ. Ngay cả khi nhìn lướt qua các ngôi sao cũng đủ để nhận thấy rằng chúng có màu sắc khác nhau. Đây đã là thông tin rất quan trọng vì màu sắc phụ thuộc vào nhiệt độ. Nói cách khác, chỉ cần nhìn các ngôi sao bằng mắt thường và giả sử rằng chúng tuân theo các định luật bức xạ mà chúng ta đã biết (chẳng hạn như định luật dịch chuyển của Wien), chúng ta có thể nói rằng bề mặt của các ngôi sao có nhiệt độ khác nhau - từ hai đến ba nghìn độ (sao đỏ) đến hàng chục nghìn độ (sao trắng và xanh).

Màu sắc và nhiệt độ Loại bức xạ đơn giản nhất là nhiệt- tức là bức xạ liên quan đến nhiệt độ cơ thể. Bức xạ nhiệt sưởi ấm đôi bàn tay lạnh giá của một lữ khách mệt mỏi đốt một đống lửa nhỏ bên đường; bóng đèn sợi đốt chiếu sáng ngôi nhà của chúng ta bằng bức xạ nhiệt; Đó là bức xạ nhiệt mang năng lượng mặt trời đến Trái đất trong hàng tỷ năm. Về mặt hình thức, một vật thể được làm nóng phát ra trên toàn bộ phạm vi bước sóng (hoặc tần số), nhưng có một bước sóng nhất định mà tại đó năng lượng phát ra tối đa xảy ra. Đối với một nguồn bức xạ có những đặc tính đơn giản nhất có thể, mà trong vật lý gọi là vật đen, bước sóng này tỷ lệ nghịch với nhiệt độ: λ = 0,29/T, trong đó bước sóng được biểu thị bằng centimét và nhiệt độ tính bằng Kelvin. Tỷ lệ này được gọi là Định luật dịch chuyển Wien. Nhìn bề ngoài, chính bước sóng này (tất nhiên, kết hợp với đường cong độ nhạy quang phổ của mắt) sẽ quyết định màu sắc nhìn thấy được của vật được làm nóng. Trong quang phổ của các ngôi sao, sự phân bố năng lượng bức xạ theo bước sóng hơi khác so với “vật đen”, nhưng mối liên hệ giữa “màu sắc” và nhiệt độ vẫn giữ nguyên. Từ “màu sắc” được đặt trong dấu ngoặc kép ở đây, bởi vì thay vì mô tả chủ quan (đỏ, vàng, xanh lam, v.v.), thiên văn học sử dụng các đặc điểm số ít đẹp hơn nhưng rõ ràng hơn nhiều - cái gọi là chỉ số màu.

Tất nhiên, trong thực tế mọi thứ phức tạp hơn, vì bức xạ của một vật thể không phải lúc nào cũng gắn liền với việc nó có một nhiệt độ nhất định. Nói cách khác, nó có thể có Không nhiệt tự nhiên, chẳng hạn như synchrotron hoặc maser. Tuy nhiên, điều này có thể dễ dàng xác định bằng cách xác định không chỉ “màu sắc”, tức là tần số tại đó bức xạ cực đại xảy ra, mà còn xác định toàn bộ hình dạng của quang phổ, tức là sự phân bố năng lượng phát ra trên các tần số. Thiết bị hiện đại có thể ghi lại bức xạ ở dải tần số rất lớn - từ sóng gamma đến sóng vô tuyến.

Mặc dù hình dạng chung của quang phổ của một ngôi sao hoặc vật thể khác đã nói lên nhiều điều (ví dụ, về bản chất của bức xạ - cho dù đó là nhiệt hay không, và nếu là nhiệt thì nó tương ứng với nhiệt độ nào), quang phổ cũng chứa một phương tiện truyền tải thông tin mạnh mẽ hơn nhiều - các đường dây. Trong những điều kiện nhất định, một chất chỉ phát ra (nếu nó tự phát ra) hoặc hấp thụ (nếu nó được chiếu sáng bởi một nguồn khác) ánh sáng ở những tần số nhất định. Một tập hợp tần số cụ thể phụ thuộc vào sự phân bố mức năng lượng riêng lẻ của các nguyên tử, ion hoặc phân tử của một chất, nghĩa là dựa trên sự hiện diện của một vạch quang phổ cụ thể, có thể kết luận rằng các nguyên tử và phân tử này có mặt trong vùng phát xạ. hoặc chất hấp thụ. Bằng cường độ của vạch, hình dạng, độ phân cực của nó, cũng như tỷ lệ cường độ của các vạch khác nhau của cùng một nguyên tử hoặc phân tử, người ta có thể xác định hàm lượng của một nguyên tố nhất định trong bầu khí quyển của ngôi sao, mức độ ion hóa , mật độ của chất, nhiệt độ của nó, cường độ từ trường và gia tốc trọng trường .. Nếu một chất chuyển động, quang phổ của nó, bao gồm cả các vạch, sẽ dịch chuyển toàn bộ do hiệu ứng Doppler: sang phía xanh của vật chất. quang phổ nếu chất đó đang đến gần chúng ta, về phía màu đỏ nếu chất đó đang chuyển động ra xa. Điều này có nghĩa là từ sự dịch chuyển của các đường so với “vị trí phòng thí nghiệm”, chúng ta có thể rút ra kết luận, chẳng hạn, về chuyển động của cả ngôi sao nói chung, nếu toàn bộ quang phổ bị dịch chuyển và các lớp riêng lẻ của bầu khí quyển của nó, nếu các đường hình thành ở độ sâu khác nhau được dịch chuyển khác nhau.

Bản đồ quang phổ mặt trời đầu tiên được xây dựng vào đầu thế kỷ 19 bởi nhà quang học nổi tiếng Joseph Fraunhofer. Ông đã gán các ký hiệu chữ cái cho các vạch tối dễ nhận thấy nhất trong quang phổ của Mặt trời, một số trong đó vẫn được các nhà thiên văn học ngày nay sử dụng ( hình ảnh hàng đầu). Vào nửa sau thế kỷ 19, người ta thấy rõ rằng vị trí của các vạch hấp thụ ( tối tăm) trong quang phổ của Mặt trời trùng với vị trí của các vạch phát xạ ( ánh sáng) trong quang phổ phòng thí nghiệm của các nguyên tố hóa học khác nhau. Từ việc so sánh quang phổ được trình bày ở đây, có thể thấy rằng các vạch Fraunhofer h, G", F và C thuộc về hydro, và vạch kép D thuộc về natri. Hình. từ Optics.ifmo.ru

Trong quang phổ của một ngôi sao như Mặt trời, số vạch quang phổ (trong trường hợp này là vạch hấp thụ) được đo bằng hàng nghìn, vì vậy có thể nói không ngoa rằng chúng ta biết hầu hết mọi thứ về bầu khí quyển của sao (nơi chứa vật chất). biểu hiện dưới dạng đường kẻ). Hầu như - bởi vì bản thân lý thuyết hình thành quang phổ là không hoàn hảo, mặc dù nó vẫn tiếp tục được cải tiến liên tục. Trong mọi trường hợp, bức xạ của các ngôi sao mang một lượng thông tin khổng lồ mà bạn chỉ cần có thể giải mã được. Không phải vô cớ mà các văn bản phổ biến thích so sánh quang phổ với dấu vân tay.

Đốt cháy, đốt cháy, ngôi sao của tôi

Nhưng bầu khí quyển chỉ là một phần nhỏ trong vật chất của ngôi sao. Chúng ta có thể nói gì về độ sâu của nó? Rốt cuộc, bạn chỉ có thể nhìn vào đó về mặt lý thuyết - được trang bị các định luật vật lý. (Tuy nhiên, hiện nay các nhà thiên văn học đang tích cực làm chủ các phương pháp địa chấn, sử dụng “sự dao động” của các vạch quang phổ để nghiên cứu đặc điểm truyền sóng âm trong ruột của các ngôi sao và từ đó khôi phục cấu trúc bên trong của chúng.) Biết nhiệt độ và mật độ trên bề mặt của một ngôi sao (ví dụ như Mặt trời), và cũng giả sử rằng lực hấp dẫn của chính nó được cân bằng bởi áp suất nhiệt và ánh sáng (nếu không thì ngôi sao sẽ giãn nở hoặc co lại), bạn có thể tính toán sự thay đổi về nhiệt độ và mật độ theo độ sâu, đạt được chính giữa ngôi sao, đồng thời cố gắng trả lời câu hỏi chính xác điều gì làm cho Mặt trời và các ngôi sao khác phát sáng.

Các chuyển động đối lưu ở các vùng gần bề mặt của Mặt trời tạo ra sóng âm thanh đi sâu vào ngôi sao, xuyên qua nó, phản xạ từ bề mặt và lại lao vào bên trong (xem hình bên trái). Quá trình này được lặp đi lặp lại nhiều lần, kết quả là mỗi phần của bề mặt mặt trời dường như “thở” hoặc rung động. Hình bên phải thể hiện một trong các phương thức dao động địa chấn của bề mặt mặt trời (vùng màu xanh tăng lên, vùng màu đỏ giảm xuống). Theo các phép đo từ đài quan sát mặt trời không gian SOHO, tần số dao động ở chế độ này là khoảng 3 millihertz. © GONG (Tập đoàn mạng dao động toàn cầu). Hình ảnh từ gong.nso.edu

Một nghiên cứu về lịch sử Trái đất đã chỉ ra rằng năng lượng phát ra của Mặt trời gần như không thay đổi trong vài tỷ năm. Điều này có nghĩa là nguồn năng lượng mặt trời (sao) được đề xuất phải rất “lâu dài”. Hiện tại, người ta chỉ biết một phương án phù hợp - đây là chuỗi phản ứng nhiệt hạch, bắt đầu bằng phản ứng chuyển hydro thành heli. Giả sử rằng chính điều này tạo thành cơ sở của năng lượng sao, thì có thể xây dựng các mô hình lý thuyết về sự tiến hóa của các sao có khối lượng khác nhau - các đường tiến hóa giúp mô tả sự thay đổi các thông số bên ngoài của một ngôi sao (độ sáng và bề mặt của nó). nhiệt độ) tùy thuộc vào các quá trình xảy ra bên trong nó. Tất nhiên, chúng ta không có cơ hội quan sát một ngôi sao trong suốt cuộc đời của nó. Nhưng trong các cụm sao, chúng ta có thể quan sát những ngôi sao có khối lượng khác nhau trông như thế nào nhưng có cùng độ tuổi.

Khoảng cách và độ tuổi Việc xác định khoảng cách trong thiên văn học, theo quy luật, là một quy trình gồm nhiều bước, do đó hệ thống “tiêu chuẩn độ dài” thiên văn học đôi khi được gọi theo nghĩa bóng là “thang khoảng cách”. Nó dựa trên việc xác định khoảng cách trong Hệ Mặt trời, độ chính xác của nó, nhờ phương pháp radar, trong một số trường hợp đã đạt tới giá trị milimet. Từ các phép đo này, giá trị của tiêu chuẩn thiên văn chính về độ dài được rút ra, tiêu chuẩn này không có bất kỳ sự rườm rà đặc biệt nào được gọi là “ đơn vị thiên văn" Một đơn vị thiên văn là khoảng cách trung bình từ Trái đất đến Mặt trời và xấp xỉ 149,6 triệu km. Bước tiếp theo trong “thang khoảng cách” là phương pháp thị sai lượng giác. Chuyển động quỹ đạo của Trái đất có nghĩa là trong suốt cả năm, chúng ta thấy mình ở một phía của Mặt trời, rồi ở phía bên kia, và kết quả là chúng ta nhìn các ngôi sao từ những góc độ hơi khác nhau. Trên bầu trời trái đất, điều này trông giống như sự dao động của một ngôi sao xung quanh một vị trí trung bình nhất định - cái gọi là thị sai hàng năm. Ngôi sao càng ở xa thì biên độ dao động này càng nhỏ. Sau khi xác định được vị trí biểu kiến ​​của một ngôi sao thay đổi bao nhiêu do chuyển động hàng năm của nó, bạn có thể xác định khoảng cách của nó bằng các công thức hình học thông thường. Nói cách khác, khoảng cách được xác định bằng thị sai không bị ràng buộc bởi bất kỳ giả định bổ sung nào và độ chính xác của nó chỉ bị giới hạn bởi độ chính xác của phép đo góc thị sai. Một đơn vị đo khoảng cách thiên văn khác có liên quan đến phương pháp thị sai: phân tích cú pháp. Một Parsec là khoảng cách mà từ đó bán kính quỹ đạo Trái đất có thể nhìn thấy được ở góc một giây. Vấn đề là ngay cả đối với những ngôi sao gần nhất thì góc thị sai cũng rất nhỏ. Ví dụ, đối với α Centauri, nó chỉ bằng 3/4 cung giây. Do đó, với sự trợ giúp của ngay cả những dụng cụ đo góc hiện đại nhất, người ta có thể xác định khoảng cách đến các ngôi sao cách chúng ta không quá vài trăm parsec. Để so sánh, khoảng cách đến trung tâm Thiên hà là 8–10 nghìn phân tích cú pháp. Ở bậc thang tiếp theo là khoảng cách "quang", là khoảng cách dựa trên việc đo lượng ánh sáng phát ra từ nguồn bức xạ. Càng ở xa chúng ta, nó càng trở nên mờ hơn. Vì vậy, nếu chúng ta bằng cách nào đó Nếu có thể xác định độ sáng thực sự của nó thì bằng cách so sánh nó với độ sáng biểu kiến, chúng ta sẽ ước tính khoảng cách đến vật thể. Ở những khoảng cách tương đối ngắn, họ vẫn không bị cạnh tranh kể từ đầu thế kỷ 20. Cepheids- một loại sao biến quang đặc biệt có độ sáng thực sự liên quan đến một tỷ lệ đơn giản với chu kỳ của chúng. Ở khoảng cách xa hơn, siêu tân tinh thuộc loại Ia. Các quan sát chỉ ra rằng ở độ sáng tối đa, độ sáng thực sự của chúng luôn xấp xỉ nhau. Cuối cùng, ở khoảng cách lớn nhất, dấu hiệu duy nhất về khoảng cách tới vật thể là xa định luật Hubble- một tỷ lệ thuận trực tiếp giữa khoảng cách và sự dịch chuyển của các vạch sang vùng màu đỏ của quang phổ, được phát hiện bởi một nhà thiên văn học người Mỹ. Điều quan trọng cần lưu ý là bên ngoài hệ mặt trời, trực tiếp Phương pháp xác định khoảng cách là phương pháp thị sai. Tất cả các phương pháp khác ở mức độ này hay mức độ khác đều dựa trên các giả định khác nhau. Với tuổi tác, tình hình ít chắc chắn hơn nhiều. Ít hơn nhiều đến nỗi không phải lúc nào cũng rõ chính xác gọi tuổi là gì. Trong Hệ Mặt trời, ngoài các phương pháp địa chất thông thường, để ước tính tuổi của bề mặt các thiên thể, chẳng hạn, mức độ bao phủ của chúng với các miệng hố thiên thạch được sử dụng (với điều kiện là đã biết tần suất trung bình của các vụ va chạm thiên thạch). Màu sắc bề mặt của tiểu hành tinh dần thay đổi dưới tác động của tia vũ trụ (hiện tượng gọi là “xói mòn vũ trụ”) nên tuổi của nó có thể ước tính đại khái bằng màu sắc. Độ tuổi làm mát của các vật thể vũ trụ bị thiếu nguồn năng lượng - sao lùn nâu và trắng - được ước tính bằng nhiệt độ của chúng. Ước tính tuổi của các sao xung dựa trên tốc độ chu kỳ của chúng chậm lại. Có thể xác định gần đúng tuổi của lớp vỏ giãn nở của siêu tân tinh nếu có thể đo được kích thước và tốc độ giãn nở của nó. Mọi thứ tốt hơn với độ tuổi của các ngôi sao. Đúng vậy, nó dành phần lớn cuộc đời của một ngôi sao ở giai đoạn đốt cháy hydro ở trung tâm, khi có rất ít thay đổi bên ngoài xảy ra với nó. Do đó, chẳng hạn, nhìn vào một ngôi sao như Mặt trời, thật khó để nói liệu nó được hình thành cách đây 1 tỷ năm hay 5 tỷ năm trước. Tình huống trở nên đơn giản hơn nếu chúng ta quan sát được một nhóm sao có cùng độ tuổi nhưng có khối lượng khác nhau. Các cụm sao cung cấp cho chúng ta cơ hội này. (Tất nhiên, các ngôi sao trong chúng không hình thành chính xác vào cùng một thời điểm, nhưng trong hầu hết các trường hợp, sự chênh lệch tuổi của từng ngôi sao nhỏ hơn tuổi trung bình của cụm.) Lý thuyết tiến hóa sao dự đoán rằng các ngôi sao có các mức độ khác nhau. khối lượng tiến hóa khác nhau - ngôi sao càng lớn thì tuổi thọ của nó càng nhanh. Do đó, cụm sao càng già thì thanh khối lượng tối đa của các ngôi sao sinh sống trong đó càng thấp. Ví dụ, trong cụm sao Arches rất trẻ, nằm gần trung tâm Thiên hà, có những ngôi sao có khối lượng gấp hàng chục lần khối lượng Mặt Trời. Những ngôi sao như vậy sống không quá vài triệu năm, điều đó có nghĩa đây là độ tuổi tối đa của cụm này. Nhưng trong các cụm sao cầu, những ngôi sao nặng nhất có khối lượng không quá 2 lần khối lượng Mặt Trời. Điều này cho thấy tuổi của các cụm sao cầu được đo bằng hàng tỷ năm.

Các mô hình lý thuyết về quá trình tiến hóa của sao dự đoán rằng các ngôi sao có khối lượng khác nhau cấu trúc cuộc sống của chúng một cách khác nhau: những ngôi sao lớn nhanh chóng đốt cháy nguồn dự trữ nhiên liệu lớn của chúng, sống rực rỡ nhưng ngắn ngủi. Ngược lại, các ngôi sao có khối lượng thấp sử dụng bản thân chúng rất tiết kiệm, tiêu hao lượng hydro khiêm tốn của chúng trong hàng tỷ năm. Nói cách khác, lý thuyết này dự đoán rằng cụm sao càng già thì nó sẽ chứa càng ít sao có khối lượng. Đây chính xác là bức tranh mà những quan sát của chúng tôi mang lại cho chúng tôi. Trong các cụm sao trẻ (có tuổi khoảng vài triệu năm), đôi khi có những ngôi sao có khối lượng gấp vài chục lần khối lượng Mặt Trời; ở các cụm trung niên (hàng chục và hàng trăm triệu năm), giới hạn trên của khối lượng sao giảm xuống còn 10 khối lượng mặt trời; cuối cùng, trong những cụm sao cổ nhất, chúng ta thực tế không nhìn thấy những ngôi sao nặng hơn Mặt trời.

Tất nhiên, người ta có thể phản đối điều mà chúng tôi sử dụng để xác nhận lý thuyết tiến hóa sao về độ tuổi của các cụm sao được xác định bằng chính lý thuyết này. Nhưng tính đúng đắn của việc xác định tuổi của các cụm được xác nhận bởi các sự kiện khác. Ví dụ, các cụm dường như trẻ nhất theo quan điểm của lý thuyết tiến hóa sao hầu như luôn được bao quanh bởi tàn dư của đám mây phân tử nơi chúng hình thành. Các cụm lâu đời nhất - cụm hình cầu - không chỉ già theo quan điểm của lý thuyết tiến hóa sao, chúng còn rất nghèo các nguyên tố nặng (so với Mặt trời), điều này khá phù hợp với độ tuổi đáng kính của chúng. Ở thời đại xa xôi khi chúng ra đời, các nguyên tố nặng trong Thiên hà vẫn chưa có thời gian để tổng hợp với số lượng lớn.

Các cụm sao nằm trong đĩa thiên hà được các nhà thiên văn học gọi là mở. Các ngôi sao trong chúng (thường không quá vài trăm) nằm khá rải rác trong không gian, do đó đôi khi rất khó phân biệt một cụm thực sự với một nhóm sao ngẫu nhiên trên bầu trời. Những cụm này hầu hết còn rất trẻ. Đôi khi bạn vẫn có thể quan sát được tàn dư của vật chất mà từ đó các ngôi sao trong cụm được hình thành. Hình bên trái cho thấy một trong những nổi tiếng nhất cụm mở- NGC 346 trong vệ tinh của Thiên hà chúng ta, Đám mây Magellan Nhỏ (cách chúng ta 210.000 năm ánh sáng) trong chòm sao Tucana. Hình ảnh được chụp bằng Kính viễn vọng Không gian. Hubble vào tháng 7 năm 2004 (© NASA, ESA và A.Nota, STScI/ESA). Ở bên phải chúng ta thấy một gia đình ngôi sao hoàn toàn khác - cụm sao cầu M15 trong chòm sao Pegasus, cách Trái đất 40.000 năm ánh sáng (© NASA và STScI/AURA). Các ngôi sao của cụm sao cầu rất già (xem thanh bên “Khoảng cách và độ tuổi”) và có khối lượng thấp nhưng chúng rất nhiều. Nếu một cụm mở điển hình bao gồm hàng trăm ngôi sao, thì trong một cụm sao cầu, số lượng của chúng có thể lên tới hàng triệu - và con số này có kích thước tương đương! Môi trường sống của các cụm sao cầu không chỉ giới hạn ở đĩa - chúng tạo thành một loại đám mây hình cầu đối xứng xung quanh Thiên hà của chúng ta với bán kính hàng chục nghìn phân tích cú pháp. (Hình ảnh từ hubblesite.org)

Đúng, sự tổng hợp các nguyên tố nặng cũng là một dự đoán của thuyết tiến hóa sao! Nhưng nó cũng được xác nhận bởi các quan sát độc lập: bằng phương pháp quang phổ, chúng tôi đã tích lũy được rất nhiều dữ liệu về thành phần hóa học của các ngôi sao và lý thuyết về sự tiến hóa của sao giải thích một cách hoàn hảo những dữ liệu này không chỉ từ quan điểm về hàm lượng của các nguyên tố cụ thể, mà còn từ quan điểm về thành phần đồng vị của chúng.

Nói chung, có lẽ chúng ta có thể kết thúc cuộc trò chuyện về thuyết tiến hóa sao như thế này. Khó có thể tìm thấy một dự đoán cụ thể nào có thể xác nhận bất kỳ khía cạnh nào của lý thuyết. Đúng hơn, chúng ta có sẵn một bức tranh lý thuyết phức tạp về cuộc sống của các ngôi sao có khối lượng và thành phần hóa học khác nhau, bắt đầu từ giai đoạn tiến hóa ban đầu, khi các phản ứng nhiệt hạch trong ngôi sao vừa bùng cháy, đến giai đoạn tiến hóa cuối cùng, khi các ngôi sao lớn phát nổ. như siêu tân tinh và các ngôi sao có khối lượng thấp lột bỏ lớp vỏ của chúng, để lộ lõi nóng đặc. Nó đã giúp có thể đưa ra vô số dự đoán lý thuyết phù hợp tuyệt vời với một bức tranh quan sát rất phức tạp chứa dữ liệu về nhiệt độ, khối lượng, độ sáng, thành phần hóa học và sự phân bố không gian của hàng tỷ ngôi sao thuộc nhiều loại khác nhau - từ những ngôi sao khổng lồ màu xanh sáng đến màu trắng. người lùn.

Sự ra đời của các ngôi sao và hành tinh

Lý thuyết về sự tiến hóa của các vì sao đã đạt đến những đỉnh cao ấn tượng như vậy là có lý do. Các ngôi sao sáng, nhỏ gọn, nhiều và do đó dễ quan sát. Thật không may, Vũ trụ không sẵn lòng chia sẻ thông tin trong mọi việc. Hình ảnh của Vũ trụ trở nên mơ hồ và rời rạc hơn đáng kể khi chúng ta di chuyển, chẳng hạn như từ các ngôi sao đến môi trường giữa các vì sao - khí và bụi chiếm phần lớn không gian trong các thiên hà dạng đĩa như Dải Ngân hà. Sự phát xạ từ vật chất giữa các vì sao rất yếu, vì vật chất rất loãng hoặc rất lạnh. Việc quan sát nó khó hơn nhiều so với bức xạ của các ngôi sao, tuy nhiên, nó cũng mang lại rất nhiều thông tin. Chỉ là những công cụ cho phép các nhà thiên văn học nghiên cứu môi trường giữa các vì sao một cách chi tiết mới chỉ xuất hiện gần đây trong tầm sử dụng của các nhà thiên văn học, theo đúng nghĩa đen là trong 10-20 năm qua, nên không có gì đáng ngạc nhiên khi vẫn còn nhiều “điểm trống” trong lĩnh vực này .

Kỳ lạ thay, một trong những “điểm” quan trọng nhất lại được kết nối với các ngôi sao - chúng ta vẫn không thực sự biết chúng đến từ đâu. Chính xác hơn, chúng ta có một ý tưởng chung về sự hình thành sao, nhưng gần như không rõ ràng bằng sự phát triển tiếp theo của các ngôi sao. Chúng ta có thể tự tin nói rằng các ngôi sao được hình thành trong các đám mây phân tử là kết quả của sự nén ngưng tụ khí-bụi. Từ những quan sát, chúng ta biết rằng, thứ nhất, các ngôi sao trẻ luôn ở trong khí phân tử, và thứ hai, bên cạnh những ngôi sao trẻ “làm sẵn”, được gọi là lõi tiền sao - những đám bụi khí dày đặc, quang phổ cho thấy rõ những đám này bị nén lại. Tuy nhiên, chúng ta vẫn chưa thể nói những cục máu đông này xuất hiện như thế nào và tại sao chúng bắt đầu co lại. Chính xác hơn, có hai phiên bản chính của sự hình thành sao. Theo một trong số họ, các đám mây phân tử được giữ cho không bị nén bởi từ trường (thực sự có từ trường trong các đám mây phân tử), và lõi tiền sao xuất hiện ở nơi sự hỗ trợ của từ trường yếu đi vì lý do nào đó. Theo một phiên bản khác, động lực đằng sau sự hình thành sao là sự hỗn loạn quan sát được trong các đám mây: lõi tiền sao hình thành nơi các dòng vật chất hỗn loạn va chạm ngẫu nhiên. Tuy nhiên, khối lượng dữ liệu quan sát vẫn còn quá nhỏ để có thể tự tin ưu tiên một trong các cơ chế này (hoặc đề xuất cơ chế thứ ba, thứ tư...).

Mọi thứ tốt hơn một chút với lý thuyết về sự hình thành hành tinh: theo những ý tưởng hiện đại, chúng được hình thành trong các đĩa bụi khí của các ngôi sao trẻ. Một lần nữa, chưa ai trực tiếp nhìn thấy sự hình thành của các hành tinh trong đó, nhưng bản thân những đĩa này đã được quan sát với số lượng lớn. Nhờ đó, người ta đã thu được bằng chứng gián tiếp cho thấy các hạt bụi trong các đĩa trẻ ở một giai đoạn tiến hóa nhất định bắt đầu dính vào nhau, tăng dần kích thước - ở giai đoạn này hình dạng quang phổ trong phạm vi hồng ngoại của các đĩa thay đổi. Một số đĩa "tiền hành tinh" có những chi tiết cấu trúc dị thường - những chỗ uốn cong và những "lỗ" - có thể do lực hấp dẫn của các hành tinh đã hình thành trong đó gây ra.

Hình ảnh đĩa của ngôi sao trẻ β Pictoris được chụp bằng Kính viễn vọng Không gian của NASA. Hubble vào năm 2003 Nó cho thấy rằng ngoài đĩa chính, hệ thống còn có một đĩa phụ, nghiêng so với đĩa chính khoảng 4–5°. Các nhà thiên văn học coi đĩa thứ cấp này là bằng chứng gián tiếp cho thấy có một hành tinh trong hệ β Pictoris, lực hấp dẫn của nó đã làm gián đoạn dòng vật chất bình thường trong đĩa chính và dẫn đến sự “phân nhánh” của nó. © NASA, ESA, Nhóm khoa học ACS, D. Golimowski (Đại học Johns Hopkins), D. Ardila (IPAC), J. Krist (JPL), M. CLAMPin (GSFC), H. Ford (JHU) và G. Illingworth (UCO/Liếm)

Thế giới và vùng đất khác

Một trong những chủ đề nóng nhất trong thiên văn học ngày nay là các hành tinh ngoài hệ mặt trời, hành tinh đầu tiên được phát hiện vào năm 1995. Phương pháp chính để phát hiện chúng - phương pháp vận tốc hướng tâm - dựa trên hiệu ứng Doppler: hành tinh, bằng lực hấp dẫn của nó, buộc ngôi sao mô tả một hình elip nhỏ xung quanh tâm khối lượng của hệ thống. Nếu quỹ đạo của hành tinh không vuông góc với đường ngắm, thì trong một nửa chu kỳ của nó, ngôi sao tiến đến gần người quan sát và trong một nửa chu kỳ nó di chuyển ra xa người quan sát. Kết quả là, các vạch trong quang phổ của ngôi sao “di chuyển” một chút sang phải hoặc sang trái so với vị trí trung bình. Nói một cách chính xác, những biến động như vậy cho thấy sự hiện diện của một vệ tinh, nhưng không cho phép chúng ta khẳng định một cách tự tin rằng đây là một hành tinh chứ không phải một sao lùn nâu hay một ngôi sao có khối lượng rất thấp (nếu là một ngôi sao “bình thường” thì nó sẽ chỉ đơn giản là có thể nhìn thấy được). “Lời nguyền của sin” đeo bám những quan sát như vậy. Tôi", Ở đâu Tôi- góc giữa mặt phẳng quỹ đạo của hành tinh và mặt phẳng bầu trời. Từ biên độ dao động của vạch quang phổ, người ta không xác định được khối lượng mà là tích của nó bởi sin Tôi. Ý nghĩa của phép nhân này rất đơn giản: nếu quỹ đạo nằm chính xác trong mặt phẳng bầu trời, chúng ta sẽ không thấy bất kỳ dao động nào trong quang phổ, ngay cả khi vệ tinh của ngôi sao rất lớn. Vì vậy, người ta vẫn còn nghi ngờ về phương pháp vận tốc hướng tâm. Thứ nhất, vật thể được phát hiện với sự trợ giúp của nó có thể không phải là một hành tinh, và thứ hai, sự biến động của vận tốc hướng tâm, nói chung, có thể liên quan đến các chuyển động trong bầu khí quyển của ngôi sao...

Trong phần lớn các trường hợp, bằng chứng duy nhất cho sự tồn tại của một hành tinh là những dao động đều đặn trong vận tốc hướng tâm của ngôi sao “mẹ”. Trong một số trường hợp, chúng được bổ sung thường xuyên và đồng bộ với các biến động về vận tốc hướng tâm khi độ sáng của ngôi sao giảm - nhật thực. Chỉ trong một vài trường hợp chưa được xác nhận, hành tinh này mới được quan sát thấy là một điểm sáng bên cạnh một ngôi sao. Do đó, hãy ghi nhớ - nếu trong một bản tin thiên văn, bạn bắt gặp hình ảnh đầy màu sắc của một hành tinh gần một ngôi sao khác, thì đây luôn là trí tưởng tượng của nghệ sĩ... (Hình minh họa một khối khí khổng lồ ( hình ảnh trên cùng lớn màu xanh), quay quanh sao lùn trắng và sao xung mili giây B1620-26 ( hai chấm sáng ở cuối bức tranh) trong cụm sao cầu M4. Các nhà thiên văn học nghi ngờ đây là một hành tinh vì khối lượng của nó quá thấp so với một ngôi sao hoặc sao lùn nâu.) Đồ họa: NASA và G.Bacon (STScI)

Sẽ là một vấn đề khác nếu mặt phẳng quỹ đạo của hành tinh gần như vuông góc với mặt phẳng bầu trời, tức là gần như song song với đường ngắm. Trong trường hợp này, chúng ta có thể mong đợi nhìn thấy hành tinh này che khuất ngôi sao. Và kể từ năm 1999, người ta đã thực sự quan sát được những lần nhật thực như vậy! Tuy nhiên, cho đến nay, chỉ có một số ví dụ về các hành tinh ngoài hệ mặt trời được biết đến, các thông số của chúng được xác định đồng thời bằng cả nhật thực và phương pháp vận tốc hướng tâm. Nhật thực trong các hệ này xảy ra chính xác khi phương pháp vận tốc hướng tâm dự đoán chúng, mang lại hy vọng rằng trong hầu hết các trường hợp, sự thăng giáng đường “hành tinh” trong quang phổ của các sao thực sự có liên quan đến các hành tinh.

Nhân tiện, vì trong một hệ che khuất như vậy góc Tôi xấp xỉ bằng 90°, và sin Tôi, theo đó, gần bằng 1 thì khối lượng tối thiểu của hành tinh xác định bằng phương pháp vận tốc hướng tâm gần với khối lượng thực của nó. Do đó, trong trường hợp này, chúng ta có thể tự tin phân biệt hành tinh này với sao lùn nâu.

Nhìn thấy điều vô hình

Nói về những thứ vô hình, tất nhiên không thể không nói đến những vật thể thiên văn hấp dẫn nhất. Khái niệm về lỗ đen - những vật thể có lực hấp dẫn mạnh đến mức ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát khỏi chúng - xuất hiện trong khoa học vào thế kỷ 18 nhờ người Anh John Michell và người Pháp Pierre Laplace. Vào đầu thế kỷ 20, nhà khoa học người Đức Karl Schwarzschild đã đưa ra ý tưởng này về mặt toán học, suy ra các lỗ đen là hệ quả của thuyết tương đối rộng. Nói cách khác, về mặt lý thuyết, các lỗ đen đã được dự đoán từ rất lâu trước khi người ta nghĩ đến việc tìm ra bằng chứng về sự tồn tại thực sự của chúng trong tự nhiên. Và làm thế nào chúng ta có thể nói về việc phát hiện ra những vật thể không thể nhìn thấy không chỉ vì sự không hoàn hảo tạm thời của thiết bị mà theo định nghĩa? Hoàn toàn tự nhiên khi lập luận chính ủng hộ việc gọi một vật thể có khối lượng lớn nào đó là lỗ đen là khả năng tàng hình của nó. Ứng cử viên lỗ đen đầu tiên vào đầu những năm 1970 là bạn đồng hành vô hình của hệ nhị phân Cygnus X-1. Nó có khối lượng gấp hơn 5 lần khối lượng Mặt Trời, nhưng mọi nỗ lực phát hiện bức xạ của chính nó đều không thành công. Sự hiện diện của nó chỉ được biểu thị bằng hiệu ứng hấp dẫn mà nó tác động lên chất của thành phần nhìn thấy được. Hóa ra, rất khó để nghĩ ra khác một thực thể vật lý có khối lượng lớn như vậy nhưng vẫn vô hình.

Những bằng chứng thậm chí còn thuyết phục hơn về sự tồn tại của lỗ đen đã được thu thập trong những năm gần đây ở lõi Thiên hà của chúng ta. Hơn nữa, nó không xuất phát từ một số lý thuyết phức tạp, không, mà từ cơ học thiên thể thông thường, mô tả chuyển động của vệ tinh xung quanh thân chính. Trong thập kỷ qua, các nhà khoa học đã theo dõi chuyển động của một số ngôi sao ở vùng lân cận trung tâm hình học của Thiên hà. Quỹ đạo của một trong những ngôi sao này được vẽ gần như hoàn toàn - nó quay quanh tâm theo một hình elip thon dài như thể nó nằm trong trường hấp dẫn của một vật thể có khối lượng vài triệu khối lượng mặt trời. Bán kính của vật thể không vượt quá vài chục đơn vị thiên văn - đây là kích thước quỹ đạo của ngôi sao này. Đương nhiên, bất kỳ vật thể hấp dẫn nào cũng chỉ có thể nhỏ hơn quỹ đạo vệ tinh của nó. Hãy tưởng tượng: hàng triệu khối lượng mặt trời của vật chất được gói gọn trong kích thước của hệ mặt trời nhưng vẫn vô hình! Ở đây chúng ta cần nhớ một nguyên tắc khoa học vĩ đại khác - cái gọi là dao cạo Occam: không cần thiết phải nhân lên các thực thể một cách không cần thiết, ưu tiên cho cách giải thích đơn giản nhất. Lỗ đen, dù có vẻ kỳ lạ đến đâu, vẫn tồn tại cho đến ngày nay điều đơn giản nhất lời giải cho câu đố này. Tất nhiên, mặc dù điều này không đảm bảo rằng sẽ không tìm được giải pháp đơn giản hơn nữa trong tương lai.

Quỹ đạo của các ngôi sao trong lõi Thiên hà của chúng ta. Chiều dài của mũi tên hai cánh ở góc trên bên phải là khoảng 1600 đơn vị thiên văn. Bản đồ này được Andrea Ghez và các đồng nghiệp của cô từ Đại học California ở Los Angeles xây dựng dựa trên những quan sát lâu dài tại Kính thiên văn. Keck). Dấu hoa thị đánh dấu vị trí của vật thể, lực hấp dẫn của nó khiến các ngôi sao di chuyển dọc theo những quỹ đạo này. Các định luật cơ học thiên thể cho phép xác định rằng khối lượng của vật thể này bằng vài triệu khối lượng mặt trời. Đặc biệt thú vị là quỹ đạo của các ngôi sao S0-2 và S0-16, chúng tiếp cận vật thể vô hình ở khoảng cách chỉ vài chục đơn vị thiên văn, do đó đặt ra giới hạn rất nghiêm trọng đối với kích thước của nó. Cơm. từ www.astro.ucla.edu

Về nguyên tắc, những điều trên cũng áp dụng cho các chuẩn tinh - nguồn bức xạ rất đặc và sáng bất thường, độ sáng cực kỳ cao của nó được giải thích là do sự giải phóng năng lượng trong quá trình bồi tụ (rơi) vật chất vào lỗ đen. Vật chất không rơi trực tiếp vào lỗ mà xoáy tròn xung quanh nó, tạo thành một đĩa bồi tụ mỏng. Điều này là do trong một hệ quay, lực hấp dẫn (của vật trung tâm hoặc toàn bộ hệ) theo phương vuông góc với trục quay được cân bằng bởi lực ly tâm nên lực nén chỉ xảy ra song song với trục quay”. làm phẳng” hệ thống thành một chiếc bánh kếp phẳng.

Chuyển động của khí trong đĩa được mô tả bằng định luật Kepler (do đó, những đĩa như vậy đôi khi được gọi là “Keplerian”). Mặc dù tên của Kepler thường gắn liền với phỏng đoán rằng các hành tinh trong hệ mặt trời quay quanh Mặt trời theo hình elip, các định luật Kepler cũng có thể áp dụng được cho chuyển động theo đường tròn (là trường hợp đặc biệt của hình elip).

Một trong những biểu hiện của định luật Kepler liên quan đến đĩa là các lớp ở những khoảng cách khác nhau tính từ tâm chuyển động với tốc độ khác nhau và kết quả là “cọ xát” vào nhau, chuyển động năng của chuyển động quỹ đạo thành nhiệt năng rồi thành nhiệt năng. năng lượng bức xạ. Lời giải thích này có thể không phải là lời giải thích duy nhất, nhưng ngày nay nó là lời giải thích đơn giản nhất. Cuối cùng, nếu chúng ta bỏ qua quy mô của hiện tượng thì nguồn nhiệt (và phát sáng) của vật chất trong mô hình bồi tụ là ma sát - đơn giản hơn bao nhiêu? Năng lượng khủng khiếp của quasar đòi hỏi vật thể mà vật chất “rơi” phải rất lớn và nhỏ về mặt hình học (bán kính bên trong của đĩa càng nhỏ thì năng lượng giải phóng vào đó càng nhiều). Trong lõi của thiên hà đang hoạt động NGC 4258, người ta có thể quan sát trực tiếp đĩa “Keplerian”, nghĩa là không chỉ phân biệt được cấu trúc khí rất phẳng mà còn có thể đo tốc độ chuyển động của vật chất trong đó và chứng minh rằng điều này chính xác là cái đĩa quay “theo Kepler.” Chuẩn tinh nằm ở trung tâm của các thiên hà, tức là chính xác nơi các vật thể rất giống với lỗ đen đã được phát hiện trong các thiên hà của chúng ta và các thiên hà khác... Thật hợp lý khi cho rằng các vật thể khối lượng lớn trong chuẩn tinh cũng là lỗ đen.

Một thứ vô hình khác của vũ trụ là vật chất tối, tức là vật chất biểu hiện ở lực hấp dẫn chứ không phải ở bức xạ. Ý tưởng về sự tồn tại của nó được thể hiện bởi nhà thiên văn học Fritz Zwicky. Ông thu hút sự chú ý đến thực tế là tốc độ của các thiên hà trong các cụm quá cao để có thể giải thích chỉ bằng lực hấp dẫn của vật chất nhìn thấy được. Trong các cụm thiên hà nên có thứ gì khác, vô hình nhưng có trường hấp dẫn. Sau đó, những dị thường tương tự được phát hiện trong chuyển động của các ngôi sao bên trong các thiên hà. Giả thuyết vật chất tối bị chỉ trích vì cho rằng nó dường như vi phạm quy luật Ockham: sau khi phát hiện ra sự mơ hồ trong chuyển động của các ngôi sao và thiên hà, các nhà thiên văn học đã không giải thích chúng từ quan điểm của các lý thuyết hiện có mà ngay lập tức đưa ra một thực thể mới - bóng tối. vấn đề. Nhưng sự chỉ trích này, theo tôi, là không công bằng. Đầu tiên, “vật chất tối” bản thân nó không phải là một thực thể. Đây chỉ đơn giản là một tuyên bố về thực tế rằng chuyển động của các ngôi sao trong các thiên hà và các cụm thiên hà không chỉ được mô tả bằng lực hấp dẫn của vật chất nhìn thấy được. Thứ hai, không dễ để giải thích lực hấp dẫn này bởi các thực thể hiện có.

Nhìn chung, bất kỳ vật thể khổng lồ nào không thể nhìn thấy được (với sự trợ giúp của các phương tiện quan sát hiện đại) đều phù hợp với vai trò của vật chất tối. Ví dụ, các sao lùn nâu lấp đầy không gian hay còn gọi là sao lùn “đen”, tức là các sao lùn trắng nguội, lạnh và do đó không nhìn thấy được, có thể dễ dàng trở thành vật chất tối. Tuy nhiên, những vật thể này có một nhược điểm lớn: chúng có thể được sử dụng để mô tả vật chất tối, nhưng chúng không thể phù hợp một cách dễ dàng với bức tranh vũ trụ hiện đại. Một sao lùn trắng không chỉ có khối lượng vật chất vô hình bằng vài phần mười khối lượng mặt trời mà còn có một lượng khá lớn carbon và nitơ được tổng hợp bởi ngôi sao tiền thân của sao lùn trắng này. Nếu chúng ta giả sử rằng không gian chứa đầy các sao lùn trắng nguội, chúng ta sẽ trả lời câu hỏi về bản chất của vật chất tối, nhưng chúng ta sẽ buộc phải tham gia vào một cuộc tìm kiếm khó khăn để tìm câu trả lời cho một câu hỏi khác - các nguyên tử C và N đã thoát ra ở đâu bởi những ngôi sao lùn này, lẽ ra cái nào phải xuất hiện trong thành phần hóa học của các ngôi sao thế hệ tiếp theo? Ngoài ra, cả sao lùn trắng và sao lùn nâu đều có một nhược điểm chung khác: chúng không tự hình thành. Cùng với chúng, những ngôi sao nặng hơn đáng lẽ phải được hình thành với số lượng khá lớn. Những ngôi sao này, phát nổ vào cuối đời dưới dạng siêu tân tinh, sẽ chỉ làm phân tán thiên hà ra khắp không gian xung quanh. Đây là lý do tại sao các hạt cơ bản mà khoa học chưa biết đến hóa ra không phải là những hạt xa lạ mà là ứng cử viên dễ giải thích nhất cho vai trò của vật chất tối. Tuy nhiên, những nỗ lực giải thích chuyển động dị thường của các ngôi sao bằng những vật thể “bình thường” vô hình vẫn tiếp tục.

“Tính vật chất” của vật chất tối cũng bị tranh cãi. Hiện nay có khá nhiều công trình được xuất bản về lý thuyết MOND - động lực học Newton cải tiến. Theo đó, trong các chuyển động có gia tốc rất thấp, các hiệu chỉnh phải được đưa vào công thức tính lực hấp dẫn Newton. Việc không tính đến những điều chỉnh này sẽ dẫn đến ảo tưởng về khối lượng tăng thêm.

Chạm bằng tay của bạn

Tuyên bố rằng các nhà thiên văn học không thể chạm vào vật thể họ nghiên cứu không phải lúc nào cũng đúng. Ít nhất là trong Hệ Mặt trời, chúng ta không chỉ có thể chụp ảnh chi tiết một thứ gì đó mà còn có thể “chạm” vào nó (ít nhất là thông qua máy tự động). Do đó, không có gì đáng ngạc nhiên khi cấu trúc của nó được chúng ta biết khá rõ. Khó có ai có thể phủ nhận sự thật rằng Trái đất quay quanh Mặt trời và cùng với nó có rất nhiều vật thể khác cũng quay quanh Mặt trời. Chúng tôi hiểu các lực mà các vật thể này chuyển động và chúng tôi có thể dự đoán chuyển động của chúng. Trên thực tế, chính việc nghiên cứu chuyển động của các thiên thể đã dẫn đến sự xuất hiện của ngành thiên văn học chính xác nhất - cơ học thiên thể.

Ít nhất chúng ta hãy nhớ lại lịch sử phát hiện ra tiểu hành tinh đầu tiên - Ceres. Nhà thiên văn học người Ý G. Piazzi đã phát hiện ra nó vào đêm đầu tiên của thế kỷ 19 và ngay lập tức đánh mất nó. Tuy nhiên, kiến ​​thức về quỹ đạo dọc theo đó phải Chuyển động của Ceres (nếu ý tưởng của chúng ta về cấu trúc của hệ mặt trời là chính xác) đã cho phép nhà toán học người Đức K. Gauss dự đoán vị trí của nó vào những ngày trong tương lai, và một năm sau khi phát hiện ra nó, Ceres đã được tìm thấy một lần nữa và chính xác là nó sẽ ở đâu đã từng.

Ở đây chúng ta cũng có thể nhớ lại câu chuyện trong sách giáo khoa về việc phát hiện ra Sao Hải Vương “ở đầu bút”, nhưng bằng chứng tốt hơn nhiều về việc hiểu cấu trúc cơ học thiên thể của Hệ Mặt trời là ứng dụng thực tế của nó. Ngày nay, đây là chuyến bay hiếm hoi của tàu vũ trụ liên hành tinh mà không có cái gọi là cơ chế hấp dẫn - đường bay được bố trí một cách xảo quyệt đến mức ở các phần khác nhau của nó, thiết bị được tăng tốc bởi lực hút của các hành tinh lớn. Nhờ đó, có thể tiết kiệm được rất nhiều nhiên liệu.

Tóm lại, chúng ta có sự hiểu biết rất tốt (mặc dù không hoàn hảo) về sự chuyển động các vật thể của hệ mặt trời. Tình hình còn tồi tệ hơn khi hiểu được bản chất cá nhân của họ. Bạn không cần phải tìm đâu xa để tìm ví dụ. Kênh đào của sao Hỏa - ​​thật là một ảo ảnh tuyệt vời! Các nhà thiên văn quan sát đã vẽ bản đồ mạng lưới cải tạo sao Hỏa, các nhà thực vật học vũ trụ đưa ra những giả thuyết táo bạo về vòng đời của thực vật trên sao Hỏa, các nhà văn khoa học viễn tưởng lấy cảm hứng từ họ đã vẽ ra những bức tranh về sự tiếp xúc với người sao Hỏa (vì lý do nào đó, cái này khủng khiếp hơn cái kia).. Những bức ảnh đầu tiên về Hành tinh Đỏ do tàu vũ trụ thu được đã xua tan những ảo tưởng này thậm chí không biến thành bụi - thành khói . Sẽ thật tuyệt nếu các kênh hóa ra không phải là mục đích mà chúng được sử dụng. Không, đơn giản là họ vắng mặt! Nỗi khao khát ám ảnh được nhìn thấy thứ gì đó “như thế” trên Sao Hỏa đã tạo ra một trò đùa tàn nhẫn đối với những người quan sát. Khi kiểm tra kỹ hơn, Hành tinh Đỏ có vẻ như đã chết hoàn toàn.

Sự hiểu biết của chúng ta về sao Hỏa bây giờ hoàn toàn khác so với cách đây 50 năm. Nhiều tàu thăm dò đã bay tới Sao Hỏa, các tàu đổ bộ đã đến thăm nó, bao gồm cả máy thám hiểm, đã di chuyển một số km đáng kể trên bề mặt của nó. Các bản đồ chi tiết về địa hình, nhiệt độ, thành phần khoáng chất và từ trường trên bề mặt Sao Hỏa đã được xây dựng. Chúng ta có thể nói một cách an toàn rằng ít nhất chúng ta biết hầu hết mọi thứ về bề mặt và bầu khí quyển của Sao Hỏa. Phải chăng điều này có nghĩa là không có chỗ cho sự phỏng đoán trong quá trình khám phá sao Hỏa? Ôi không!

Vấn đề là giai đoạn tích cực trong cuộc sống của sao Hỏa đã kết thúc từ lâu. Mặc dù ở gần Hành tinh Đỏ, chúng ta vẫn chỉ nhìn thấy kết quả mà không có cơ hội quan sát quá trình. Chúng ta phải dùng đến sự tương tự. Xét cho cùng, Trái đất và Sao Hỏa không khác nhau mấy. Tại sao không cho rằng địa hình giống nhau trên cả hai hành tinh đều được hình thành bởi các quá trình tương tự nhau? Những bức ảnh đầu tiên về bề mặt sao Hỏa đã mang đến cho người trái đất không chỉ những tin buồn về sự vắng mặt của các kênh. Họ cũng tìm thấy một điều thú vị - lòng sông khô cạn. Có thể không có nước trên sao Hỏa hiện đại, nhưng nó đã có ở đó trong quá khứ xa xôi! Vì cái gì ngoài nước chảy có thể để lại dấu vết như vậy? Thêm vào đó là sự phân lớp của đá trên Sao Hỏa, rất giống với cấu trúc của đá trầm tích trên mặt đất, và sự hiện diện của các khoáng chất mà trên Trái đất chỉ được hình thành trong môi trường lỏng... Nói một cách dễ hiểu, toàn bộ dữ liệu trên Sao Hỏa gợi ý rằng đã từng có một thời gian rất dài và trong một thời gian rất ngắn đã có các hồ chứa trên đó. Nhưng tất cả dữ liệu này tất nhiên chỉ là bằng chứng gián tiếp. Và đây chính là ranh giới mà người đọc hoặc người nghe tin tức thiên văn nên để ý lắng nghe. Vì từ kết quả của một quan sát đến kết luận từ nó, có một chuỗi các kết luận hợp lý và các giả định bổ sung, không phải lúc nào cũng xuất hiện trong các bản tin phổ thông (tuy nhiên, điều này không chỉ đúng với thiên văn học mà còn với cả khoa học khác).

Độ dốc này của một trong những miệng núi lửa trên sao Hỏa đã được chụp ảnh nhiều lần bởi tàu thăm dò không gian Mars Global Surveyor của Mỹ. Bức ảnh được chụp vào tháng 9 năm 2005 cho thấy rõ ràng một dấu vết mới của... cái gì? Nhìn bề ngoài, có vẻ như nó là do nước ngầm để lại, xuyên qua bề mặt và đóng băng ngay lập tức. Nhưng đây có phải là lời giải thích duy nhất? © NASA

Một ví dụ rõ ràng khác là Europa, một trong những vệ tinh Galilê của Sao Mộc. Phân tích quang phổ cho thấy bề mặt của vệ tinh này bao gồm nước đá. Nhưng mật độ trung bình của chất trên Europa (3 g cm–3) cao gấp ba lần mật độ của nước, điều đó có nghĩa là phần lớn vệ tinh bao gồm một lõi đá được bao quanh bởi lớp vỏ nước ít đậm đặc hơn. Sự khác biệt về cấu trúc của Europa, tức là sự phân chia thành lõi chịu lửa hơn và lớp vỏ ít nóng chảy hơn, cho thấy rằng phần bên trong của vệ tinh này đã và có thể phải chịu nhiệt độ đáng kể. Nguồn gốc của sự nóng lên này rất có thể là do tương tác thủy triều với Sao Mộc và các vệ tinh khác của hành tinh khổng lồ.

Mặt trăng Europa của Sao Mộc, không giống như hầu hết các vật thể trong Hệ Mặt trời, khá nhẵn và gần như hoàn toàn không có miệng hố thiên thạch. Bề mặt của nó, bao gồm băng nước, liên tục được làm phẳng, chỉ giữ lại một mạng lưới dày đặc các vết nứt nông từ các chi tiết phù điêu. Tính di động của lớp vỏ Europa cho thấy có một số vật chất ít rắn hơn ẩn bên dưới nó, nhưng đây có thể không phải là nước mà chỉ là một khối lỏng lẻo, ẩm ướt, tương tự như tuyết tan chảy. Hình ảnh thu được bằng Trạm liên hành tinh Galileo (nó bao gồm một hình ảnh có độ phân giải thấp được chụp vào ngày 28 tháng 7 năm 1996, trong chuyến bay Galileo đầu tiên bay qua Sao Mộc và một hình ảnh có độ phân giải cao được chụp vào ngày 31 tháng 5 năm 1998, trong chuyến bay thứ 15 bay bằng). © NASA/JPL/Đại học Arizona/Đại học Colorado; ảnh từ photojournal.jpl.nasa.gov

Điều thú vị là sức nóng thủy triều đủ để giữ một phần vỏ nước của Europa ở trạng thái lỏng. Nói cách khác, một đại dương có thể ẩn dưới lớp băng của Europa... Cấu trúc bề mặt của vệ tinh phù hợp với điều này. Nó liên tục được "trẻ hóa", bằng chứng là gần như hoàn toàn không có miệng hố thiên thạch, đồng thời có một mạng lưới rộng lớn các đứt gãy và vết nứt cho thấy hoạt động kiến ​​​​tạo, có thể liên quan đến sự di chuyển của băng rắn trên nền chất lỏng. Nước lỏng, nguồn nhiệt liên tục (biến dạng thủy triều), sự sẵn có của các hợp chất carbon (chúng được tìm thấy ở hầu hết mọi nơi trong Hệ Mặt trời) - còn cần gì nữa cho nguồn gốc của sự sống? Và bây giờ một dòng tiêu đề nổi bật đã sẵn sàng: “Có những sinh vật sống trên vệ tinh của Sao Mộc!” Tuy nhiên, rõ ràng là cho đến chuyến bay của tàu thăm dò nghiên cứu tới Europa, sự hiện diện của một đại dương dưới băng sẽ vẫn là một giả thuyết, và khả năng tồn tại của các trung tâm sự sống trong đó sẽ hoàn toàn là một điều viển vông.

Sự kết thúc của kỷ nguyên chủ nghĩa lấy con người làm trung tâm Điều này có vẻ lạ đối với một số người, nhưng có bằng chứng thuyết phục rằng hệ mặt trời nằm ở Khôngở trung tâm vũ trụ chỉ thu được vào đầu thế kỷ 20. Nhà thiên văn học người Mỹ Harlow Shapley thu được chúng khi nghiên cứu sự phân bố không gian của các cụm sao hình cầu (GC). Vào thời điểm đó, người ta đã biết rằng các cụm sao cầu nằm rải rác không đều trên bầu trời, tập trung chủ yếu chỉ ở một nửa bầu trời. Nhưng chỉ có Shapley mới có thể tiết lộ quy mô thực sự của sự không đồng đều này. Sau khi xác định khoảng cách đến các cụm sao cầu từ các quan sát về sao Cepheid trong đó (xem thanh bên “Khoảng cách và độ tuổi”), ông đã chứng minh rằng các cụm được phân bố trong không gian theo kiểu đối xứng hình cầu, và tâm của sự phân bố này không những không trùng với Mặt trời , nhưng lại cách xa nó hàng chục dặm ngàn năm ánh sáng! Shapley đoán rằng tâm của hệ SHZ trùng với tâm thực sự của Thiên hà chúng ta, nhưng trong nhiều năm ông từ chối thừa nhận rằng ngoài nó ra còn có những “đảo sao” khác có thể tồn tại trong Vũ trụ. Kích thước khổng lồ của Thiên hà đã khiến bản thân Shapley bị sốc đến mức anh không thể tưởng tượng được rằng còn có chỗ cho bất cứ thứ gì khác trong Vũ trụ. Trong khi đó, vào năm 1924, nhà thiên văn học người Mỹ Edwin Hubble, sử dụng kính viễn vọng 2,5 mét lớn nhất lúc bấy giờ của Đài thiên văn Palomar, lần đầu tiên, như các nhà thiên văn học nói, đã “giải quyết được các ngôi sao” của Tinh vân Tiên nữ. Nói cách khác, ông đã chứng minh rằng ánh sáng mờ ảo của nó trên thực tế được tạo ra bởi vô số ngôi sao riêng lẻ được tập hợp lại thành một hệ thống duy nhất tương tự như Dải Ngân hà. Do đó, người ta đã chứng minh rằng Mặt trời không nằm ở trung tâm Thiên hà mà ở vùng ngoại vi của nó, và bản thân Thiên hà chỉ là một trong hàng trăm tỷ hệ sao.

Liệu tất cả điều này có thể tin được không?

Than ôi, sự xa xôi của hầu hết các vật thể thiên văn và khoảng thời gian đáng kể của hầu hết các quá trình thiên văn dẫn đến thực tế là bằng chứng trong thiên văn học, như một quy luật, là gián tiếp. Hơn nữa, chúng ta càng di chuyển ra xa Trái đất trong không gian và thời gian thì bằng chứng càng gián tiếp. Dường như có mọi lý do để nghi ngờ những phát biểu của các nhà thiên văn học! Nhưng sức mạnh của những tuyên bố này không nằm ở “tính cụ thể được củng cố” của bằng chứng, mà ở thực tế là bằng chứng này bổ sung vào một bức tranh duy nhất. Thiên văn học hiện đại không phải là một tập hợp những sự kiện biệt lập mà là một hệ thống kiến ​​thức trong đó mỗi phần tử được kết nối với những phần khác, giống như những mảnh ghép riêng lẻ được kết nối với nhau. Số lượng siêu tân tinh phụ thuộc vào tổng số sao sinh ra mỗi năm, nghĩa là tốc độ hình thành sao phải phù hợp với tốc độ nổ siêu tân tinh. Ngược lại, tốc độ này phù hợp với lượng đồng vị nhôm phóng xạ quan sát được tổng hợp trong các đợt bùng phát. Hơn nữa, nhiều mối liên hệ trong số này lần đầu tiên được dự đoán và sau đó được phát hiện qua các quan sát. Bức xạ nền vi sóng vũ trụ lần đầu tiên được dự đoán và sau đó được phát hiện, các sao neutron được dự đoán lần đầu tiên và sau đó được phát hiện... Hình dạng của các đĩa tiền hành tinh và sự hiện diện của các phân tử khác nhau trong các đám mây phân tử đã được dự đoán...

Mỗi yếu tố của bức tranh khảm này, nếu chụp riêng lẻ, không có nhiều ý nghĩa, nhưng chúng cùng nhau tạo thành một bức tranh rất chắc chắn, gắn liền với những thành công của vật lý “trái đất”. Bạn có thể tin tưởng bức ảnh này đến mức nào? Tất nhiên, một số mảnh ghép có cơ sở tốt hơn những mảnh ghép khác. Một mặt, những ý tưởng hiện đại về bản chất của vật chất tối có thể bị sửa đổi. Nhưng khó có thể chọn được một giải pháp thay thế thích hợp, chẳng hạn như cơ chế sản xuất năng lượng nhiệt hạch trong ruột của các ngôi sao. Ngay cả vào đầu thế kỷ 20, vẫn còn chỗ cho trí tưởng tượng trong lĩnh vực này, nhưng hiện nay cơ chế nhiệt hạch đã phù hợp với một lượng rất lớn dữ liệu quan sát. Nếu bây giờ ai đó muốn nghĩ ra cơ chế của riêng mình, họ sẽ phải giải thích ít nhất tất cả các dữ liệu giống nhau mà không làm mất đi tính nhất quán với các mảnh ghép liền kề.

Sai lầm của các nhà thiên văn học Than ôi, ngay cả một bà già cũng có thể gặp khó khăn. Sự xa xôi của các vật thể thiên văn và sự phức tạp trong nghiên cứu của chúng đôi khi dẫn đến thực tế là việc giải thích các quan sát là mơ hồ hoặc hoàn toàn không chính xác. Khi có phổ chi tiết của một vật thể trên một phạm vi rộng, việc giải thích các quan sát là tương đối dễ dàng. Nhưng phải làm gì nếu chỉ đo được một phần phổ và thậm chí phần đó có chất lượng thấp? Đây chính xác là điều thường xảy ra với những vật ở xa và do đó rất mờ. Ví dụ, vào năm 1999, thiên hà STIS 123627+621755 đã giành được danh hiệu thiên hà xa nhất được biết đến trong Vũ trụ. Một đoạn quang phổ của nó được đo bằng Kính viễn vọng Không gian. Hubble, tương ứng với độ dịch chuyển đỏ khổng lồ là 6,68 (xem Nhận dạng quang phổ của một thiên hà ở độ dịch chuyển đỏ có thể xảy ra là z = 6,68 // Thiên nhiên. ngày 15 tháng 4 năm 1999. V. 398. P. 586-588). Vào thời điểm đó, đây là một kỷ lục nên người ta quyết định tiếp tục nghiên cứu thiên hà STIS 123627+621755. Tuy nhiên, vượt ra ngoài phạm vi quang phổ do Hubble nghiên cứu, các nhà thiên văn học phát hiện ra rằng không còn bất kỳ sự tương đồng nào với một thiên hà ở vùng ngoại ô của Vũ trụ. Quang phổ đầy đủ của vật thể hóa ra không những không giống với quang phổ của thiên hà ở độ dịch chuyển đỏ 6,68, mà còn không giống với quang phổ của thiên hà chút nào! (Xem Bằng chứng chống lại dịch chuyển đỏ z > 6 cho thiên hà STIS123627+621755 // Thiên nhiên. ngày 30 tháng 11 năm 2000. V. 408. P. 560-562.) Trong một ví dụ khác, lỗi diễn giải kết quả quan sát hóa ra lại nghiêm trọng hơn. Chúng ta đang nói về những quan sát hiện tượng "vi thấu kính" - nếu bất kỳ vật thể khối lượng nào xuất hiện trong tầm nhìn giữa một ngôi sao ở xa và người quan sát, thì trường hấp dẫn của nó hoạt động giống như một thấu kính, bẻ cong đường đi của các tia sáng của ngôi sao nền và dẫn đến sự gia tăng độ sáng trong thời gian ngắn. Năm 2001, các nhà thiên văn học từ Viện Kính viễn vọng Không gian (Mỹ) báo cáo rằng trong quá trình quan sát cụm sao cầu M22, họ nhận thấy sáu sự gia tăng đột ngột về độ sáng của các ngôi sao trong cụm sao (xem Phân tích vi thấu kính hấp dẫn bởi các vật thể có khối lượng thấp trong cụm sao cầu M22 / / Thiên nhiên. ngày 28 tháng 6 năm 2001. V. 411. P. 1022-1024). Sự ngắn gọn của các vụ nổ cho thấy khối lượng của các vi thấu kính hấp dẫn rất nhỏ - nhỏ hơn khối lượng của Sao Mộc. Những quan sát này đưa đến thông báo rằng các hành tinh bay tự do đã được phát hiện trong cụm sao cầu M22. Tuy nhiên, một nghiên cứu chi tiết về hình ảnh của M22 cho thấy sự thay đổi độ sáng không liên quan gì đến các ngôi sao nền. Sự tăng độ sáng tưởng tượng xảy ra khi một hạt tia vũ trụ rơi thẳng vào hình ảnh của ngôi sao trong khi chụp (xem Kiểm tra lại các Sự kiện Thấu kính "Hành tinh" trong M22 // astro-ph/0112264, ngày 12 tháng 12 năm 2001). Có rất nhiều ngôi sao trong một cụm sao cầu và chúng nằm ở mật độ dày đặc đến mức việc tia vũ trụ va chạm chính xác vào một ngôi sao hóa ra không phải là một sự kiện khó xảy ra.

Tôi có thể nói điều này: nền tảng của bức tranh thiên văn hiện đại về Thế giới chỉ có thể là hoàn toàn sai lầm. Nghĩa là, chúng ta có thể mắc sai lầm không phải ở từng mảnh riêng lẻ mà ở toàn bộ vật lý cùng một lúc. Ví dụ, nếu hóa ra các ngôi sao rốt cuộc không phải là sao, mà là các lỗ trên bầu trời pha lê, trong đó một số người pha trò giải phóng bức xạ có thành phần quang phổ khác nhau...

Tất nhiên, một dấu hiệu về độ tin cậy của một yếu tố trong bức tranh thiên văn có thể là tuổi thọ của nó. Và về mặt này, thiên văn học dường như là một ngành khoa học hoàn toàn thịnh vượng: các khái niệm cơ bản của nó không thay đổi trong nhiều thập kỷ (phải lưu ý rằng vật lý thiên văn hiện đại mới chỉ có một trăm năm tuổi). Lý thuyết về phản ứng tổng hợp nhiệt hạch được phát triển vào những năm 1930, sự suy thoái của các thiên hà được phát hiện vào những năm 1920, lý thuyết về sự hình thành sao hiện đang phát triển nhanh chóng, nhưng khái niệm chính trong đó vẫn còn, ví dụ, sự bất ổn trọng lực, các nguyên tắc cơ bản của nó được J. Jeans xây dựng vào đầu thế kỷ 20 ... Chúng ta có thể nói rằng về mặt khái niệm không có gì thay đổi trong thiên văn học kể từ khi Harlow Shapley chứng minh rằng Mặt trời không ở trung tâm của Thiên hà, và Hubble đã chứng minh rằng Andromeda Tinh vân là một vật thể ngoài thiên hà. Tất nhiên, ý tưởng của chúng ta về các hành tinh đã thay đổi rất nhiều với sự ra đời của Thời đại Không gian, nhưng những tưởng tượng ban đầu về Sao Hỏa và Sao Kim ra đời mang tính chủ nghĩa lãng mạn khoa học hơn là tầm nhìn xa khoa học.

Cách đọc tin tức thiên văn

Thật không may, việc trình bày bức tranh tuyệt vời này trên các phương tiện truyền thông để lại nhiều điều đáng mong đợi. Vì vậy, người ta phải hết sức cẩn thận khi đọc tin tức thiên văn trên báo chí. Theo quy định, chúng dựa trên các thông cáo báo chí, trong nhiều trường hợp được dịch sang tiếng Nga hoặc được kể lại trong đó khá kém. Hơn nữa, uy tín chung của cơ quan đăng tin cũng không đảm bảo được điều gì. Vì vậy, nếu điều gì đó trong tin tức có vẻ mơ hồ, xa vời, cường điệu hoặc phi logic đối với bạn, đừng vội đổ lỗi cho các nhà khoa học được đề cập trong đó! Nếu thông điệp đó thực sự khiến bạn quan tâm, ít nhất hãy cố gắng tìm thông cáo báo chí gốc.

Nếu thông điệp thu hút bạn đến mức bạn muốn tiến hành phân tích phê phán nó, đừng coi việc đọc tác phẩm gốc là khó khăn! May mắn thay, hầu hết các bài viết về thiên văn học đều có thể được tìm thấy trên Internet hoàn toàn miễn phí. Đúng, để đọc chúng, bạn cần phải biết tiếng Anh.

Dmitry Vibe,
Tiến sĩ Khoa học Vật lý và Toán học,
Nhà nghiên cứu hàng đầu tại Viện Thiên văn học của Viện Hàn lâm Khoa học Nga