Universum kan ses som ett hologram

 

Hologram. Detta är i grunden ett tvådimensionellt objekt som kodas för att se ut som en tredimensionell bild. Enligt denna teori då det gäller universum och verkligheten kan hela det tredimensionella universumet (där vi finns) vara "kodat" på ett tvådimensionellt gränssnitt. Det kanske inte låter lika spännande som att leva i en simulering (en fantasi eller drömvärld av någon större intelligens) men det har fördelen att det är en vetenskapligt testbar teori. Vid en forskningsinsats under 2017 vid University of Southampton, Storbritannien, visades att teorin kunde överensstämma med det observerade mönstret av CMB-variationer. Den kosmiska bakgrundsstrålningens variationer. 

 

Den holografiska principen är en teori inom kvantfysiken och då inom strängteorin där man säger att beskrivningen av en rymd (en volym) finns, eller kan tänkas, kodifierad på något som kan beskrivas som rymdens gränssnitt eller gravitationshorisont.  Teorin beskrevs först av Gerard 't Hooft, men den specifika strängteori - tolkningen lanserades av Leonard Susskind.

I ett större perspektiv säger teorin i förklarande syfte att hela universum kan ses som en tvådimensionell informationsstruktur som "målats" på den kosmologiska horisonten.  Teorin kan utöver det härledas till en svarta håls informationsparadox vilket innebär  paradoxen ( en icke överensstämmelse mellan vad en teori utsäger och vad sunda förnuftet förväntar vilket man kan tolka som att något är fel i mätresultatet eller i den accepterade fysiken) utgående från en kombination av kvantmekanik och allmän relativitetsteori.

Paradoxen säger att fysisk information kan försvinna permanent i ett svart hål och därmed möjliggöra för många olika kvantmekaniska tillstånd att omvandlas till vad som helst utan samband med tidigare fysiska tillstånd eller skeende.

Teorin är kontroversiell eftersom den bryter mot den allmänna vetenskapliga föreställningen att en komplett information om ett fysiskt system (tillstånd) vid en viss tidpunkt bestämmer dess status vid varje annan tidpunkt efter denna i en lång händelsekedja.

Innebärande att vi ser det som självklart att något måste ske för att något annat ska ske men det som skedde, skedde, på grund av ett tidigare skeende. Det som skett ger möjlighet eller måste tvinga fram nästa skeende.  Det kan ses som den då kallade dialektiken i filosofin. 

 

Bild flickr.com.

Galaxen Markarian 509 undersöks nu med ALMA-teleskopet

 

Italienska astronomer undersöker just nu galaxen Markarian 509 med hjälp av  ALMA-observatoriet i Chile. Galaxen finns ca 460 miljoner ljusår bort.

I galaxen finns inte ett i storlek genomsnitt svart hål utan ett som är 300 miljoner gånger solens massa och som växer.

Observationer tyder på att Mrk 509 är en utbuktningsliknande medelstor galax med joniserande gas i form av utbuktande strängar där stjärnbildning pågår. För närvarande pågår detta med en hastighet av cirka 5 solmassor per år.

Mrk 509 är ett komplext system som har genomgått mindre och fortfarande har pågående sammanslagningar av gas i form av   gasflöden från varm joniserad gas av joniserade ultrasnabba utflöden. Ett team av astronomer med ledning av Maria Vitttoria Zanchettin vid Universitetet i Trieste, Italien, analyserade nyligen data från ALMA för att hitta ytterligare bevis på molekylär vind. Kolmonoxid (CO) har upptäckts i gasen.

Studier visar att Mrk 509 har en molekylär gasreservoar med en solmassa på 1,7 miljarder nivåer vars skiva har en lutning av 44 grader och en massa på cirka 20 miljarder solmassa och som är cirka 17 000 ljusår i storlek. I denna skiva uppskattas andelen molekylär gas till cirka 5 %.

Studien fann  betydande problem med molekylär gaskinematik på två olika platser i skivan. I dessa två regioner indikeras den molekylära gasen ha en avvikelse från skivans rotation. Det tolkades som utslag av en molekylär vind och betecknades som Vind A och Vind B.

Astronomer märkte  att vind A har en hastighet på cirka 250 km/ s, cirka 980 ljusår från AGN, i samma område där joniserad gasvind upptäcktes. För vind B identifierades den på ett avstånd av cirka 4 600 ljusår från AGN (AGN innebär den aktiva galaxkärnan) med hastighet upp till 200 km / s.

Bild från www.esa  på galaxen Markarian 509

Plasma-filled cosmos (inflationsteorin)

 

Den kosmiska mikrovågsbakgrunden i universum anses vara överbliven strålning från Big Bang från då universum började eller kom till ur ingenting. Vid Big Bang skedde enligt teorin en snabb inflation och expansion. En expansion som ökar än i dag i alla riktningar i rummet och därmed utvidgar universum till att bli större och större. I detta representeras värmen från Big Bang från mikrovågsstrålningen (bakgrundsstrålningen).

 

Man kan inte se mikrovågsstrålning  (CMB)  med blotta ögat. Men den finns överallt i universum. Osynlig men närvarande. Då det är så kallt minus -273.15 grader Celsius i universum innebär det att universums mikrovågsstrålning mest är synlig i det elektromagnetiska spektrumet.

Astronomer har observerat att temperaturen i den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB) är  jämn och enhetlig. Temperatur kan bli enhetlig (likartad) endast om avlägsna delar av universum kan interagera med varandra och utbyta energi. De snabbaste interaktionerna sker som vi vet med ljusets hastighet (inget kan färdas snabbare än ljuset inte enligt dagens fysik).

Men när CMB-strålningen upptäcktes ansågs två regioner som är långt ifrån varandra i rymden idag ha separerats temperaturmässigt genom sitt större avstånd över tid sedan BigBang genom begränsningen av ljusets hastighet. Vilket ej skett utan temperaturen är likartad oberoende av avstånd vilket forskare sett svårförståeligt utifrån  förklaring av dagens fysik.

 Inflationsteorin utarbetades vilken förklarar detta genom att säga att strax efter Big Bang expanderade universum enormt på mycket kort tid. Expansionen innebar att universum växte i storlek från en submikroskopisk storlek till storleken på en golfboll på 10-35 sekunder och fortsatte vidare och gör så än i dag. Således är regioner som en gång var i kontakt med varandra nu långt ifrån varandra i universum. Enligt en liknelse skulle det kunna förklaras som om du och din vän kunde blanda era koppar med te från samma kanna medan ni fortfarande var i kontakt med varandra och då få samma temperatur i era koppar. Men skulle ni komma långt från varandra och tiden går skulle era koppar likväl ha samma temperatur på teet. Detta är vad man ser i universum då det gäller bakgrundsstrålningen. Man får lite tankar till kvarkvärlden där en kvark reagerar på om något sker med en kvark oberoende av avståndet mellan dessa.

 

Efter inflationen fortsatte universums expansion men i långsammare takt (? Jag undrar vad som menas med detta då all forskning visar en fortsatt ökningstakt av expansionshastigheten). När rymden expanderade svalnade universum och därefter bildades protoner och neutroner som i sig bildade materia.

 

Inflationsteorin förutspår hur stjärnor och galaxer bildades i universum. Vårt universum skulle ha varit mikroskopiskt i storlek före inflationen och  skillnader i densitete av materia skulle  sträckas ut av inflationen. Efter inflationen skulle dessa skillnader i densiteten i materia vara svaga, men med tiden skulle de något övertäta regionerna locka till sig närliggande materia genom tyngdkraften (gravitationen). Detta skulle då påbörjat den gradvisa processen av galaxbildning. Inflationsteorin förklarar därmed varför CMB är så nästintill enhetlig och även hur galaxer, stjärnor, planeter och människor kom att bli till.

Obs denna teori är bara en av de  teorier som finns om universum och dess tillblivelse (min anm.)Konkret då expansionen sker i utrymme som efterhand skapas är allt lika och kan genom detta förklara varför temperaturskillnader inte finns på mikrovågsstrålningen. Tänk på den absoluta nollpunkten den är lika överallt där inget stör som planeter eller stjärnors ytor och direkta omgivning.

Bild pixabay.com Kan vi finnas i en bubbla av en storlek så liten att vi inte kan förstå det tillsammans med andra mikrouniversum? Microuniversum som bubblar i en oändlighet i ett okänt gränslöst medium.

Här bildas troligen en måne

 

Astronomer har nyligen gjort den första tydliga upptäckten av en dammig skiva som omger en exoplanet. Fröet till bildningen av en ny måne. Resultaten publicerades  den 20 juli i AstrophysicalJournal Letters. 

Skivor av gas och damm som blir över från stjärnbildning kan skapa skivor av gas och damm runt en nybildad stjärna som i sin tur är material för planetbildning. Planeter bildas genom att dammet i ringen (skivan) sammanslås och gravitation drar större bitar till än större bitar och andra strukturer.

 

Astronomer hade tidigare hittat en skiva runt PDS 70, en ung stjärna nästan 400 ljusår bort i stjärnbilden Centaurus, Centaur. 2020 bekräftades här även närvaron av två planeter. Där den ena i storlek som Jupiter och den andra i storlek som Saturnus. Dessa beteckas som PDS 70b och PDS 70b c. Planeterna finns i ett hålrum mellan två dammringar en nära stjärnan, den andra längre ut från denna. Observationerna visade även   en mindre dammskiva runt PDS 70c men de kunde inte skilja dess storlek från den ljusare skivan i närheten (skivan runt stjärnan PDS 70).

Nu presenterar däremot ett team lett av Myriam Benisty (University of Chile och University of Grenoble, Frankrike) högupplöst data från Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) som tydligt visar att PDS 70c har en egen skiva separat från den större, omfattande dammskivan runt stjärnan.

Upptäckten  är unik då man nu för första gången bevisat en skiva runt en planet det blir  " till läroboksexempel på planet- och månbildning", enligt Sebsatiaan Haffert (University of Arizona), som dock själv inte var involverad i studien. En sådan upptäckt bekräftar astronomers teorier om hur månar och planeter bildas.

Både runt PDS 70b och c samlas fortfarande  gas och damm in om än långsamt. Men enbart PDS 70c har en egen dammskiva. Denna planet, som beräknas vara av storlek som Jupiter men med flera gånger mer massa ligger 34 gånger längre från sin sol än jorden gör från vår sol. Avståndet kan jämföras med Neptunus omloppsbana från Jorden.

Även om skivan skiljer sig från stjärnskivans yttre  i datan, kunde ALMA-teleskopet inte separera dem från varandra helt tydligt i strukturstorlek så Benistys team är fortfarande oklara med hur långt den sträcker sig eller hur massiv den är. Som störst skulle PDS 70cs skiva kunna vara 1,2 a.u./ 1 a.u. är avståndet jorden-solen) i diameter innehållande ungefär 3 månmassor (ca 3 % jordens massa) av material. PDS 70 c:s skivmaterial kan konstruera månar på olika sätt.

Små dammpartiklar kan fastna samman i skivan vilket skapar förhållanden precis rätt för dessa partiklar att hålla ihop och bilda stenar som ökar i storlek efterhand som mer samlas samman genom krockar o gravitation till kanske slutresultatet en  måne. 

 

Det är ett sätt att bilda en måne vi tror kan fungera (fler finns). " Vi vet ännu så lite om satellitbildning", säger Jason Wang (California Institute of Technology), som självständigt har studerat PDS 70-systemet. Han tillägger att även om denna upptäckt inte löser alla månbildande mysterier, "är det verkligen en språngbräda för att förstå när och hur effektivt satelliter bildas runt planeter."

Den andra planeten, PDS 70b, visar tecken på svagt damm nära sin omloppsbana men inget som omger planeten kan ses som en ring. PDS 70b har inte en skiva likt PDS 70c visar upp.

Spännande upptäckt som vi kanske i framtiden kan lära mer av (min anm.) I sammanhanget kan nämnas att enligt en teori har vår måne bildats efter en kollision mellan Jorden och en annan större planet med namnet Theia.

ALMA-teleskopets bild av en disk runt exoplanet PDS 70c. Bild vikipedia.

Lever vi i ett membranuniversum bland många andra?

 

I framtiden kommer galaxerna så småningom att glida så långt ifrån varandra att ljus från en galax aldrig kan ses från en annan galax. Skeendet är en effekt av universums expansion (om den fortsätter). Utöver det åldras och slocknar stjärnor därför kommer en tid då inget nytt material för stjärnbildning finns och allt fler stjärnor slocknar. Allt blir mörker och absoluta nollpunkten.

Det låter som slutet på allt, Men enligt en teori  (det cykliska universum-teorin.) är det faktiskt början på nästa universum i en oändligt upprepande cykel. Tänk på  Brankosmologin se mitt inlägg från 27 juli. Detta är vad som händer när ett universum kolliderar med ett annat vilket sker enligt M-teorin när tillräckligt lång tid förflutet. Kosmologerna Neil Turok och Paul Steinhardt tror att en sådan kollision skulle generera tillräckligt med energi för att skapa ett helt nytt universum. De kallar detta "den ekpyrotiska teorin",  fysikern Michio Kaku kallar det istället "Big Splat ".

För bättre förståelse av vad M-teorin är och även Strängteorin följ länkarna till mer om läsning om dessa vilka båda har ett likartat men likväl olikt till viss del, samband, teoretiskt. Samband med Big Splat eller det cykliska universum-teorin.

Att utvidgningen av universum till slut innebär krock med ett annat universum som utvidgas därute är enligt dagens accepterade fysik och teorier långsökt och fantasieggande. Man kan se det som att vi lever i en bubbla som en gång utvidgas så mycket så vi krockar med en annan bubbla och Big Bang sker igen. Alternativt se alltet som en  mångfald av dimensioner och utöka tanken  till dimensioner i tidsavsnitt.

 Innebärande att det finns en verklighet i nuet av universum. Men om vi kan resa en minut eller sekund, millisekund eller oberäkneligt i tid fram och tillbaks skulle vi hamna i andra universum. Kanske där vi själva existerar i andra roller i tid och rum.

Spännande tankar men möjliga? Kanske eller omöjligt, det går inte att bevisa vilket. Man kan även tänka sig krocken mellan två åldrande universum som ett nytt  Big Bang.

Bild från Pinterest.com

Dammet runt stjärnan Beta Pictoris undersöks

 

Snart ska forskare använda NASA:s kommande James Webb Space Telescope (uppskjuning i slutet av året) för att studera stjärnan Beta Pictoris vilken finns 63 ljusår bort och  vars solsystem innehåller minst  två planeter, ett virrvarr av mindre, steniga kroppar och en intressant skiva bestående av damm.

Målet med undersökningen är att få en bättre förståelse av dammets struktur och egenskap för att förstå vad som sker i detta solsystem. Solsystemet finns cirka 63 ljusår från oss och dess mängd av damm  ger ett ljust sken i det  infraröda fältet. Det visar  att det finns mycket information för det kraftfulla James Webbtelekopet att samla in om dammets karaktär.

Beta Pictoris har regelbundet studerats i radiovågsfältet, infrarött och synligt ljus sedan 1980-talet. Stjärnan i sig är dubbelt så massiv som vår sol och mycket hetare men också betydligt yngre. (Solen är 4,6 miljarder år gammal, medan Beta Pictoris är cirka 20 miljoner år gammal.)

Stjärnan är värd för minst två planeter som båda är massivare än Jupiter. Planetsystemet är anmärkningsvärt eftersom det är här de första exokometerna (kometer i andra system) upptäcktes. Det finns en hel del kroppar som glider runt i detta system. Likt i vårt eget solsystem har Beta Pictoris en skräpskiva, som innehåller kometer, asteroider, stenar av olika storlekar och mycket damm som kretsar runt stjärnan. (En skräpskiva som är mycket yngre och kan vara mer massiv än den i vårt solsystems Kuiperbälte som börjar nära Neptunus omloppsbana och varifrån många kometer härstammar.)

 

Denna yttre ring av damm och skräp är också där mycket aktivitet händer. Småsten och stenblock kolliderar och bryts ner till  mindre bitar – och damm bildas.

Spännande tider väntar tillsammans med James Webbteleskopet (min anm,).

Bild vikipeda med följande text "Olika planetformationsprocesser, inklusive exokometer och andra kroppar runt omkring Beta Pictoris (NASAs konstnärliga framställning)".

Brankosmologi eller så kallade Braneworldteorin

 

Något vi tar för givet, kan observera med våra sinnen och en gång lärt oss är att  universum är tredimensionellt – det finns tre riktningar du kan flytta saker i. På längden, bredden och djupet. En kub är den ideala bilden av detta .

Men det finns teorier vilka antyder ytterligare en rumslig dimension (obs vi talar då inte om tiden som även diskuteras som en fjärde dimension av verkligheten) som vi inte kan uppfatta direkt.

Detta högre dimensionella utrymme kallas "huvuddelen", medan vårt universum ses som ett tredimensionellt membran – eller "brane" – som flyter inuti  denna huvuddel.

Brankosmologi eller så kallade Braneworldteorin är ett samlingsnamn för flera kosmologiska teorier som bygger på att vårt fyrdimensionella (tre rumsdimensioner och en tidsdimension) universum egentligen endast är ett membran bland många som ligger i en högre dimensionell rymd. Ofta är dessa bran de så kallade "klibbiga" D-bran en del av strängteorierna och M-teorin. Brankosmologin är alltså en teori som ibland  härleds till strängteorierna och M-teorin. 

 

Hur komplicerat det än låter, löser Brankosmologin flera problem inom fysiken. Till exempel föreslog de teoretiska fysikerna Lisa Randall, från Harvard University, och Raman Sundrum, vid University of Maryland, en version av Brankosmologi som förklaring till  asymmetri i subatomära krafter genom att föreslå förekomsten av andra branes (membran) parallellt med vårt eget.

 Men det räcker inte med en teori för att förklara fakta vi redan vet – det måste göras nya förutsägelser som kan testas experimentellt. När det gäller ex Randall-Sundrum-modellen kan sådana tester innebära att man mäter gravitationsvågor som avges av svarta hål för att söka förbindelse med andra svarta hål likt en vinstock med en annan.

Vi ska ta upp lite olika tankeväckande verklighetsmodeller den närmsta tiden med början i dag. Tänkte mig en varannan dag under 20 dagar framåt. I övrigt kommer varannan dag att innebära färska nyheter från rymden.

Bild maxpixel.net