cтатьи по экспериментальной астрофизике

Автор
Сообщение
marsdmitri
#39373 2020-10-19 06:50 GMT

профессор Космологии Jens Chluba Йенс Члуба

https://www.research.manchester.ac.uk/portal/jens.chluba.html

1. Наука о спектральном искажении реликтового излучения

Измерения обсерватории COBE / FIRAS показали, что спектр реликтового излучения чрезвычайно близок к идеальному черному телу.

Но в ранней Вселенной существует процессы, которые должны создавать спектральные искажения на уровне, доступном для современных технологий. Ясделаю краткий обзор последних теоретических и экспериментальных разработок, объяснив, почему будущие измерения спектра реликтового излучения откроют неизведанное окно в раннюю Вселенную и физику элементарных частиц с возможными  сюрпризами, но также с несколькими ожидаемыми  нами гарантированными сигналами.

https://arxiv.org/abs/1405.6938

https://arxiv.org/pdf/1405.6938.pdf

После новых наблюдений с помощью астрофихической обсерватории COBE в начале 1990-х годов, исследования космического микроволнового фона (CMB) были сосредоточены на его анизотропии температуры и поляризации. Спектральные искажения реликтового излучения — крошечные отклонения энергетического спектра реликтового излучения от спектра идеального черного тела — обеспечивают второй, независимый анализ фундаментальной физики, позволяющий проникнуть в глубь первоначальной Вселенной.                     

Теоретические основы спектральных искажений в последние годы претерпели значительные изменения, которые подчеркивают огромный потенциал этой развивающейся области. Спектральные искажения исследуют фундаментальное свойство Вселенной — ее тепловую историю — тем самым обеспечивая дополнительное понимание процессов в рамках стандартной космологической модели (CSM), а также новой физики за ее пределами. Спектральные искажения — важный инструмент для понимания инфляции и природы темной материи. Они проливают новый свет на физику рекомбинации и реионизации, двух важных этапов эволюции нашей Вселенной, и предоставляют важную информацию о процессах барионной обратной связи в дополнение к исследованию первичных корреляционных функций в масштабах, недоступных для других индикаторов.

Диапазон сигналов огромен: многие порядки открытий можно исследовать путем подробных наблюдений за энергетическим спектром реликтового излучения. Некоторые сигналы CSM предсказываются и обеспечивают четкие экспериментальные цели, некоторые из которых уже наблюдаемы с помощью современных технологий. Подтверждение этих сигналов расширит досягаемость CSM на порядки величин в физическом масштабе, поскольку Вселенная эволюционирует от её начальных стадий до своей нынешней формы. Отсутствие этих сигналов создало бы огромную теоретическую проблему, немедленно указав на новую физику.

https://arxiv.org/abs/1903.04218

https://arxiv.org/pdf/1903.04218.pdf

2. Нейтринное излучение Вселенной больших энергий.

Высокоэнергетичные объекты не излучают фотоны, поэтому они невидимы обычными телескопами. Поэтому изучению нейтрино и разработке всё более эффективных методов их регистрации сегодня придаётся большое значение.

http://nuclphys.sinp.msu.ru/neutrino/uen/index.html

https://zanauku.mipt.ru/2020/05/13/gde-rozhdayutsya-nejtrino/

https://arxiv.org/abs/2001.00930

Слияние сверхмассивных черных дыр (СМЧД) повсеместно встречается в истории Вселенной и часто демонстрирует сильную аккреционную активность и мощные струи. Эти слияния SMBH также являются многообещающими кандидатами для будущих детекторов гравитационных волн, таких как лазерная космическая интерферометрическая антенна (LISA). В данной работе мы рассматриваем эмиссию нейтрино, вызванную ударными волнами.

Релятивистские струи, образовавшиеся после их слияния, будут двигаться вперед внутрь материала диска предварительного слияния, а затем они впоследствии будут коллимированы, что приведет к образованию внутренних ударных волн, коллимационных ударных волн, прямых и обратных ударных волн. Космические лучи могут быть ускорены в этих местах,  и при  процессе производства фотомезонов ожидаются нейтрино. Мы формулируем структуры струи и соответствующие взаимодействия в них, а затем оцениваем испускание нейтрино из каждого ударной волны.

Обнаружено, что ежемесячное излучение нейтрино высокой энергии из струи после слияния после события гравитационной волны обнаруживается обсерваторей в Антарктиде IceCube-Gen2 в течение примерно пяти-десяти лет работы в оптимистичных случаях, когда нагрузка космическими лучами достаточно высока и скорее всего имеется суперэддингтоновская аккреция.

Мы оцениваем вклад слияния сверхмассивных черных дыр в интенсивность диффузных нейтрино и обнаружено, что значительная часть наблюдаемых нейтрино в IceCube очень высоких энергий

(Eν >1 ПэВ) могла происходить от них в оптимистических случаях. В будущем такие нейтринные аналоги вместе с наблюдениями за гравитационными волнами могут быть использованы в подходе с несколькими датчиками  для более детального выяснения эволюции и физического механизма слияния сверхмассивных ЧД.

https://arxiv.org/abs/2008.05616

https://arxiv.org/pdf/2008.05616.pdf

3. Проблема величины постоянной Хаббла

Аннотация: Современные космологические зонды предоставили фантастическое подтверждение стандартной Λ Холодной Космологической модели темной материи, ограниченной с беспрецедентной точностью.

Однако с повышением экспериментальной чувствительности несколько статистически значимых несоответствий между различными независимыми результатами появились в наборе космологических данных. Хотя эти противоречия могут быть частично результатом систематических ошибок,после нескольких лет точного анализа они ясно указывают на противоречия в стандартной космологическом
сценарии и необходимости  новой физики. В этом письме о заинтересованности мы сосредоточимся на разницах в измерении 4σ между
оценкой астрофизической рьсетватории Планк постоянной Хаббла H0 и измерения коллаборации SH0ES.

После показа оценки H0, сделанные разными командами с использованием разных методов и геометрических калибровок, мы
перечислим несколько интересных новых физических моделей, которые могут разрешить это противоречие, и обсудим, как в следующем десятилетии эксперименты будут иметь решающее значение.

https://arxiv.org/pdf/2008.11284.pdf


отредактировал(а) marsdmitri: 2020-10-20 05:58 GMT
marsdmitri
#39938 2020-12-08 09:42 GMT

4. 3 Cтатьи экспериментальные обсерватории Планк.

а. https://arxiv.org/abs/1807.06209

http://sro.sussex.ac.uk/id/eprint/90720/1/Antony%20Lewis%202-Accepted-3.04.20.pdf

 b. https://www.osti.gov/biblio/1713250

https://escholarship.org/content/qt6tk3d2n7/qt6tk3d2n7.pdf

https://repository.ubn.ru.nl/bitstream/handle/2066/224818/224818.pdf?sequence=1

с. https://repository.ubn.ru.nl/bitstream/handle/2066/224821/224821.pdf?sequence=1 

Aghanim, N., et al. 2020a, Astron. Astrophys., 641, A6, doi: 10.1051/0004-6361/201833910

2020b, Astron. Astrophys., 641, A5, doi: 10.1051/0004-6361/201936386

2020c, Astron. Astrophys., 641, A8, doi: 10.1051/0004-6361/201833886

Их обсуждение https://arxiv.org/pdf/2011.11645.pdf

Эксперименты показывают, что некоторая константа отрицательная, значит теория инфляции и плоской Вселенной неверны.

marsdmitri
#39992 2020-12-11 02:40 GMT

2. Телескоп СРГ/еРОЗИТА, один из двух инструментов на борту орбитальной обсерватории «Спектр-РГ»,  обнаружил  огромную округлую структуру ниже плоскости Млечного Пути, занимающую существенную часть Южного Неба.

http://www.ras.ru/news/shownews.aspx?id=9710e287-dfbe-4c51-97b8-ac7e1da3c4ba  

marsdmitri
#40091 2020-12-17 23:20 GMT

Спутник для зондирования частиц темной материи (англ. Dark Matter Particle Explorer, DAMPE) — первый китайский астрономический спутник

https://ru.wikipedia.org/?curid=8540274&oldid=109927276

https://www.sciencemag.org/news/2017/11/china-s-dark-matter-space-probe-detects-tantalizing-signal

Изучает атомный состав, энергетический спектр космических частиц в том числе электронов и позитронов (вид функции энергии космических частиц ).Там присутствуют  атомы разных химических элементов. Энергия пучков до 100 Тера электроновольт.

По ним можно обнаружить новые источники частиц, понять процессы, которые там происходят.

4 статьи на английском

http://english.nssc.cas.cn/ns/NU/201809/W020180906583000443484.pdf

https://arxiv.org/abs/1206.2241

https://arxiv.org/abs/1406.3928

https://arxiv.org/abs/1711.10981

https://arxiv.org/abs/1909.12860

 

marsdmitri
#40502 2021-01-06 18:27 GMT

Появилась статья в июле 2020 года и видео об открытии новой структуры во Вселенной состоящей из 10 в 17 степени солнечных масс на расстоянии около 500 миллионов световых лет от нашей галактики после обработки данных с обсерватории Swift.

https://www.ng.ru/science/2020-12-25/9_8049_sc3.html

https://arxiv.org/abs/2007.04414

https://vimeo.com/389251832/6feeec421f

Структуру назвали Новая южная стена (South Pole Wall). https://ru.wikipedia.org/?curid=8463990&oldid=111437145

Пpи просмотре видео видно, что часть вещества в ней поглощается или стремится к 7 точкам (областям очень маленького размера). Я думаю, что это огромные черные дыры. Как в Великом аттракторе.

Т.е. астрономы не знают, как устроена Вселенная на расстояниии даже 500 миллионов световых лет от Земли.

Так поздно она была открыта, т.к. наблюдению мешали огромные скопления пыли.

По современным астрофизическим теориям такая структура не должна существовать.Как она образовалась неизвестно.

Поэтому с большим подозрениям относитесь к тем астрономам, которые утверждают, что им хорошо известна структура Вселенной на расстоянии в 10 миллиардов световых лет от Земли, в 10 раз дальше.

На самом деле они не знают ни точно расстояние до галактик на таком расстоянии, ни их эволюцию,  что там находится сейчас.

Даже на расстоянии 40000 световых лет астрономы знают массу черной дыры в центре нашей галактики с погрешностью в 5 процентов.

Выводы.

1.На расстоянии  500 миллионов — 1 миллиард световых лет Вселенная неоднородная.

2. Астрофизики не имеют 100% экспериментальных подтверждений о существовании в прошлом инфляции. Т.к. пока не открыты гравитационные релятивистские волны. Поэтому теоретик Валерий Рубаков в МГУ им. Ломоносова создал теорию, в которой Вселенная родилась из холодного вещеста без Большого взрыва. Она удовлетвоительно описывает наблюдаемые явления, хуже чем теория инфляции.

3. В теории гравитации всегда присутствует бесконечность или сингулярность. Например внутри черных дыр. Экспериментаторы имеют дело только с линейными гравитационными волнами. Процессы в природе описываются не только линейными волнами. Поэтому нужна новая нелинейная теория гравитации в которой нет сингулярностей.

Поэтому возможно некоторые процессы в природе описываются нелинейными гравитационными волнами, скорость которых на несколько порядков ниже скорости света. Например, при рождении Вселенной. Поэтому современные теории в которых есть сингулярность могут быть совершенно не верными. Нельзя уравнением Маквелла и линейными электромагнитными волнами описать молнию.

4. Теоретики не знают основных свойств черных дыр. Сохраняется ли в них информация или нет? Вы можете почитать 30 летние дебаты по этому поводу в газетной статье. Мой перевод https://www.sendspace.com/file/unf170


отредактировал(а) marsdmitri: 2021-01-09 17:24 GMT
Anderis
#40503 2021-01-06 18:32 GMT
#39992 marsdmitri :

2. Телескоп СРГ/еРОЗИТА, один из двух инструментов на борту орбитальной обсерватории «Спектр-РГ»,  обнаружил  огромную округлую структуру ниже плоскости Млечного Пути, занимающую существенную часть Южного Неба.

http://www.ras.ru/news/shownews.aspx?id=9710e287-dfbe-4c51-97b8-ac7e1da3c4ba  

Красивые картинки. 

Дауны любят чтобы много было цветов и ярких красок.

«Целкни кобылу в нос — она взмахнет хвостом.»

«Зри в корень»  К.Прутков С