Är universum ett lärande objekt

 

Universum kan lära sig att utvecklas till ett mer stabilt kosmos. Det är den udda idé som föreslås av ett team forskare som säger att detta lärande omformar universum precis som Darwins teori om det naturliga urvalet en gång förnyade vår syn på naturen.

"Vi försöker ändra diskursen likt  Darwin gjorde  för att få en djupare förståelse för biologin", säger författaren Lee Smolin, fysiker vid Perimeter Institute for Theoretical Physics, i Waterloo, Kanada (Darwin förändrade diskursen inom biologin till det naturliga urvalet).

"Ett av målen i grundläggande fysik idag är inte att endast förstå vad fysikens lagar innebär utan även varför fysiken råkar vara som den är och varför den tar de former som den tar", säger författaren William Cunningham, fysiker och mjukvaruledare på kvantdatorstartföretaget Agnostiq. "Men det finns egentligen ingen uppenbar anledning till att en uppsättning naturlagar skulle föredras framför andra."

Denna kontroversiella idé är utgångspunkten i ett försök att förklara varför fysikens lagar är de vi antaget, lär ut och använder i ett accepterat matematiskt ramverk för att beskriva olika teorier inom fysik, såsom kvantfältteorier och kvantgravitation. Resultat i ett system som används och liknas som ett maskininlärningsprogram.

Forskare har upptäckt många fysiska lagar och otal med fasta värden som hjälper oss att definiera universum och verkligheten som vi upplever den. Från en elektrons massa till gravitationens effekter. Men det finns även ett flertal specifika konstanter i universum som verkar godtyckliga med tanke på deras exakta och till synes mönsterlösa värden.

 Teamet fann att vissa kvantgravitations- och kvantfältsteorier som kallas gaugeteorie – en klass av teorier som syftar till att bilda en bro mellan Einsteins teori om speciell relativitet och kvantmekanik för att beskriva subatomära partiklar – kunde kartläggas eller översättas på matrismatematikens språk och skapa en modell som liknar ett maskininlärningssystem. 

Denna koppling visade att i varje iteration eller cykel i maskininlärningssystemet kan resultatet ses som universums fysiska lagar. Inlärningsramen som beskrivs i deras studie och som nu publicerats finns i preprintdatabasen i arXiv.

Men alla forskare är inte lika entusiastiska över den nya idén. Tim Maudlin, professor i filosofi vid New York University vilken inte varit involverad i det nya arbetet hävdar att det inte finns några bevis för konceptet och mycket talar emot det, till exempel att vissa fysiklagar som har mätts är desamma idag som de var kort efter Big Bang. Dessutom, om universums lagar skulle utvecklas över tid, anser Maudlin att det måste finnas en större oföränderlig uppsättning lagar som styr att den förändringen sker och detta skulle då motsäga idén om ett självlärt system.

 

"När vi tittar på de grundläggande lagarna – som Schrödingers ekvation eller allmänna relativitetsteorin – ser dessa inte alls slumpmässiga ut", säger Maudlin till Live Science. "De kan skrivas ner matematiskt på mycket snävt begränsade sätt med ett fåtal justerbara parametrar."  

Forskarna bakom den nya studien medger dock att deras arbete bara är preliminärt och inte avsett som en slutteori, utan snarare ett sätt att börja tänka på gamla dogmer på ett nytt sätt.

 Jag (min anm.) anser att förändringar i universum inte är av lärande slag av något slag utan enbart effekter av försök till ett balansläge av materia.

Bild från pxhere.com Frågan man kan ställa sig och se på bilden är ”Vad är du universum- Vem är jag- och varför finns vi?”

En kometskur som sveper förbi oss vart 4000;e år kan komma snart.

 

Kometer vilkar har en bana runt solen i mycket långsträckta banor sprider sitt skräp i form av meteorregn  längs sin omloppsbana eller skjuter ut det ur solsystemet helt och hållet. Dessa meteorregns moderkomet är svåra att upptäcka. Vissa av dessa meteorregns moder-komet vet vi var denna finns i sin bana eller om den troligast är upplöst i delar och ingår i meteorregnet.

I en ny meteorregnundersökning publicerad i tidskriften Icarus beskrivs att det kan upptäckas skurar av skräp i  kometers väg som passerar nära jordens omloppsbana och är kända för att återvända.

– De mest spridda skurarna är troligen de äldsta, säger astronom Peter Jenniskens som arbetar vid SETI- institutet och är huvudansvarig till studien. " Det kan innebära att de större meteoroiderna faller isär i mindre meteoroider med tiden."

Detta skapar en situationsmedvetenhet för potentiellt farliga kometer som senast var nära jorden-omloppsbana så långt tillbaka som 2000 f.Kr.", säger Jenniskens.

Jenniskens är ledare för projektet Cameras for Allsky Meteor Surveillance (CAMS). I projektet arbetar man med att observera och triangulera de synliga (kända) meteorerna på natthimlen med hjälp av lågljusvideosäkerhetskameror med syfte att mäta deras  omloppsbana. CAMS-nätverk finns i nio länder. Under de senaste åren har nya nätverk byggs upp i Australien, Chile och Namibia vilket avsevärt ökat antalet triangulerade meteorer. Nätverken resulterar till en bättre och mer komplett bild av meteorregnenen på natthimlen.

"Fram till nyligen visste vi bara om fem kometer som var moderkroppar till något av våra meteorregn", säger Jenniskens, "men nu har vi identifierat nio till och tecken på så många som 15."

 

Kometer i sig utgör bara en liten del av alla nedslag på jorden (De flesta nedslag är från meteoriter) . Men forskare tror att de orsakade några av de största påverkanshändelserna i jordens historia eftersom de kan vara stora och det faktum att deras banor är sådana att de kan göra nedslag i hög hastighet. I en analys av data fann man att kometer med lång omloppsbana och sällan besökande oss kan ha  meteorregn som  pågår i många dagar.

 

– Det här var en överraskning för mig, säger Jenniskens. "Det betyder förmodligen att dessa kometer återvänt till solsystemet många gånger tidigare, medan deras banor gradvis förändrats över tid."

Data visade också att de mest spridda meteorregnen visar den högsta fraktionen av små meteoroider.

Det innebär att det kan finnas meteorregn och medföljande större kometer som har omloppsbanor på många tusen år och som överraskande kan dyka upp stora och namnlösa. Nog (min anm.) behövs en avancerad övervakning av rymden. Någon överraskning som skedde för 65 miljoner år sedan i Mexiko och vars effekt utrotade dinosauriernas tidevarv önskar vi inte uppleva utan att kunna försvara oss.

Bild på Nedslaget av sonden Deep Impact på kometen

 Tempe 1 Bild från vikipedia.

Radiostrålning upptäckt komma från spiralerna i spiralgalaxer

 

Radiostrålutsläppen kommer plötsligt utan förvarning och från skilda platser och försvinner på ett ögonblick. De kallas snabba radiosprängningar (FRB). Hittills har astronomer detekterat ungefär 1000 st under de senaste 20 åren.

Av dessa har enbart 15 kunnat spåras till den galax varifrån det skedde. Astronomer har nu med  NASA:s rymdteleskop Hubble spårat platserna i de galaxer där  de kom (tidigare var det bara galaxerna som spårats).  Fem korta, kraftfulla radiostrålexplosioner kom från en spiralarm i fem olika avlägsna spiralgalaxer. Avlägsna innebär att det var länge sedan det skedde. Vi räknar i ljusår. Ett ljusår är ett jordiskt år eller den tid ljuset färdas under ett år.

 

Dessa extraordinära händelser (FRB) genererar lika mycket energi på en tusendels sekund som solen under ett år. Då dessa övergående radiostrålpulser försvinner mycket snabbare än det tar att blinka har forskare svårt att spåra var de kommer ifrån och än mindre avgöra vilken typ av objekt eller föremål som orsakar dem.

Att lokalisera varifrån de kommit och vilka galaxer de härstammar från är viktigt för att avgöra vilka astronomiska händelser som utlöser så intensiv energi. Den nya Hubble-undersökningen av åtta FRB hjälper forskare att begränsa listan över möjliga FRB-källor.

 

– Våra resultat är nya och spännande. Detta är den första högupplösta bilden på en population av FRB och Hubblebilderna har nu lokaliserat att de (åtminstone vissa) kommer från spiralarmar i galaxer, säger Alexandra Mannings vid University of California, Santa Cruz, studiens huvudförfattare. – De flesta galaxerna där de upptäckts är massiva, relativt unga och där bildas fortfarande stjärnor. ( vi ser och upplever händelser långt tillbaks i universums ungdom (min anm.) när vi ser det ske i mycket avlägsna galaxer).

Uppgifterna stödjer en bild av att  FRB sannolikt inte kommer från de allra yngsta, mest massiva stjärnorna utan något äldre men likväl inte gamla galaxer.

 

Dessa ledtrådar hjälper forskarna att utesluta några av de möjliga utlösarna av dessa utsläpp inklusive eventuella samband med de yngsta (supernovor och stjärnor), mest massiva stjärnorna, som genererar gammastrålningssprängningar och vissa typer av supernovor.

 En annan troligast osannolik källa är att sammanslagningen av neutronstjärnor skulle vara källans orsak då en sådan händelse resulterar i supernovaexplosioner. Dessa sammanslagningar tar miljarder år för att utlösas och finns vanligtvis långt från spiralarmarna i äldre galaxer där inte längre  stjärnor bildas.  Neutronstjärnor är ju gamla åldrande stjärnors slutstadium.

Teamets Hubble-resultat överensstämmer dock med den ledande teorin att FRB kommer från magnetarer. Magnetarer är en typ av neutronstjärna med kraftfulla magnetfält. De kallas de starkaste magneterna i universum, med magnetfält som är 10 biljoner gånger kraftfullare än en kylskåpsdörrmagnet. Astronomer kopplade förra året observationer av en FRB som detekterats i Vintergatan med en region där en känd magnetar finns.

 

"På grund av deras starka magnetfält är magnetarer ganska oförutsägbara", förklarade Fong. " Därför anses FRB: er komma från utsläpp från unga magnetarer. Massiva stjärnor går igenom stjärnutvecklingen och blir neutronstjärnor, av vilka några kan vara starkt magnetiserade, vilket leder till facklor och magnetiska processer på deras ytor vilket kan avge radiostrålning.

" Även om Hubble-resultaten är spännande, säger forskarna att det behövs fler observationer för att utveckla en mer definitiv bild av dessa utsläpp och dess källa. "Det här är ett nytt och spännande forskningsområde", säger Fong.

Vad som orsakar det snabba oroliga utsläppet är ännu en gåta. Men kanske kan det vara medelgamla  galaxers ostabilitet och rörelser som ger någon slags effekt som får utlopp i spiralarmarna likt ett åsknedslag i ett oroligt väderläge på jorden där elektriska urladdningar sker. Vi vet ju inte varför och hur en spiralformad galax bildas (min anm.). Vi vet inte heller säkert hur åskväder på jorden bildas var blixtrar uppstår och vilken kraft en blixt på väg får. Kanske teorin om att magnetarer är en del i mysteriet.

Bild från vikipedia på en vacker spiralgalax NGC 3031. OBS vår galax vintergatan är även en spiralgalax och vi finns med vårt solsystem där i kanten av en spiralarm.

Nu blir det lättare att hitta kvasarer

 

Astrofysiker från University of Bath har utvecklat en ny metod för att enklare hitta  "kvasarer med föränderligt utseende" (som skiftar i ljusstyrka). Man hoppas med detta ta forskningen ett steg närmare i förståelsen av ett universums största mysterier – hur supermassiva svarta hål växer.

 Kvasarer tros vara källan som reglerar tillväxten av svarta hål  i den galax där de finns. En kvasar är en region med spektakulär luminositet (ljusstyrka) i mitten av en galax, som drivs av ett supermassivt svart hål och då i området av de största typerna av svarta hål med massa som överstiger vår sols med miljoner eller miljarder i massa.

Kvasarer växlar snabbt mellan ett tillstånd av hög ljusstyrka och ett tillstånd av låg ljusstyrka. Men ännu vet inte forskare varför. Kvasarer är den starkaste lysande ihållande ljuskällan i universum. Många galaxer har en kvasar vid sitt centrala svarta hål vintergatan tros ha ett vilket dock ej bevisats. Hittills har cirka en miljon svarta hål hittats i lika många galaxer.

 

Kvasarer bildas när gasformig materia (gas och damm mest) genom gravitationskraft dras in i ett supermassivt svart hål. När denna gas närmar sig det svarta hålet bildas en "ackretionsskiva" runt det svarta hålet. Energi frigörs från skivan i form av elektromagnetisk strålning, och det är denna strålning som producerar kvasarens luminositet.

Ackretionsskivan är omgiven av en tjock, dammig miljö som skymmer mycket av kvasarens insläpp in i det svarta hålet. Eftersom den dammiga strukturen är mycket stor bör ljusstyrkan inte förändras på mänskliga tidsåldrar. Men det visar sig att en kvasar med föränderligt utseende kan ses växla från ljus till mörk snabbt (inom ett mänskligt år). Att skapa en mer omfattande lista över kvasarer med förändrade utseenden skulle vara ett stort steg mot att förstå orsakerna till dessa uppenbart snabba övergångar. Den nya detektionsmetoden kommer att göra det möjligt för forskare att hitta kvasarer som genomgår extrema förändringar i ljusstyrkan och därmed skapa en mer omfattande räkning av supermassiva svarta hål. Nästa steg blir att studera orsakerna till ljusskiftningarna.

 

Astrofysikern Dr Carolin Villforth, som är involverad i forskningen, sa: "Dessa kvasarer vid  supermassiva svarta hål är extremt viktiga för galaxutvecklingen - desto mer vi lär  oss om dem, desto mer förstår vi hur de påverkar galaxers tillväxt."

Jag (min anm.) ser det som att ljusstyrkans skiftningar beror på skild täthet i massan av det damm som dras in i det svarta hålet. Ju mindre tät massa tillfälligt, desto mindre ljusutsläpp i loppet in mot det svarta hålet. Värmen vid den snabba resan ner i hålet ger en hetta som vi ser som stark förbränning (ljus) eller smältning av gas o damm som dras ner, En kvasar är helt enkelt detta skeende enligt mig.

Bild vikipedia av en illustratörs återgivning av ackretionsskivan i ULAS J1120+0641, en mycket avlägsen kvasar som får energi av ett supermassivt svart hål med en massa två miljarder gånger solens.

Oväntade halter av tungmetaller hittade i kometer

 

Det var för 4,6 miljarder år sedan  kometerna bildades i solsystemet.

I en ny studie av belgiska astronomer vilka använt data från Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT i Chile) har det visat sig att järn och nickel finns i kometers atmosfär vilka befinner sig långt bort från solen.

I en separat studie gjord av en polsk forskargrupp vilka även de använde ESO-data visades att nickel finns i den interstellära kometen 2I/Borisov. Det är första gången som halter av tungmetaller vilka normalt bildats eller finns i hetare miljöer har hittats i kalla avlägsna kometers atmosfärer.

“Det var en stor överraskning att finna järn- och nickelatomer i alla de 20-talet kometer vi  studerat under de senaste tjugo åren och då även i de som befinner sig långt från solen” säger Jean Manfroid vid universitetet i Liège, Belgien, som är forskningsledare för den studie som publicerats nyligen i Nature.

 

Astronomerna känner sedan tidigare till att tunga metaller finns i kometers stoftrika kärnor men eftersom fasta metaller normalt inte sublimerar (förångas direkt från fast till ånga och därmed ingår i den tunna atmosfären) vid låga temperaturer var det inte väntat att de skulle hittas i kalla kometers atmosfärer. Gaser av nickel och järn har nu detekterats i kometer så långt bort som 480 miljoner kilometer från solen mer än tre gånger avståndet mellan jorden och solen.

 

Det belgiska forskarlaget identifierade nickel och järn i ungefär lika höga halter i kometernas atmosfärer. Material från objekt i solsystemet, till exempel solen och meteoriter, innehåller normalt tio gånger mer järn än nickel. Detta nya resultat har därför betydelse för vår förståelse av förhållandena i det unga solsystemet men forskarna undersöker nu vad skillnaden beror på. Kometer utmärker sig.

Kanske man ska tänka sig att dessa metallhalter en gång släpptes ut i kometens atmosfär när dess kärna vid bildandet var hetare och dessa halter då blev kvar i atmosfären (min anm.) iså fall löser det problemet med innehållet och kan ses som normala förhållanden i atmosfärer av kometer i hela solsystemet. Att dessa halter skulle avdunsta eller falla till marken finns inget som visas eller skulle ske över tid. Men däremot varför järn och nickel just i kometers atmosfär är ungefär lika stort är en gåta.

Bild från kometen C/2016 R2 tagen den  16 Januari 2018. En av de kometer där tungmetall hittats. Tagen av SPECULOOS Paranal Observatory, Teide Observatory, Chile.

Leder svarta hål någonvart och vad är det?

 

Svarta hål har en så kraftfull gravitation att inte ens ljus kan komma ur det. Så om du befinner dig vid händelsehorisonten – den punkt där ljus och materia bara kan passera inåt som den tyske astronomen Karl Schwarzschild var först att föreslå– finns ingen väg tillbaka.

Enligt en annan astronom Massey skulle tidvattenkrafter minska din kropp till atomsträngar (eller "spaghettification", som det också kallas) och ett objekt skulle bli krossat vid singulariteten (vid kontakt med denna plats). Tanken att du istället skulle kunna dyka upp någonstans – kanske på andra sidan av något – verkar helt fantastisk (fantasi). Men den så kallade maskhålstanken tillhör detta fantastiska (att resa genom svarta hål och omedelbart komma fram oberoende av avstånd i tid och rum). Under årens lopp har forskare teoretiserat över möjligheten att svarta hål kan vara maskhål till andra galaxer eller till ett annat universum i tid och rum.

En sådan idé har svävat runt och gör det än: Einstein exempelvis samarbetade med Nathan Rosen 1935 i en teori om broar som förbinder två olika punkter i rum-tiden. Men tanken fick inte stor uppmärksamhet. Inte förrän på 1980-talet när fysikern Kip Thorne – en av världens ledande experter på de astrofysiska konsekvenserna av Einsteins allmänna relativitetsteori – tog upp en diskussion om huruvida föremål fysiskt skulle kunna färdas genom svarta hål. Men problemet är att vi inte kan komma nära nog för att se ner i hålet och bortom (om det finns något bortom). Vi kan inte ens ta bilder på om något som sker i ett svart hål då ljuset inte kan undkomma den enorma gravitationen där och en kamera inte ser mer än mörker.

Douglas Finkbeiner, professor i astronomi och fysik vid Harvard University har sagt. "En observatör långt borta kommer inte att se sin astronautvän om denne faller ner i ett svart hål. Det blir bara rödare och svagare ju närmre han närmar sig händelsehorisonten [som ett resultat av gravitation]. Vännen faller rakt in, till en plats bortom "för alltid". Vad det nu betyder." Allt ser därefter svart ut.

 

Om svarta hål leder till en annan del av en galax eller ett annat universum i tid och rum skulle det behövas något motsatt på andra sidan det svarta hålet att falla ut från. Ett vitt hål är en teori som lades fram av den ryska kosmologen Igor Novikov 1964. Novikov föreslog att ett svart hål  anknyter till ett vitt hål kanske i det förflutna eller i en annan del av universum eller dimension. Till skillnad från ett svart hål tillåter ett vitt hål (om det finns enligt teorin)  ljus och materia att lämna men ljus och materia kommer inte att kunna komma in i det och resa tillbaks. Så om något kommer ut från ett vitt hål blir det för evigt. Men ingen har sett tecken på något sådant i vårt universum. Vitt behöver inte vara vitt utan kan vara helt osynligt. Tänk om något kom ur ett osynligt hål (så kallat vitt hål om det finns i vår närhet) då skulle ting ses flyga fram från ingenstans.

Hawking gick så långt som att säga att svarta hål kanske inte ens existerar. "Svarta hål bör omdefinieras som bundna tillstånd i gravitationsfält", skrev han. Det skulle inte finnas någon singularitet och även om det uppenbara fältet skulle röra sig inåt på grund av gravitationen, skulle inget nå mitten och konsolideras inom en tät massa.

Allt är teorier. Jag kan tänka mig att Hawking kan ha haft rätt. Svarta hål är bara en koncentration av otroligt stark gravitation där allt som dras in blir gravitation (min anm.). Något som är lättare att förstå om man tar till sig strängteorin. Allt går till sitt ursprung strängar och så hårt sammanslagna att allt enbart blir gravitation av ett slag och en styrka som vi knappt kan föreställa oss. Men oberoende av hur man ser på svarta hål förklarar det inte varför de finns. Men troligen är och var de viktiga för universums tillblivelse och existens. Vi vet ju ex att det finns ett i centrum i varje galax och flertal kan finnas i galaxerna. Bara det ger frågetecken och frågan varför?

Bild pixa.bay

Fornax-galaxen med Europiumstjärnor

 

Fornax-galaxen är en satellitgalax till Vintergatan som innehåller sex klotformiga stjärnkluster; det största NGC 1049, upptäcktes före galaxen själv. Galaxen drar sig också bort från Vintergatan i en hastighet av 53 km/s.

Europium är ett metalliskt grundämne som hör till de sällsynta jordartsmetallerna.

Europium är en jordartsmetall som bildades genom att de tunga delarna av det som sker genom att neutroner snabbt rör sig genom den så kallade r-processen.

 R-processen eller rapid process en neutroninfångande elementsyntes som äger rum när tunga stjärnor kollapsar som en supernovaexplosion. I R-processen har det genom transmutation skapats hälften av alla grundämnen tyngre än järn plus torium och uran. (Transmutation är när ett grundämne eller en isotop omvandlas till ett annat grundämne eller en annan isotop " citat från vikipedia"). 

EUROPIUM-gruppen ( de som forskar i detta) har blandat teoretiska och  astrofysiska datasimuleringar med observationer av de äldsta stjärnorna i vår galax och dess dvärggalaxer.

De senare är små (mörk materia-rika enligt teorin) dvärggalaxer som kretsar runt vår galax. Dvärggalaxer är bra observationsobjekt då man önskar studera R-processen då en hop av de äldsta metallfattiga stjärnorna finns inom dessa dvärggalaxer. I flera av dessa galaxer finns nämligen stjärnor av en ålder upp till 13 miljarder år och här kan upptäckas ett överflöd av R-processhändelsers effekt.

Forskning har visat att endast ett enda neutronrikt tillfälle kan vara ansvarigt för denna berikning av tunga grundämnen i de minsta dvärggalaxerna. Med denna upptäckt har forskarna i Darmstadt och Heidelberg lyckats räknat ut det allra mesta av europium som upptäckts finns bland dessa galaxers stjärnor och har därmed gett dessa stjärnor epitetet: "europiumstjärnor".

Stjärnor av dessa slag finns i dvärggalaxen Fornax. I forskarnas rapport visas dessutom att det finns jordmetallen lutetium och tecken på även zirkonium där.

 

"Europiumstjärnorna" i Fornax har troligast kommit till efter en stark explosion kanske en supernova. I första hand baserat denna teori på att den stora metallförekomsten måste skett efter en akut R-processtill för inte allt för länge sedan. Kanske bara för 4 till 5 miljarder år sedan. I så fall är det en ovanlig upptäckt då de flesta europiumrika stjärnor är mycket äldre. Tunga grundämnen som de som ingår i europium  är konstruerade ur R-processen genom sammanslagningen av två neutronstjärnor eller av en eller flera supernovor.

EUROPIUM-gruppen har analyserat dessa två högenergitillfällens effekter och genomfört detaljerad forskning om tillblivelse i dessa miljöer. Men på grund av den icke desto mindre massiva osäkerheten inom kärnfysik är det inte möjligt att otvetydigt tilldela de tunga delarna inom "europiumstjärnorna" till en av dessa astrofysiska händelser (teorier). Framtida experiment med hjälp av  den nya accelerator-mitten FAIR på GSIHelmholtzzentrum für Schwerionenforschung i Darmstadt kommer förhoppningsvis att avsevärt minska denna osäkerhet. 

Bild från vikipedia på Fornax-galaxen.