Rambler's Top100
Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Книжная лавка | Голосование | Топ-лист | Регистрация | Дискуссия
Лучшие молодые
ученые России

Авторские научные обозрения в "Русском переплете"
"Физические явления на небесах" | "Неизбежность странного микромира" | "Биология и жизнь" | "Terra & Comp" | Научно-популярное ревю | Теорфизика для малышей
Семинары - Конференции - Симпозиумы - Конкурсы

TERRA & Comp
С 07 августа 2003 года обозрение ведет Александр Семенов
До 10.07.2002 вел Кирилл Крылов

НАУКА

Новости

Научный форум

Научно-популярный журнал Урания в русском переплете

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Кто перым провел клонирование?

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

 Журналы в сети:

Nature

Успехи физических наук

New Scientist

ScienceDaily

Discovery

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology


"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

18.02.2019
14:53

Физики усомнились в стабильности спиральных галактик

    Физики из Италии и Франции пересмотрели процесс формирования спиральных галактик и показали, что его можно объяснить исключительно в рамках гравитационного коллапса. Более того, ученые выяснили, что протекающие внутри галактики процессы оказываются неравновесными вопреки существующим взглядам на формирование галактик. Это значит, что методы, с помощью которых астрономы рассчитывают массу галактики, могут давать неверные результаты, а оценки на массу темной материи нужно пересмотреть. Статья опубликована в Physical Review E, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

    Большинство крупных галактик, включая Млечный путь, относятся к спиральным галактикам. В таких галактиках четко выделяется плотное центральное скопление звезд (балдж), от которого отходит несколько спиральных рукавов. Кроме того, видимая материя окружена сферическим гало темной материи, которое содержит бо́льшую часть массы галактики. К сожалению, несмотря на распространенность спиральных галактик, ученые до сих пор плохо понимают, как они образуются — и почему их заметно больше, чем неправильных и эллиптических галактик.

    Как правило, ученые описывают поведение галактической материи с помощью уравнений Власова. Вообще говоря, изначально Анатолий Власов разработал эти уравнения для описания динамики плазмы — системы заряженных частиц, которые взаимодействуют друг с другом по закону Кулона. Впрочем, слабое гравитационное поле, которое хорошо описывается законом Ньютона, очень похоже на электрическое. Поэтому система, которая состоит из большого числа гравитирующих объектов, также подчиняется уравнениям Власова.

    Более того, численное моделирование показывает, что характерное время релаксации такой системы во много раз превышает время жизни Вселенной — следовательно, можно пренебречь столкновениями частиц и считать, что система находится в равновесии. В результате уравнения Власова упрощаются и сводятся к бесстолкновительному уравнению Больцмана. С этой точки зрения галактика может приобрести спиральную форму только за счет внешних факторов, которые возмутят ее квазистационарное состояние. В частности, нестабильности могут вызвать сильные гравитационные поля объектов, проходящих рядом с галактикой, или негравитационные диссипативные процессы (охлаждение).

    Группа ученых под руководством Майкла Джойса (Michael Joyce) пересмотрела этот процесс и показала, что на самом деле материя может собираться в спиральную структуру исключительно за счет гравитационного притяжения. В этом подходе галактика больше не является стабильной структурой, и ее форма изменяется со временем. При этом ключевым фактором, который определяет стационарность системы, является ее скорость, а характерное время формирование структуры примерно равно одному миллиарду лет.

    Чтобы проверить эту гипотезу, ученые численно смоделировали эволюцию галактики, состоящей из миллиона сферических частиц, притягивающихся друг к другу по закону обратных квадратов. Чтобы избежать расходимостей, физики обрезали Ньютоновский потенциал частиц на небольшом расстоянии ε и склеивали его с нулевым потенциалом в центре частицы с помощью кубических сплайнов. Массы частиц выбирались случайно и могли отличаться от эталонной массы в 2, 5 или 10 раз. Для численных расчетов ученые использовали открытый код GADGET-2. Время работы симуляции достигало 200 динамических времен. Столкновениями частиц исследователи пренебрегали. В целях дополнительной проверки физики отслеживали полную энергию системы, которая в ходе ее эволюции сохранялась с точностью до 0,5 процента.

    Всего исследователи рассмотрели шесть типов начальных условий, с которых стартовали численные расчеты. В системах первого типа частицы были равномерно распределены в пределах эллипсоидного облака, а их скорости были случайно заданы (случай A1) или следуя картине когерентного твердого тела вокруг самой короткой оси (случай A2). В системах второго типа частицы были неравномерно распределены внутри эллипсоида; при этом распределения отличались разной формой эллипсоида, размером внутреннего плотного скопления (прообраза балджа), плотностью частиц и скоростью их вращения (случаи B1, B2). Наконец, в системах третьего типа частицы собирались внутри несферических и неравномерных облаков (случаи C1, C2).

    В результате физики обнаружили, что со временем системы второго типа собираются в структуры, напоминающие привычные спиральные галактики: внутри структуры формировалось плотное ядро, а ее внешняя часть вытягивалась в тонкий диск. Более того, в диске можно было различить другие характерные черты галактик — рукава, кольца и перемычки (бары). Ключевым параметром, который определял стационарность системы, выступало число оборотов частицы вокруг центра галактики n — число, пропорциональное скорости частицы и времени эволюции, обратно пропорциональное расстоянию до центра. Если это число было много больше одного, частица двигалась по эллиптической кеплеровской орбите (то есть система находилась в равновесии), в противном случае ее траектория выглядела гораздо сложнее. В молодой галактике число n порядка единицы для всех частиц, и благодаря неравновесным процессам галактика стремится принять спиралевидную форму (вероятность успеха определяется исходным распределением). Более того, это условие продолжает выполняться на краях более старых галактик, время жизни которых сравнимо со временем жизни Вселенной.

    Авторы статьи отмечают, что замеченный ими эффект является очень простым по своей природе — а потому удивительно, что ученые не обнаружили его раньше. Тем не менее, исследователи приводят несколько аргументов, которые объясняют это упущение. Во-первых, большинство работ, выполненных в последние двадцать или тридцать лет, работали с системами, содержащими порядка десяти тысяч частиц. В таких системах число высокоэнергетических частиц, вносящих наибольший вклад в эволюцию системы, не превышало тысячи — следовательно, погрешность численных моделей была слишком высока, и они упускали из виду формирование структур. Во-вторых, в основном ученые оценивали стабильность галактики по глобальным параметрам и рассматривали сравнительно небольшие промежутки времени.

    Открытие ученых не только позволяет лучше понять процесс формирования галактик, но также заставляет пересмотреть существующие взгляды на темную материю. В самом деле, астрономы оценивают массу галактики с помощью теоремы о вириале, которая связывает кинетическую и потенциальную энергию звезд. Эта теорема работает только для стабильных структур — однако расчеты ученых показывают, что спиральные галактики не относятся к таким структурам. Если это предположение окажется верным, астрономам придется разработать альтернативный способ измерения массы галактики и пересмотреть оценки на массу темной материи.

    В марте прошлого года группа астрономов под руководством Питера Ван Доккума (Pieter van Dokkum) обнаружила «неправильную» галактику NGC1052-DF2, у которой практически полностью отсутствовала темная материя. Это открытие противоречило существующим теориям формирования галактик. Впрочем, всего через несколько месяцев ученые пересмотрели метод, с помощью которого группа Доккума оценивала массу галактики, и показали, что она содержит гораздо больше темной материи, чем предполагалось. Более того, скорректированное значение попало в диапазон, установленный существующими моделями, хотя и находилось близко к его границе.

    По информации https://nplus1.ru/news/2019/02/18/galaxy-formation

18.02.2019
14:48

Астрономы обнаружили «звездную реку» в окрестностях Солнечной системы

    Исследователи из Венского университета, Австрия, обнаружили «звездную реку», звездный поток, простирающийся вдоль большей части южного неба. Этот поток находится . . .

18.02.2019
14:45

Необычная новая готова взорваться как сверхновая типа Ia

    Астрофизик из Государственного университета Сан-Диего, США, Аллен Шафтер (Allen Shafter) помог открыть гигантские остатки вокруг взрывающейся звезды – оболочку . . .

18.02.2019
13:59

NASA SPHEREx: новая миссия по исследованию Вселенной

    Национальное управление США по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA) определилось с новой миссией по исследованию Вселенной. Проект . . .

17.02.2019
23:09

Волны в плазме нагревают электроны солнечного ветра в магнитосфере Земли

    Космос является теплым – или, по крайней мере, более теплым, чем считали ученые. В разных местах по всей Вселенной, включая нашу собственную Солнечную систему, . . .

17.02.2019
23:00

Ученые нашли недостающую материю Вселенной

    Астрономы полагают, что они приблизились к раскрытию давней загадки, связанной с устройством нашей Вселенной, которая состоит в том, что во Вселенной недостает . . .

17.02.2019
22:56

Что на самом деле представляет собой черная дыра?

    Что представляет собой черная дыра? В новой научной статье философ из Университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене, Германия, Эрик Курьель (Erik Curiel) показывает, что . . .

17.02.2019
22:44

Россия собралась добывать полезные ископаемые на Луне

    Россия планирует доставить на Луну тяжелый луноход для добычи полезных ископаемых. Об этом РИА Новости сообщил источник в ракетно-космической отрасли. По словам . . .

16.02.2019
02:06

Yomiuri: японские ученые измерили массу черной дыры в центре Млечного Пути

    Отмечается, что масса космического объекта в 30 тыс. раз превышает массу Солнца Группе исследователей из национальной обсерватории Японии удалось определить . . .

16.02.2019
02:01

Астрономы, вероятно, впервые увидели столкновение экзопланет

    Астрономы из Туринской астрофизической обсерватории, вероятно, впервые в истории обнаружили свидетельство столкновения экзопланет друг с другом. Описание их . . .

16.02.2019
01:57

Одна секунда за миллиарды лет

    Атомные оптические часы второго поколения входят в состав государственного первичного эталона единиц времени, частоты и национальной шкалы времени . . .

16.02.2019
01:25

Астрономы приблизились к разгадке тайны солнечной короны

    По всей Вселенной материя в плазме разогрета до гораздо больших температур, чем ожидается. Например, корона Солнца в сотни раз жарче его поверхности, и эту тайну . . .

16.02.2019
01:23

Ученые рассказали, когда мы узнаем точную скорость расширения Вселенной

    Ученые выяснили, сколько раз потребуется уловить гравитационные волны и вспышки килоновых для решения проблемы точного измерения постоянной Хаббла. Измерения . . .

16.02.2019
01:15

Главная гравитационная обсерватория мира будет обновлена в 2024 году

    Национальный научный фонд США и исследовательские организации Британии и Австралии выделили свыше 35 миллионов долларов на следующее обновление гравитационной . . .

16.02.2019
01:05

Земля могла навечно остаться скованным льдом всемирным океаном, но нам повезло с Солнцем

    Группа учёных из университетов Байрёйта, Берна и Мичигана во главе с доктором наук Института астрономии и географии Высшей технической школы Цюриха Тимом . . .

16.02.2019
00:55

НАСА запускает новый космический телескоп в 2023 г.

    В 2023 г. у НАСА появятся новые «глаза» в космосе – обсерватория, которая поможет разрешить некоторые из величайших загадок современной науки. Эта космическая . . .

16.02.2019
00:52

Марсианский ровер Opportunity официально признан «мертвым»

    Одна из величайших миссий по исследованию Красной планеты теперь официально завершена. НАСА официально признало, что марсоход Opportunity («Возможность») «мертв», . . .

16.02.2019
00:45

Лунная лихорадка: НАСА готовится вернуться на Луну

    НАСА стремится вернуться на поверхность Луны. В ноябре агентство назвало девять американских компаний, которые уполномочены принять участие в конкурсе . . .

16.02.2019
00:43

Марсианские роверы будущего: чего ждать после Opportunity?

    НАСА на днях прекратило попытки связаться с марсианским ровером Opportunity («Возможность»), который уже на протяжении долгого времени не выходил на связь. Однако . . .

16.02.2019
00:23

Предсказан быстрый и катастрофический сдвиг климата

    Ученые Центра экологических наук при Университете Мэриленд и Университете штата Северная Каролина (США) выяснили, что в течение жизни современного поколения . . .

<< 731|732|733|734|735|736|737|738|739|740 >>

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвижники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

ХРОНОС

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы

Помощь корреспонденту Добавить новость
НАУКА В "РУССКОМ ПЕРЕПЛЕТЕ"

Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Rambler's Top100