В 2019 году ученые потрясли мир невероятной новостью: они заявили, что нашли молекулу, которая образовалась сразу после большого взрыва, им удалось увидеть то, что появилась задолго до рождения первых звезд и планет - первую молекулу во вселенной. Каким образом в необъятных космических просторах можно было отыскать эту микропылинку, возрастом почти 14 миллиардов лет? Как вещество размером с макаронину может пробить дыру в нашей планете одним ударом, и при чем тут XENON124?
Включайте свой кондиционер на максимум сейчас будет по-настоящему жарко!
Название самой древней молекулы во вселенной и ангидрида гелия - это соединение атома гелия и положительно заряженные частицы водорода, но несмотря на то что водород и гелий - самые распространенные элементы во вселенной обнаружить их комбинацию не так-то просто. На это есть как минимум две причины: во первых гелий - инертный газ, они по своей природе не торопятся вступать в реакцию с другими элементами; во вторых для образования 1 молекулы понадобились экстремально высокие температуры, которые сегодня достаточно трудно встретить во всем космосе. По данным НАСА, в первую секунду после большого взрыва температура во вселенной достигала 5 с половиной миллиардов градусов по цельсию. Элементарные частицы, протоны и нейтроны, и электроны двигались так быстро, что не успевали образовывать связи, и только когда вселенная остыла до 3700 градусов атом гелия и положительно заряженный ион водорода образовали тот самый гидрид гелия, поисками которого учёные занимаются вот уже около ста лет.
1-ого значительного успеха в этом исследовании наука добилась в 1925 году, тогда физикам удалось воссоздать гидрид гелий искусственно, и таким образом получить самую сильную кислоту из всех известных на земле. Но искусственное соединение было только маленькой победой на пути к главной цели. Настоящей, 1-ой молекуле родом из космоса. Через 45 лет после получения гидрида гелия, в лаборатории ученые решили искать его в условиях максимально приближенных большому взрыву, то есть там, где есть сверх большая плотность и очень-очень горячо.
Таких мест немного, всего от трех до десяти процентов вселенной. Это планетарные туманности. Они образуются когда тяжелые звезды с массой солнца умирают. В их центре в этот момент выгорает весь водород, ядро сжимается до невероятной плотности, а внешние слои наоборот расширяются. Когда связь слоев с ядром становится катастрофически слабой, звезда сбрасывает оболочку, с этих пор она белый карлик, а ее бывшая оболочка, горячая планетарная туманность, которая идеально подходит для образования гидрида гелия. Ученым оставалось только выбрать, какую именно туманность исследовать.
Ставку сделали на NGC7027 туманность, на расстоянии около 3 тысяч световых лет от земли. Её центральная звезда - одна из самых горячих во вселенной. По оценкам ученых она потеряла оболочку всего 600 лет назад, а значит еще достаточно горячая, чтобы найти на ней первую молекулу. Руководствуясь этими фактами НАСА направили на NGC7027 свою стратосферную обсерваторию София. По сути это телескоп на борту самолета boeing 747SP.
Он поднимается на высоту почти 14 километров и это позволяет телескопам максимально точно фиксировать данные, и в конце концов в 2019 году, в пыли далекой планетарной туманности София, наконец-то обнаружили ту самую, неуловимую и долгожданную молекулу гидрида гелия. НАСА гордо опубликовали заявление о том, что нашли первую молекулу вселенной, а мир затаил дыхание в ожидании новостей.
Как эта находка повлияет на наши представления о вселенной? К каким же открытиям она приведет? Но уже следующее исследование заставило всех фанатов мира науки разочарованно вздохнуть. Оказалось, что человек никогда не сможет увидеть первую молекулу...
Дело в том, что после большого взрыва вселенная расширялась со скоростью света, а ее температура и уровень радиации со временем уменьшались. Это значит, что условия необходимые для образования гидриды гелия давно исчезли, и к моменту когда вселенной исполнилось 500 тысяч лет ее молекулы просто напросто распались, а тот гидрид гелия, который люди увидели в 2019, вероятно уже новые образование, и не имеют никакого отношения к ранней вселенной. Но это не повод сложить оружие и забросить подобные поиски.
Благодаря подобным исследованиям, учёные часто совершают удивительные открытия. Так в прошлом году физики из университета индианы в Блумингтоне обнаружили уникальное вещество, способное одним ударом разрушить нашу планету!Только вдумайтесь, одним ударом разрушить целую планету! Ученые предположили, что когда умирающие звезды взрываются, они освобождают множество нейтронов. Эти нейтроны прижимаются так плотно друг другу, что образует сгустки ядерной материи. Они имеют форму капель, трубок или листов, и за это получили название своих двойников из итальянской кухни: клецки, паста и лазанья. Но за простыми именами скрываются по-настоящему сверхъестественные свойства!
Несмотря на то, что физически изучить это вещество невозможно, ученые применили математическое моделирование и получили шокирующие результаты. Оказалось, что это так называемая ядерная паста в 100 триллионов раз плотнее воды, а если вы захотите ее порвать, вам придется применить силу в десять миллиардов раз больше чем необходимо для разрушения стали. По предположением физиков, кубический метр такого вещества может весить больше всей нашей планеты. Такая масса позволила бы ему пробить поверхность земли до самого ядра примерно за одну секунду!
Представляете,что произойдет, если на нашу планету обрушится целый поток из такого вещества? Правда стоит отметить, что его существование основано пока только лишь на научных предположениях. Существование ядерной пасты пока еще не доказано окончательно, но согласно расчетам ученых, из-за этих сгустков материи, на поверхности звезд могут формироваться невысокие холмы. Поэтому, если зафиксировать около них гравитационные волны, то есть колебания в пространстве, тогда существование этого сверхпрочного вещества будет доказано.
Мой, сгорающий от любопытства разум, искренне надеяться, что это открытие не постигнет та же судьба, что и теорию о тёмной материи Стивена Хокинга! В 1970-е годы, она наделала много шума, также как и обнаружения первой молекулы и сверхпрочного вещества сегодня. Хоккинг заявил, что темная материя - это невидимая субстанции из крошечных чёрных дыр. Долгие годы ученые пытались найти доказательства этого утверждения. Они надеялись обнаружить те самые черные дыры когда исследовали туманность андромеды, ближайшей к земле галактики, но оказалось что на долю этих дыр, приходится менее одного процента материя, а значит теория Хокинга не работает. Но свою роль в открытии невероятных веществ Хоккинг всё-таки сыграл. Ведь его предположение, хоть и косвенно, но могли ученым доказать что на земле есть атом, распад которого может длиться до 18 секстиллионов лет! Это примерно в 3 миллиарда раз больше возраста вселенной! Согласитесь, звучит даже круче чем первая в мире молекула речь об уникальном радиоактивном изотопе XENON124.
Ученые пытались определить период его распада с 1955 года, но смогли это сделать только с помощью детектора, который создали специально, чтобы исследовать темную материю. Другими словами, если бы не была провальной теории Хокинга, не было бы и сверх чувствительного мощного детектора, который запечатлел уникальное явление распада ксенона. Практически год этот прибор XENON1T собирал данные, на основе которых ученые сделали сенсационный вывод: XENON124 самый долгоживущий изотоп во вселенной, поэтому если мы захотим отправить потомкам капсулу времени, самое надежное послание должно быть сделано на основе XENON124. Правда вряд ли потомки обрадуются радиации, которая достанется им в качестве бонуса. Так или иначе подобные открытия лишний раз доказывают, что наша вселенная полна сюрпризов и загадок!
