Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Wiemy, ile światła wyemitowały gwiazdy w historii wszechświata

Rekomendowane odpowiedzi

W Science ukazał się artykuł, z którego dowiadujemy się, jak dużo światła wyemitowały wszystkie gwiazdy w całej historii obserwowalnego wszechświata. Obliczeń dokonał astrofizyk Marco Ajello i jego zespół z Clemson College of Science, którzy wykorzystali dane z Germi Gamma-ray Space Telescope.

Pierwsze gwiazdy zaczęły powstawać kilkaset milionów lat po powstaniu wszechświata. Obecnie istnieje około 2 bilionów galaktyk i biliony bilionów gwiazd. Dane z teleskopu Fermi pozwoliły nam na zmierzenie całego światła gwiazd, jakie zostało wyemitowane w dziejach wszechświata, mówi Ajello.

Z wyliczeń wynika, że dotychczas gwiazdy wyemitowały 4x1084 fotonów.

Warto też zauważyć, że pomimo tej olbrzymiej liczby fotonów, to całe światło, jakie dociera do Ziemi – z wyjątkiem światła ze Słońca i naszej galaktyki – jest niezwykle słabe. Odpowiada ono światłu z 60-watowej żarówki, jakie w zupełnej ciemności dotarłoby do nas z odległości około 4 kilometrów. Dzieje się tak ze względu na olbrzymi rozmiar wszechświata.

Fermi Gamma-ray Space Telescope został wystrzelony w czerwcu 2008 roku. Obserwuje on promieniowanie gamma i jego interakcję z pozagalaktycznym promieniowaniem tła (EBL). EBL to rodzaj mgły złożonej z całego ultrafioletowego, podczerwonego i widzialnego światła emitowanego przez gwiazdy i sąsiadujący z nimi pył. Profesor Ajello i jego koledzy przeanalizowali dane z 739 emitujących promieniowanie gamma blazarów zebrane przez Fermi w ciągu 9 lat.

Fotony promieniowania gamma wędrujące przez mgłę EBL są z dużym prawdopodobieństwem absorbowane. Mierząc, jak wiele fotonów zostało zaabsorbowanych, byliśmy w stanie zmierzyć, jak gruba jest mgła i zmierzyć, jako funkcję w czasie, jak wiele światła się w niej znajduje, mówi Ajello. Wykorzystując blazary znajdujące się w różnej odległości od nas zmierzyliśmy całkowite światło w różnych odcinkach czasu. Zmierzyliśmy całkowite światło dla każdej z epok: miliard lat temu, dwa miliardy lat temu i tak dalej i tak dalej, aż do czasu uformowania się pierwszych gwiazd. To pozwoliło nam zrekonstruować całkowite EBL i określić historię formowania się gwiazd w sposób bardziej efektywny, niż robiono to dotychczas", dodaje współpracownik Ajello, Vaidehi Paliya.


« powrót do artykułu

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Fotony jednak w historii wszechświata emitowały nie tylko gwiazdy.

To raz.
A dwa jest takie że był okres anihilacji niemal wszystkiego - czyli niemal wszystko zmieniło się w światło. Gdzie ono jest? :)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
47 minut temu, thikim napisał:

A dwa jest takie że był okres anihilacji niemal wszystkiego - czyli niemal wszystko zmieniło się w światło. Gdzie ono jest?

Oddala się z prędkością c. Trudno policzyć ile tego i gdzie jest. Na moje oko ostatni raz widziane jak przekraczały granice naszego stożka. Oczywiście widziane przez kogoś poza naszym stożkiem.

Edytowane przez Jajcenty

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Czy jako światło rozumieć mam całe spektrum promieniowania, czy tylko jego wąski wycinek? Bez dokładnego ustalenia "granic" światła, to można sobie napisać cokolwiek.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Ale to rodzi szereg problemów :)
Anihilacji NIE ULEGŁ jeden na 10 miliardów barionów.

Czyli anihilacji uległo 2 x 9 999 999 999. Czyli w zasadzie: 20 000 000 000.

A 1 nie :)
Z tym że produktem anihilacji są od nowa kwarki i antykwarki i fotony.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
3 godziny temu, Jajcenty napisał:

Oddala się z prędkością c. Trudno policzyć ile tego i gdzie jest. Na moje oko ostatni raz widziane jak przekraczały granice naszego stożka. Oczywiście widziane przez kogoś poza naszym stożkiem.

No właśnie!

Czy obliczenia opisane w artykule dotyczą tylko obserwowanej przez nas przestrzeni, czy całego wszechświata?

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
3 godziny temu, Szedar napisał:

Jest tego parę rzędów wielkości więcej niż fotonów, które wyemitowały gwiazdy.


Masz jakieś konkretne dane na temat tych paru rzędów wielkości? Czy to tylko domniemanie sprzeczne trochę z tym że na niebie w wielu zakresach promieniowania widzimy jednak gwiazdy i Słońce a nie mikrofalowe promieniowanie tła.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
W dniu 1.12.2018 o 20:30, Szedar napisał:

Można jeszcze prościej: rozkład Plancka podzielony przez energię fotonu i scałkowany daje N = 20.3 T3 (w cm-3), co można zastosować wprost, ponieważ CMB jest z grubsza promieniowaniem izotropowym - świeci z każdego punktu na niebie.

Wymiękłam ;)
 

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Po kilkudziesięciu latach poszukiwań astronomowie znaleźli gwiazdy w Strumieniu Magellanicznym. Ten strumień gazowych chmur o dużej prędkości rozciąga się na 600 000 lat świetlnych i znajduje w odległości około 180 000 lat świetlnych od Drogi Mlecznej. Zauważono go po raz pierwszy z 1965 roku, a w 1972 stwierdzono, że łączy on Wielki i Mały Obłok Magellana i jest z nimi powiązany. Pomimo tego, że – wedle obowiązujących teorii naukowych – w strumieniu powinny znajdować się gwiazdy, dotychczas jednoznacznie ich nie odnaleziono. Aż do teraz.
      Vedant Chandra z Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian oraz naukowcy z USA i Australii zaobserwowali 13 czerwonych olbrzymów położonych w odległości od 200 do 325 tysięcy lat świetlnych od Ziemi, które mają ten sam moment pędu i podobny skład chemiczny, co gaz w Strumieniu.
      Odkrycia dokonano dzięki analizie katalogu Gaia, w którym znajdują się informacje o ponad miliardzie gwiazd. Naukowcy najpierw odrzucili gwiazdy, które prawdopodobnie należą do Drogi Mlecznej, następnie zaś skupili się na gwiazdach o składzie chemicznym podobnym do składu Strumienia.
      Po raz pierwszy obserwujemy gwiazdy towarzyszące Strumieniowi. To nie tylko rozwiązuje zagadkę samych gwiazd, ale również zdradza nam wiele użytecznych informacji na temat ruchu samego gazu, wyjaśnia Chandra. Obserwacje nowo odkrytych gwiazd pozwolą nie tylko bardziej precyzyjnie określić pozycję i ruch Strumienia, ale również zbadać ruch Obłoków Magellana, galaktyk satelitarnych Drogi Mlecznej.
      Połowa ze zidentyfikowanych gwiazd jest bogata w metale – tutaj trzeba przypomnieć, że metalami w astronomii określa się pierwiastki cięższe od wodoru i helu – i znajduje się bliżej Strumienia, druga połowa jest uboga w metale, te gwiazdy są bardziej rozproszone. Chandra i jego zespół uważają, że różnica ta bierze się z faktu, że gwiazdy bogate w metale uformowały się niedawno w Strumieniu Magellanicznym, natomiast gwiazdy ubogie w metale to populacja wyrzucona z obrzeży Małego Obłoku Magellana podczas interakcji pomiędzy oboma Obłokami. Zdaniem komentujących odkrycie naukowców, gwiazdy o niskiej metaliczności mogą nie być częścią Strumienia, ale są w jakiś sposób z nim powiązane.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Przed miesiącem pisaliśmy, że astronomowie z Yale University donieśli o odkryciu czarnej dziury, która ciągnie za sobą gigantyczny ogon gwiazd i materii gwiazdotwórczej. Informacja odbiła się szerokim echem, gdyż takie zjawisko wymagałoby spełnienia całego szeregu wyjątkowych warunków. Liczne zespoły naukowe zaczęły poszukiwać alternatywnego wyjaśnienia zaobserwowanej przez Hubble'a struktury. Naukowcy z Instituto de Astrofísica de Canarias przedstawili na łamach Astronomy and Astrophysics Letters własną interpretację obserwowanego zjawiska.
      Ich zdaniem niezwykła struktura zarejestrowana przez Hubble'a może być płaską galaktyką, którą widzimy od strony krawędzi. Galaktyki takie nie posiadają centralnego zgrubienia i są dość powszechne. Ruch, rozmiary i liczba gwiazd pasują do tego, co widzimy w płaskich galaktykach w lokalnym wszechświecie, mówi główny autor najnowszych badań, Jorge Sanchez Almeida. Proponowany przez nas scenariusz jest znacznie prostszy. Chociaż z drugiej strony szkoda, że to może być wyjaśnieniem, gdyż teorie przewidują, że wyrzucenie czarnej dziury z galaktyki jest możliwe, tutaj więc mielibyśmy pierwszą obserwację takiego zjawiska, dodaje.
      Almeida i jego zespół porównali strukturę zaobserwowaną przez Hubble'a z dobrze znaną nieodległą galaktyką IC5249, która nie posiada centralnego zgrubienia, i znaleźli zaskakująco wiele podobieństw. Gdy przeanalizowaliśmy prędkości w tej odległej strukturze gwiazd okazało się, że odpowiadają one prędkościom obrotowym galaktyk, więc postanowiliśmy porównać tę strukturę ze znacznie nam bliższą galaktyką i okazało się, że są one wyjątkowo podobne, dodaje współautorka artykułu Mireia Montes.
      Naukowcy przyjrzeli się też stosunkowi masy do maksymalnej prędkości obrotowej i odkryli, że to galaktyka, która zachowuje się jak galaktyka, stwierdza Ignacio Trujillo. Jeśli uczeni z Wysp Kanaryjskich mają rację, to Hubble odkrył interesujący obiekt. Dużą galaktykę położoną w odległych od Ziemi regionach, gdzie większość galaktyk jest mniejsza.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Ekosfera jest tradycyjnie definiowana, jako odległość pomiędzy gwiazdą, a planetą, która umożliwia istnienie wody w stanie ciekłym na planecie. To obszar wokół gwiazdy, w którym na znajdujących się tam planetach może istnieć życie. Jednak grupa naukowców z University of Georgia uważa, że znacznie lepsze byłoby określenie „ekosfery fotosyntezy”, czyli wzięcie pod uwagi nie tylko możliwości istnienia ciekłej wody, ale również światła, jakie do planety dociera z gwiazdy macierzystej.
      O życiu na innych planetach nie wiemy nic pewnego. Jednak poglądy na ten temat możemy przypisać do jednej z dwóch szkół. Pierwsza z nich mówi, że na innych planetach ewolucja mogła znaleźć sposób, by poradzić sobie z pozornie nieprzekraczalnymi barierami dla życia, jakie znamy z Ziemi. Zgodnie zaś z drugą, życie w całym wszechświecie ograniczone jest uniwersalnymi prawami fizyki i może istnieć jedynie w formie podobnej do życia na Ziemi.
      Naukowcy z Georgii rozpoczęli swoje badania od przyznania racji drugiej ze szkół i wprowadzili pojęcie „ekosfery fotosyntezy”. Znajdujące się w tym obszarze planety nie tylko mogą utrzymać na powierzchni ciekłą wodę – zatem nie znajdują się ani zbyt blisko, ani zbyt daleko od gwiazdy – ale również otrzymują wystarczająca ilość promieniowania w zakresie od 400 do 700 nanometrów. Promieniowanie o takich długościach fali jest na Ziemi niezbędne, by zachodziła fotosynteza, umożliwiające istnienie roślin.
      Obecność fotosyntezy jest niezbędne do poszukiwania życia we wszechświecie. Jeśli mamy rozpoznać biosygnatury życia na innych planetach, to będą to sygnatury atmosfery bogatej w tlen, gdyż trudno jest wyjaśnić istnienie takiej atmosfery bez obecności organizmów żywych na planecie, mówi główna autorka badań, Cassandra Hall. Pojęcie „ekosfery fotosyntezy” jest zatem bardziej praktyczne i dające szanse na znalezienie życia, niż sama ekosfera.
      Nie możemy oczywiście wykluczyć, że organizmy żywe na innych planetach przeprowadzają fotosyntezę w innych zakresach długości fali światła, jednak istnieje pewien silny przekonujący argument, że zakres 400–700 nm jest uniwersalny. Otóż jest to ten zakres fal światła, dla którego woda jest wysoce przezroczysta. Poza tym zakresem absorpcja światła przez wodę gwałtownie się zwiększa i oceany stają się dla takiego światła nieprzezroczyste. To silny argument za tym, że oceaniczne organizmy w całym wszechświecie potrzebują światła w tym właśnie zakresie, by móc prowadzić fotosyntezę.
      Uczeni zauważyli również, że życie oparte na fotosyntezie może z mniejszym prawdopodobieństwem powstać na planetach znacznie większych niż Ziemia. Planety takie mają bowiem zwykle bardziej gęstą atmosferę, która będzie blokowała znaczną część światła z potrzebnego zakresu. Dlatego też Hall i jej koledzy uważają, że życia raczej należy szukać na mniejszych, bardziej podobnych do Ziemi planetach, niż na super-Ziemiach, które są uważane za dobry cel takich poszukiwań.
      Badania takie, jak przeprowadzone przez naukowców z University of Georgia są niezwykle istotne, gdyż naukowcy mają ograniczony dostęp do odpowiednich narzędzi badawczych. Szczegółowe plany wykorzystania najlepszych teleskopów rozpisane są na wiele miesięcy czy lat naprzód, a poszczególnym grupom naukowym przydziela się ograniczoną ilość czasu. Dlatego też warto, by – jeśli ich badania polegają na poszukiwaniu życia – skupiali się na badaniach najbardziej obiecujących obiektów. Tym bardziej, że w najbliższych latach ludzkość zyska nowe narzędzia. Od 2017 roku w Chile budowany jest europejski Extremely Large Telescope (ELT), który będzie znacznie bardziej efektywnie niż Teleskop Webba poszukiwał tlenu w atmosferach egzoplanet. Z kolei NASA rozważa budowę teleskopu Habitable Exoplanet Observatory, który byłby wyspecjalizowany w poszukiwaniu biosygnatur na egzoplanetach wielkości Ziemi. Teleskop ten w 2035 roku miałby trafić do punktu L2, gdzie obecnie znajduje się Teleskop Webba.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Supermasywna czarna dziura, pędząca z prędkością 1 650 000 kilometrów na godzinę, przemieszcza się przez przestrzeń międzygalaktyczną, ciągnąc za sobą gigantyczny ogon gwiazd i materii gwiazdotwórczej. Niezwykły, jedyny taki znany nam obiekt, zauważył przypadkiem Teleskop Kosmiczny Hubble'a.
      Za czarną dziurą o masie 20 milionów mas Słońca podąża ogon z nowo narodzonych gwiazd. Ma on długość 200 000 lat świetlnych, jest więc dwukrotnie dłuższy niż średnica Drogi Mlecznej i rozciąga się od czarnej dziury, aż po jej galaktykę macierzystą, z której się wydostała. W ogonie musi znajdować się olbrzymia liczba nowo powstałych gwiazd, gdyż całość ma aż połowę jasności swojej galaktyki macierzystej.
      Astronomowie nie są oczywiście w stanie dostrzec samej czarnej dziury, ale widzą skutki jej oddziaływania. Widzą zatem długi ogon gwiazd i materii gwiazdotwórczej, na którego jednym końcu znajduje się oddalona od nas o 7,5 miliarda lat świetlnych galaktyka RCP 28, a na drugim wyjątkowo jasno świecący obszar. Naukowcy przypuszczają, że obszar ten to albo dysk akrecyjny wokół czarnej dziury, albo też gaz, który został podgrzany do wysokich temperatur przez wdzierającą się w niego, pędzącą z olbrzymią prędkością czarną dziurę. Gaz na czele czarnej dziury jest podgrzewany przez falę uderzeniową generowaną przez czarną dziurę pędzącą z prędkością ponaddźwiękową, mówi Pieter van Dokkum z Yale University.
      To był całkowity przypadek. Przyglądałem się obrazom z Hubble'a i zobaczyłem niewielką smużkę. Pomyślałem, że to promieniowanie kosmiczne wywołało zaburzenia obrazu. Jednak, gdy wyeliminowaliśmy promieniowanie kosmiczne, smużka nadal nam była. I nie wyglądała jak coś, co wcześniej widzieliśmy, dodaje van Dokkum.
      Naukowcy postanowili się bliżej przyjrzeć tajemniczemu zjawisku i wykorzystali spektroskop z W. M. Keck Observatories na Hawajach. Zobaczyli jasną strukturę i po badaniach doszli do wniosku, że została ona utworzona przez supermasywną czarną dziurę, która wydobyła się ze swojej galaktyki.
      Zdaniem van Dokkuma i jego zespołu, wyrzucenie czarnej dziury to skutek licznych kolizji. Do pierwszej z nich doszło około 50 milionów lat temu, gdy połączyły się dwie galaktyki. Ich supermasywne czarne dziury utworzyły układ podwójny i zaczęły wirować wokół siebie. Po jakimś czasie doszło do zderzenia z kolejną galaktyką. Ta również zawierała supermasywną czarną dziurę. Utworzył się niestabilny układ trzech czarnych dziur. Około 39 milionów lat temu jedna z nich przejęła część pędu z dwóch pozostałych i została wyrzucona z galaktyki.
      Gdy pojedyncza czarna dziura odleciała w jedną stronę, dwie pozostałe krążące wokół siebie czarne dziury zostały odrzucone w drugą stronę. Po przeciwnej stronie galaktyki naukowcy zauważyli bowiem coś, co może być oddalającym się układem dwóch czarnych dziur, a w samym centrum galaktyki nie zauważono obecności żadnej czarnej dziury.


      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Główna oś minojskich pałaców była zorientowana według wschodu lub zachodu ważnych gwiazd, twierdzi Alessandro Berio z University of Wales Trinity St. David. Taka orientacja miała pomagać żeglarzom w nawigacji pomiędzy ważnymi centrami handlowymi na terenie Lewantu.
      Cywilizacja minojska, której nazwa wywodzi się od mitycznego króla Minosa z Krety, rozwijała się w latach około 3000-1100 p.n.e. Szczyt potęgi osiągnęła pomiędzy XVII a XV wiekiem p.n.e. Jedną z charakterystycznych cech architektury pałaców jest istnienie prostokątnego dziedzińca, którego dłuższa oś jest generalnie zorientowana w linii północ-południe. Naukowcy od dawna zastanawiają się nad przyczyną wyboru takiego zorientowania monumentalnych minojskich budowli. Berio proponuje hipotezę, zgodnie z którą, plan architektoniczny ułatwiał minojskim żeglarzom podróże po Morzu Śródziemnym.
      Centrum kultury minojskiej była Kreta. A z analiz Berio wynika, że jeśli będziemy podążali wzdłuż osi łączącej pałac w Knossos – największy z minojskich pałaców – ze Spicą, najjaśniejszą gwiazdą w gwiazdozbiorze Panny, to dotrzemy do Sydonu, ważnego miasta handlowego we współczesnym Libanie. Zgodnie z legendą, to właśnie w Sydonie Zeus zamienił się w byka, by porwać Europę, przebyć z nią morze, by na Krecie urodziła mu syna, Minosa.
      Pałac w ważnym minojskim centrum administracyjnym Kato Zakros połączony jest w podobny sposób ze stolicą Hyksosów, być może największym ówczesnym miastem na świecie, Awaris. By doń dotrzeć żeglarze powinni orientować się na Kastora (2. najjaśniejsza gwiazda Bliźniąt), Arktura (najjaśniejsza gwiazda Wolarza) lub Mirfaka, najjaśniejszą gwiazdę w Perseuszu. Natomiast sam dziedziniec w Kato Zakros jest ustawiony dokładnie w kierunku Peluzjum, ważnego miasta w Egipcie.
      Autor analizy twierdzi, że wyruszając z Fajstos za gwiazdą Markab minojscy żeglarze docierali do Kadesz, a jeśli wypłynęli z Sisi podążając za Syriuszem, trafiali do Aszkelonu. Zauważa przy tym, że Minojczycy mogli korzystać z trójek pitagorejskich, czyli zestawów trzech liczb całkowitych, które spełniają twierdzenie Pitagorasa.
      Niektóre z kierunków wydają się być zgodne z kątami przy wierzchołkach trójkątów pitagorejskich rozważanych w kierunku wschodnim. Kurs z Kato Zakro do Avaris i Pelusium odpowiada słynnej trójce pitagorejskiej 3-4-5, która w starożytności była łączona z Egiptem. Z kolei trasa Sisi-Aszkelon, skorygowana o azymut Syriusza wschodzącego nad horyzontem, odpowiada trójce 5-12-15, a trasy Malia-Megiddo i Gournia-Akrotiri zgadzają się z trójką 7-24-25. Z kolei trójki 11-60-61 można użyć do orientacji na trasie Knossos-Sydon, czytamy w opublikowanej pracy [PDF].
      Jeśli Berio ma rację, to będziemy musieli zweryfikować zarówno nasze poglądy na temat możliwości żeglowania po otwartych wodach, handlu morskiego oraz znajomości matematyki w epoce brązu.

      « powrót do artykułu
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...