Первобытные черные дыры — очень маленькие черные дыры, образовавшиеся вскоре после Большого взрыва, — являются одними из лучших кандидатов на роль темной материи. Однако новая теория предполагает, что, вопреки предсказаниям модели, эти маленькие черные дыры не были достаточно многочисленны, чтобы это было так. Это объясняет, почему мы до сих пор не обнаружили ни одной из них.
Считается, что Вселенная образовалась 13,8 миллиарда лет назад в результате космического взрыва, известного как Большой взрыв. Затем она быстро расширялась за счёт темной энергии в период, известный как «инфляция». На этом этапе она превратилась из однородного, компактного состояния в структурированное, диффузное. Хотя, кажется, что она состоит в основном из вакуума, её масса гораздо больше, чем можно объяснить только обычной материей.
Хотя истинная природа этого вещества пока остаётся загадочной, астрономы назвали это невидимое образование «темной материей». Считается, что тёмная материя и тёмная энергия занимают 25 % и 70 % соответственно от общей массы Вселенной, в то время как обычная материя занимает всего 5 %. Исследования показали, что тёмная материя может состоять из первобытных черных дыр (ПЧД) - гипотетических очень маленьких объектов, образовавшихся в первые доли секунды после Большого взрыва. Образовавшиеся в результате коллапса областей горячего плотного газа, они были бы размером с монету, а их масса была бы эквивалентна массе крупных астероидов или малых планет.
Они являются одними из главных кандидатов на тёмную материю, потому что они достаточно малы, чтобы остаться незамеченными, но достаточно массивны, чтобы оказать широкое влияние на космос. Однако их должно быть достаточно много, чтобы оказать достаточное влияние на видимую материю. «Мы называем их первозданными черными дырами (ПЧД), и многие исследователи считают их хорошими кандидатами на роль темной материи, но их должно быть очень много, чтобы соответствовать этой теории», — объясняет Джейсон Кристиано, исследователь из Токийского университета в Японии, в пресс-релизе.
Однако на сегодняшний день нет никаких доказательств их существования, что ставит под сомнение их предполагаемое изобилие. Некоторые исследователи предполагают, что они не были обнаружены из-за технических ограничений. В своём новом исследовании, недавно опубликованном в журнале Physical Review Letters, Кристиано и его коллеги, напротив, предполагают, что они не так многочисленны, как считается.
Мини-черных дыр гораздо меньше, чем считалось ранее.
Изучая различные модели образования ПЧД, команда авторов нового исследования обнаружила, что большинство из них не соответствует реальным наблюдениям космического микроволнового фона (CMB), остатков первого излучения, испущенного после Большого взрыва. Чтобы лучше соответствовать данным CMB, они предложили новую модель, основанную на квантовой теории поля — подходе, который описывает эволюцию частиц и процессы их взаимодействия.
В начале своего формирования Вселенная была чрезвычайно компактной, меньше атома. Затем инфляция быстро увеличила этот диаметр (на 25 порядков). Волны, проходящие через это крошечное пространство, могли иметь относительно большую амплитуду (или мощность), но относительно малую длину.
«Мы обнаружили, что эти крошечные, но сильные волны могут приводить к необъяснимому в других случаях усилению гораздо более длинных волн, которые мы наблюдаем в современном CMB», — говорит соавтор исследования Дзюнъити Йокояма. Это происходит из-за случайной когерентности коротких волн, которая может быть объяснена с помощью квантовой теории поля.
Исследование показывает, как крупноамплитудные флуктуации, генерируемые на малых масштабах, могут усиливать крупномасштабные флуктуации, наблюдаемые в CMB.
Точнее, хотя отдельные короткие волны имеют относительно низкую амплитуду, их сближение может изменить форму других, гораздо более длинных волн. Эти мелкомасштабные флуктуации повлияют на более крупные, следы которых можно обнаружить в CMB. «Это редкий случай, когда теория чего-то в экстремальном масштабе, похоже, объясняет что-то на противоположном конце шкалы», — говорит эксперт.
По мнению исследователей, высокоамплитудные коротковолновые флуктуации в ранней Вселенной лежат в основе ПЧД. Применив свою новую теоретическую модель к этим флуктуациям, они обнаружили, что для формирования крупномасштабных структур Вселенной требуется гораздо меньше времени, чем предполагалось ранее. Это также говорит о том, что «ПЧД должно быть гораздо меньше, чем требуется, если они действительно являются хорошими кандидатами на тёмную материю или гравитационно-волновые события», — говорит Кристиано. В этом случае, если мы не сможем их обнаружить, это будет просто потому, что они крайне редки.
В качестве следующего шага исследователи планируют проверить свою теорию с помощью следующих сверхчувствительных детекторов гравитационных волн, таких как лазерная интерферометрическая космическая антенна (LISA), которая должна быть отправлена в космос на ракете Ariane 3 к 2035 году. Обсерватория LIGO в США, Virgo в Италии и KAGRA в Японии в настоящее время сосредоточены на обнаружении возможных ПЧД, что может дать команде ценные подсказки.
Источник: https://new-science.ru/zagadka...
P.S. В.К. Я вам предложил к ознакомлению эту абракадабру с той целью, чтобы вы увидели, как некоторые, с позволения сказать, учёные клепают "научные статьи" для дурачков с баблом, спонсирующих их "исследования"
Это типа: всё обстоит именно так, как мы утверждаем, но мы не можем найти доказательств этого потому, что не готовы к этому технически и технологически. Поэтому необходимо увеличить финансирование на развитие техники и технологий.
И вы полагаете, что так дела обстоят исключительно в науке? Да абсолютно нет. Это относится ко всем сферам людской деятельности.
Ну вот, чисто для примера.
«Экологичные» чайные пакетики не разложились в почве и навредили червям.
Биологи провели эксперимент с тремя видами чайных пакетиков и выяснили, что мешочки, сделанные целиком из натурального сырья, по степени негативного воздействия на почву и её обитателей могут сравниться со стандартными пластиковыми аналогами.
Чайные пакетики до и после семи месяцев нахождения в почве. Первый (сверху вниз) — смесь целлюлозы с полилактидом (2,4:1), второй — смесь целлюлозы с полилактидом (3,5:1), третий — из растительного крахмала, без пластика / © W. Courtene-Jones et al., 2024, Science of The Total Environment.
На фоне усиливающейся обеспокоенности общества из-за загрязнения окружающей среды производители продуктов питания, упаковок и прочих товаров стремятся сократить использование конкретных видов одноразового пластика. С недавних пор в список того, от чего стоит отказаться, попали «некомпостируемые» чайные пакетики из полипропилена. Вместо них стали предлагать экологичные, то есть биоразлагаемые.
Такие мешочки для чая изготавливают из синтетического вещества, в основе которого — полимолочная кислота (полилактид, PLA). Этот полимер получают из возобновляемых ресурсов, например кукурузы или сахарного тростника. PLA может разлагаться на промышленных предприятиях по компостированию при стабильном и оптимизированном уровне pH, температуре более 55 градусов Цельсия, в аэробных условиях.
Однако в домашних условиях или в естественной среде из-за более низких и колеблющихся температур скорость разложения полилактида может быть как минимум в 4,5 раза медленнее, чем на специализированных предприятиях. В результате остатки пластика рискуют все равно попасть в окружающую среду вместе с компостом — по оценкам, ежегодно этот объем может достигать 26,4 килограмма пластика на гектар земли.
Хотя биоразлагаемый пластик иногда позиционируют как более «экологически чистый» по сравнению с обычным пластиком на основе ископаемого топлива, некоторые исследования показали, что эти материалы вызывают сравнимые экотоксикологические эффекты. Проверить, так ли это в случае различных чайных пакетиков, взялись биологи из университетов Плимута и Бата в Великобритании. Их статья опубликована в журнале Science of The Total Environment.
«Известно, что обычные пластиковые чайные пакетики на основе ископаемого топлива очень медленно разлагаются в почве. Целью нашего исследования было не сравнить такие пластиковые чайные пакетики с аналогами, изготовленными из биологического сырья, а выяснить, разлагаются ли в почве новые, „более экологичные“ пакетики для чая», — объяснили учёные.
Они выбрали три бренда чёрного чая с маркировкой «на растительной основе» и/или «биоразлагаемый» как минимум из пяти разных коробок, купленных в магазинах Плимута с июля по октябрь 2021 года. Предварительные эксперименты показали, что при трёхминутном заваривании в кипячёной воде мешочки не проявили существенных изменений свойств своего материала.
Последующие этапы исследования биологи провели с неиспользованными пакетиками. Три вида упаковки, о которых идет речь:
А) из целлюлозы и полилактида в соотношении 2,4 к 1 (то есть большая часть состояла из натуральных волокон);
B) из целлюлозы и полилактида в соотношении 3,5 к 1;
C) целиком из кукурузного крахмала и бумаги, без пластика (такие пакетики разлагаются при промышленном компостировании в течение 12 недель).
Суть эксперимента заключалась в том, что мешочки разрезали по одному краю и взвесили, предварительно высыпав чай. Затем их помещали в отдельные полиэтиленовые сетчатые пакеты, которые запечатывали и маркировали. Вместе с регистратором температуры образцы закопали на глубине 10 сантиметров на окраине поля в Корнуолле, а спустя семь месяцев достали и вновь привезли в лабораторию.
«По прошествии семи месяцев мы зафиксировали видимые изменения в пакетиках на основе целлюлозы, так как материал утратил структурную целостность. Также были заметны различия в потере массы: образцы A и B потеряли значительно большую массу, чем C, — в среднем 66 ± 5 % и 78 ± 4 % от общего показателя. Они имели более низкую плотность и укорочение целлюлозных волокон, в то время как все еще была заметна плёнка полилактида. Напротив, чайные пакетики, изготовленные из крахмала, не показали никаких признаков разложения и потери массы. У них отсутствовали грубые морфологические и заметные микроскопические изменения», — подчеркнули биологи.
Помимо этого, исследователи проверили, как чайные пакетики влияют на рост и размножение компостных малощетинковых червей Eisenia fetida на протяжении 28 дней. Животных помещали в почву как без пакетиков (контрольная группа), так и с их фрагментами, но в разных количествах, соответствовавших половине, одному и двум чайным пакетикам.
Эксперимент в лаборатории позволил подтвердить, что при максимальной «дозировке» образец А — из целлюлозы и полилактида в соотношении 2,4 к 1 — смертность взрослых особей возрастала незначительно, до 7%. Также увеличивались количество коконов и средняя масса молоди. Однако даже при среднем воздействии целиком «экологичных» образцов их число снижалось, а смертность червей составляла 5%, 2% и 15% для трёх разных условий.
Результаты эксперимента (слева — закапывание чайных пакетиков в почву, справа — их соседство с компостными червями) / © W. Courtene-Jones et al., 2024, Science of The Total Environment.
«Эти побочные эффекты сопоставимы с теми, что наблюдаются в случае небиоразлагаемого пластика нефтехимического происхождения. Следовательно, материал на „растительной“ основе не предлагает более „экологичной“ альтернативы», — констатировали биологи. Меньше всего на подопытных повлияли образцы В из целлюлозы и полилактида в соотношении 3,5 к 1.
Авторы исследования призвали дать комплексную и справедливую оценку для «заменителей пластика», чтобы гарантировать, что меры, прописанные в международных соглашениях о борьбе с пластиковым загрязнением, не приведут к непредвиденным негативным последствиям.
Источник: https://naked-science.ru/artic...
В.К. Вот и попробуйте выяснить, кто и чьи интересы лоббирует даже, возможно, и втёмную?
Оценил 1 человек
3 кармы