Kan universums expansion vara en hägring som vi missuppfattar som sanning?

 

Att universums expansion kan vara en hägring föreslås  i en ny  studie.

Denna i studien nya teori om kosmos föreslås även lösningar till den mörka energin och mörka materians mysterium vilka sammantaget forskare anser står för cirka 95% av den totala energin och materien i universum.

Studien publicerades i en artikel den 2 juni 2023 i tidskriften Classical and Quantum Gravity, av professorn i teoretisk fysik Lucas Lombriser som arbetar på universitetet i Genève.

Forskare har sedan länge funnit bevis för att universums expansion accelererar snabbare och snabbare. Denna accelererande expansion beskrivs i en term som kallas den kosmologiska konstanten eller lambda. 

Den kosmologiska konstanten är en gåta för kosmologer eftersom förutsägelser av dess värde som gjorts utifrån partikelfysik skiljer sig från faktiska observationer med 120 storleksordningar. Den kosmologiska konstanten har därför beskrivits som "den oförstådda förutsägelsen i fysikens historia".

Kosmologer försöker ofta lösa skillnaden av lambdas (den kosmologiska konstanten) olika värden genom att föreslå att den beror på ännu ej funna nya partiklar eller fysiska krafter, men Lombriser tacklar detta påstående  genom att omtolka och  göra förståeligt dessa värden utifrån det som vi redan vet finns.

I studien av kosmos och dess olösta pussel utfördes en matematisk omvandling av de fysiska lagar som styr det, berättar Lombriser för Live Science via e-post.

I Lombrisers matematiska tolkning expanderar universum inte utan är platt och statiskt, likt Einstein en gång trodde. De effekter vi observerar som pekar på expansion förklaras istället av utvecklingen av massorna av partiklar - som protoner och elektroner - över tid.

I den här teorin uppstår dessa partiklar från ett fält som genomsyrar rumtiden. Den kosmologiska konstanten bestäms av fältets massa och eftersom detta fält skiftar, skiftar också massorna av partiklarna som uppstår. Den kosmologiska konstanten varierar fortfarande med tiden i denna teori men i denna modell beror variationen på att partikelmassan förändras över tid inte av att universum expanderar.

I modellen resulterar dessa fältskiftningar i större rödförskjutning (då vi ser på dem och åldersbestämmer efter denna)  för avlägsna galaxhopar än vad traditionella kosmologiska modeller förutsäger. Och på det viset förblir den kosmologiska konstanten trogen denna modells förutsägelser.

Jag blev förvånad över att det kosmologiska konstant problemet helt enkelt verkar försvinna i detta nya synsätt på kosmos, beskriver Lombriser.

Lombrisers nya ramverk tar även itu med några av kosmologins andra problem, inklusive den mörka materiens natur. Den mörka materian överträffar vanliga materiepartiklar med ett förhållande mellan 5 och 1 men förblir mystisk eftersom den inte interagerar med ljus. Den förblir osynlig.

Lombriser föreslår att skiftningar i fältets massa (se ovan)  också kunde bete sig som ett så kallat axionfält med axioner (en hypotetisk elementarpartikel med spinn noll, det vill säga den är en boson) som hypotetiska partiklar som en  kandidat till vad mörk materia består av.

Dessa fältskiftningar kan också göra sig av med mörk energi. Den hypotetiska kraft som sträcker ut sig i rymden och därmed driver galaxer isär snabbare och snabbare. I denna modell skulle effekten av mörk energi, enligt Lombriser, förklaras av partikelmassor som tar en annan evolutionär väg över tid i universum. Postdoktoral forskare vid Universidad ECCI, Bogotá, Colombia, Luz Ángela García var imponerad av Lombrisers nya tolkning och  hur många problem modellen löser. 

"Studien är ganska intressant och ger ett ovanligt resultat för flera problem i kosmologi, säger García, som dock  inte var inblandad i forskningen, till Live Science. Teorin ger ett utlopp för de nuvarande spänningarna (gåtorna) i kosmologin.

García uppmanade dock till försiktighet vid bedömningen av studiens resultat och sa att det innehåller element i sin teoretiska modell som sannolikt inte kan testas genom observationer åtminstone inte inom en snar framtid och därmed inte bekräftas.

Bild https://www.wallpaperflare.com/

Fakta om Merkurius

 

Merkurius är den planet som finns närmst  solen och den minsta planeten i solsystemet. Det är den planet med störst densitet efter Jorden. Den har en enorm metallkärna ungefär 3600 till 3 800 kilometer i diameter eller cirka 75% av planetens diameter. Som jämförelse är Merkurius yttre skal 500 till 600 km tjockt. Kombinationen av dess massiva kärna och sammansättning innehåller ett överflöd av flyktiga element och har lämnat forskare förbryllade i åratal.

Planeten är  något större än jordens måne. Då den inte har någon betydande atmosfär är planeten märkt av mängder av kratrar. För ungefär 4 miljarder år sedan slog en asteroid med en storlek av 100 km  i diameter ner på Merkurius med en inverkan lika med 1 biljon 1 megaton bomber vilket skapade en stor slagkrater ungefär 1550 km i diameter. Känd som Caloris Basin, stor nog för att rymma  hela delstaten Texas. En annan stor inverkan av kraschen kan ha bidragit till att skapa planetens udda rotering.

NASAs rymdfarkost MESSENGER upptäckte 2012 fruset vatten i kratrarna runt dess nordpol. Regioner som är permanent skuggade från solens värme. Sydpolen kan också innehålla isiga fickor men MESSENGERs bana tillät inte forskare att undersöka detta område. Kometer eller meteoriter kan ha haft med sig is till planeten alternativt kan vattenånga ha utgasats från planetens inre och frusit vid polerna.

Merkurius krymper i storlek enligt en rapport från 2016. Den lilla planeten består av en enda kontinentalplatta över en svalnande  järnkärna. När kärnan svalnar stelnar den vilket minskar planetens volym och får den att krympa.

 Processen skrynklar ytan och skapar dalar och klippor. Bland annat Great Valley har skapats över tid, Den är cirka 1 x 000 x 400,3 km vilket innebär större än Arizonas berömda Grand Canyon och djupare än Great Rift Valley i Östafrika.

Jordbävningar sker på Merkurius. En helt oväntad upptäckt som gjordes av Mariner 10 vilken även upptäckte att Merkurius har ett magnetfält. Planeter genererar teoretiskt magnetfält endast om de snurrar snabbt och har en smält kärna. Men Merkurius tar 59 dagar op sig att att rotera runt sin axel ett varv och är så liten - bara ungefär en tredjedel av jordens storlek - att dess kärna borde ha svalnat för länge sedan. Istället för en betydande atmosfär har Merkurius en ultratunn "exosfär" som består av atomer som sprängts bort från ytan av solstrålning, solvinden och mikrometeoroidpåverkan. Dessa atomer flyr efterhand som de bildas snabbt ut i rymden och bildar en svans av partiklar efter sig  enligt NASA. Merkurius gör ett varv runt solen var 88:e jorddag och färdas genom rymden i nästan 180000 km/h, snabbare än någon annan planet. Dess ovalformade bana är mycket elliptisk och tar Merkurius så nära som 47 miljoner km och så långt som 70 miljoner km från solen i sin bana.

Informationen om Merkurius här är ett sammandrag från en artikel i  https://www.space.com  följ länken för än mer information.

Bild vikipedia Merkurius i rätt färg  (av MESSENGER 2008)

En brun dvärgstjärna hetare än vår sol.

 

Bruna dvärgar är misslyckade stjärnor. De tändes aldrig.  De har en massa lägre än de minsta stjärnorna och större än de tyngsta gasjättarna. Massan i de bruna dvärgarna är för låg för att kärnreaktioner av väte i dess centrum skall komma igång. Däremot tros de kunna fusionera deuterium och förbränna litium och de avger svagt ljus på de synliga våglängderna. Bruna dvärgar har en övre massgräns på ungefär 75–80 jupitermassor. Den undre gränsen är mer svårdefinierad men ligger vid ungefär 13 jupitermassor”. (fritt citerat från vikipedia.

Ett internationellt team av astronomer har nyligen upptäckt ett planetliknande objekt som är varmare än solen. Deras rapport har godkänts för publicering i tidskriften Nature Astronomy och finns för närvarande tillgänglig på arXiv pre-print-servern. 

Bruna dvärgar kallas misslyckade stjärnor och kan inte klassificeras varken som planet eller stjärna. I denna nya studie har forskarna identifierat en ovanlig brun dvärg som kretsar runt en stjärna så nära denna att dess temperatur är varmare än vår sols.

Dubbelstjärnan WD 0032-317 ligger 1406 ljusår från solen. Den består av en vit dvärg och en brun dvärg. För närvarande finns det inga kända exoplaneter i detta stjärnsystem.

Den bruna dvärgen WD0032-317B  kretsar kring en vit dvärgstjärna med låg massa som heter WD0032-317. Det är en stjärna med bara 40 % av massan av vår sol. Den bruna dvärgen har en temperatur av cirka 7700C mycket varmare än andra bruna dvärgar troligast för dess tidslåsning (samma sida av den bruna dvärgen är alltid vänt mot sin sol) till sin sol.

WD0032-317 observerades första gången i början av år 2000 av ett forskarlag som studerade data från Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope. Forskare noterade då att något drog i stjärnan vilket tyder på att den hade en följeslagare. Teamet fann då den bruna dvärgen. Dess massa är ungefär 75 till 88 jupitrar och den kretsar runt sin sol på bara 2,3 timmar.

WD0032-317B är den hetast kända bruna dvärg vi känner till. Den kan enligt forskarna ge ny information om dessa slag av bruna dvärgar som kretsar runt en sols omedelbara närhet och hur dessa påverkas.

Bild vikipedia på från vänster G2 stjärna, röd dvärgstjärna, två bruna dvärgar, och gasplaneten Jupiter.

Teleskop ska sändas upp för att leta efter mörk materia

 

ESA:s Euclid-uppdrag är utformat till att utforska sammansättningen och utvecklingen av det mörka universum(den mörka materian där). Rymdteleskopet kommer att skapa en karta över universums storskaliga struktur över tid och rum genom att observera miljarder galaxer ut till 10 miljarder ljusår bort vilket blir mer än en tredjedel av universum från vår synvinkel sett. 

Euclid kommer att söka spår  efter hur universum har expanderat och hur strukturen har bildats över den kosmiska historien vilket bör avslöja mer om gravitationens roll och naturen hos mörk energi och mörk materia.

Mörk materia är en hypotes om en materia som inte avger eller reflekterar elektromagnetisk strålning och därför inte kan observeras med de instrument vi har förfogande över i dag. Mörk materia kan bara indirekt i dag detekteras genom sin gravitationspåverkan på vanlig materia eller sin svaga växelverkan med denna. 

Mörk energi är en hypotetisk form av energi som genomtränger hela rymden och antas vara anledningen till universums expansionstakt. Mörk energi utgör 72 procent, mörk materia 23 procent, neutriner mindre än 1 procent tillsammans med  baryonisk materia, och vanliga atomer till en procent av drygt 4 procent av universum.

Euclid-uppdraget beräknas starta i juli 2023. Teleskopet sänds då upp från Cape Canaveral, Florida  USA. Detta med hjälp av två stegsraketen SpaceXFalcon 9  för att lägga sig i en bana i Sun-Earth Lagrange punkt 2, på ett avstånd av 1,5 miljoner km från jorden.

På tal om mörk materia och mörk energi och om vi skulle se dessa som realiteter. Det beskrivs i en teori som att det fanns ett tid och rum före Bigbang vilket var då en punkt expanderade i rekordfart så ska detta BigBang ha skett i något. Kan BigBang varit en störning i mörk materia-energi. Innebärande att mörk materia- energi fanns före BigBang och då BigBang skedde släpptes eller skedde något i mycket liten punkt  i den mörka energin och expansionen började. Kan BigBang varit en anomali i det som vi kallar mörk energi som sedan resulterade i vårt universum.

Bild vikipedia 

  på hur Euclid kommer att se upp därute efter 1 juli 2023.

Nya rön om exoplanet TRAPPIST-1 c

 

Fritt från vikipedia: TRAPPIST-1c är en stenig Venus-lik exoplanet 39 ljusår från jorden i riktning mot stjärnbilden Vattumannen. Planeten kretsar runt den röda dvärgen Trappist-1 på 2,4 dygn och antas inte ligga i den beboeliga zonen av Trappist-1 utan är förmodligen en het  planet. Den antas ha en bunden rotation runt sin stjärna, så att samma sida alltid riktas mot stjärnan vilket resulterar i att ena sidan av planeten har permanent dag, medan den andra har permanent natt. Den är 1,156 gånger så massiv som jorden vilket gör den mer massiv än de andra sex  planeterna som ingår i systemet. Den har en radie av 1,056 % gånger  av jordens.

Ett internationellt forskarlag har nu använt NASA:s rymdteleskop James Webb för att beräkna mängden värmeenergi från  stenplaneten TRAPPIST-1 c. Resultatet tyder på att planeten troligen inte har en atmosfär eller om den finns är mycket tunn.

Dagstemperaturen på TRAPPIST-1 c  är över 100 C  . Den precision som krävs för mätningar av detta slag visar Webbs användbarhet i att karakterisera stenexoplaneter som liknar dem i vårt solsystem (ex Jordens).

Resultatet från studien ger uppslag till  ytterligare ett steg för att hitta planeter kring små röda dvärgstjärnor som TRAPPIST-1 (den vanligaste typen av stjärna i Vintergatan) som kan upprätthålla atmosfärer.

Vi vill veta om stenplaneter har atmosfär eller inte. Förr kunde vi egentligen bara studera planeter med kraftiga, väterika atmosfärer. Med Webb kan vi söka efter atmosfärer som domineras av syre, kväve och koldioxid, beskriver Sebastian Zieba, doktorand vid Max Planck-institutet för astronomi i Tyskland och förste-författare till studien som publicerades nyligen i Nature.

"TRAPPIST-1 c är intressant eftersom det är en planet dom liknar Venus. Den är ungefär lika stor och tar emot en liknande mängd av strålning från sin sol som Venus får från vår sol, beskriver medförfattare Laura Kreidberg, vid Max Planck.

TRAPPIST-1 c är en av Sju stenplaneter som kretsar runt en ultrasval röd dvärgstjärna (en M-dvärg) i detta fall 40 ljusår från jorden. Även om planeterna är lika stora och massiva som de inre steniga planeterna i vårt eget solsystem, är det inte klarlagt om de har liknande atmosfärer (Trappist-1 systemet har sju stenplaneter av ungefär samma storlek som Jorden). Under de första miljarder åren av M-dvärgars existens avges svag röntgen och ultraviolett strålning något som kan utplåna en ung planets atmosfär. Dessutom kan det ha funnits tillräckligt med vatten, koldioxid och andra flyktiga ämnen tillgängliga för att skapa betydande atmosfärer då planeterna bildades.

Data från studien visar att det är osannolikt att planeten är en planet lik Venus med en tjock CO2-atmosfär med svavelsyramoln.

Frånvaron av en tjock atmosfär tyder på att TRAPPIST-1 c kan ha bildats med relativt lite vatten tillgängligt. Om de kallare, mer tempererade TRAPPIST-1-planeterna längre ut från sin sol bildades under liknande förhållanden, kan de också ha bildats  med brist  på vatten och andra komponenter som är nödvändiga för att  en planet ska bli livsvänlig.

Den känslighet som krävs för att skilja mellan olika atmosfäriska scenarier på en så liten planet så långt borta är anmärkningsvärd. Minskningen av ljusstyrkan som Webb upptäckte under den sekundära förmörkelsen då planeten passerade framför sin sol var bara 0,04 procent: motsvarande som att se på en skärm med 10000 små glödlampor och uppmärksamma att  fyra av dem har slocknat.

Det är extraordinärt att vi kunnat mäta ovan, skriver Kreidberg. Det har funnits frågor i årtionden om och hur stenplaneter kan behålla atmosfärer. Webbs förmåga leder oss verkligen in i en tid där vi kan börja jämföra exoplanetsystem med vårt eget solsystem på ett sätt som vi aldrig kunnat tidigare.

Bild vikipedia, konstnärs föreställning av TRAPPIST-1c.

Ett oförklarat samband finns mellan kosmisk strålning och jordbävningar

 

Det finns en tydlig statistisk korrelation mellan global seismisk aktivitet utifrån förändringar i intensiteten av kosmisk strålning som registreras vid ytan på Jorden. Överraskande uppvisar den en periodicitet som undgår entydig fysisk tolkning. Men som potentiellt kan hjälpa till att förutsäga jordbävningar om vi förstår sambandet.

Starka jordbävningar resulterar vanligtvis i mänskliga offer och stora materiella förluster. Tragedins omfattning skulle kunna minskas avsevärt om vi kunde förutsäga tid och plats för en annalkande jordbävning.

I CREDO-projektet  vilket initierades 2016 av Institutet för kärnfysik vid den polska vetenskapsakademin (IFJ PAN) i Krakow, försöker man verifiera hypotesen att jordbävningar potentiellt kan förutsägas genom att observera förändringar i kosmisk strålning.

Statistiska analyser har visat att det finns ett samband mellan de två fenomenen, de uppvisar egenskaper som ingen hade förväntat sig.

Det internationella CREDO-projektet (Cosmic Ray Extremely Distributed Observatory) är ett virtuellt kosmiskt strålningsobservatorium öppet för alla som samlar in och bearbetar data inte bara från sofistikerade vetenskapliga detektorer utan också från ett stort antal mindre detektorer, bland vilka CMOS-sensorerna i smartphones leder vägen (för att förvandla en smartphone till en kosmisk stråldetektor, installera bara den kostnadsfria CREDO Detector-appen).  

En av Credos huvuduppgifter är att övervaka globala förändringar i flödet av sekundär kosmisk strålning som når Jordens yta. Denna strålning produceras i jordens stratosfär mest intensivt inom det så kallade Regener-Pfotzer-maximumet där partiklar av primär kosmisk strålning kolliderar med gasmolekyler i atmosfären och initierar kaskader av sekundära partiklar.

Vid första anblicken kan tanken att det finns en koppling mellan jordbävningar och kosmisk strålning i sin primära form som når oss främst från solen och rymden verka mystisk. Men de fysiska grundvalarna är rationella beskriver Dr. Piotr Homola (IFJ PAN och AstroCeNT CAMK PAN) koordinator för CREDO och försteförfattare till artikeln i Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics.

Huvudidén utgår från observationen att virvelströmmar i vår planets flytande kärna är som genererar jordens magnetfält. Detta fält böjer vägarna för laddade partiklar av kosmisk strålning som kommer in mot jorden. Således om stora jordbävningar är förknippade med störningar i materiens flöden som driver jordens dynamo skulle dessa störningar förändra magnetfältet vilket i sin tur skulle påverka spåren av partiklarna av primär kosmisk strålning på ett sätt som beror på dynamiken i störningarna i vår planet.

Markbaserade detektorer bör därför upptäcka vissa förändringar i antalet sekundära kosmiska strålpartiklar som detekteras.

CREDO-fysiker analyserade kosmisk strålningsintensitets data från två stationer i Neutron Monitor Database-projektet (samlat in under det senaste halvseklet)  och Pierre Auger-observatoriet 

 

(samlat in sedan 2005). Valet av observatorier bestämdes av det faktum att de ligger på båda sidor av ekvatorn och använder olika detektionsteknik. Analyserna omfattade förändringar i solaktiviteten något som beskrivs i databasen som upprätthålls av Solar Influences Data Analysis Centre. Nyckelinformation om jordens seismiska aktivitet hämtades i sin tur från U.S. Geological Survey-programmet. 

Analyserna utfördes med hjälp av flera statistiska tekniker. I varje fall under den studerade perioden, framkom en tydlig korrelation mellan förändringar i intensiteten av sekundär kosmisk strålning och den summerade storleken på alla jordbävningar med magnituder större än eller lika med 4. Viktigt är att denna korrelation bara blir uppenbar när kosmisk stråldata flyttas 15 dagar framåt i förhållande till seismiska data. Detta är goda nyheter eftersom det antyder möjligheten att upptäcka kommande jordbävningar i god tid.

Tyvärr framgår det inte av analyserna om det kommer att vara möjligt att identifiera platserna där själva jordbävningen kommer att ske.

Men om detta kan göras möjligt skulle mycket vara vunnet,

För mer fakta om studien se denna länk.

Bild pixabay.com

WASP-76b är så het att råmaterial till sten svävar i dess atmosfär.

 

"WASP-76b är en exoplanet klassificerad som en het Jupiter. Den finns i riktning mot stjärnbilden Fiskarna och kretsar kring sin sol, WASP-76 på ett avstånd av cirka 0,033 astronomiska enheter (AU en AU är avståndet vår sol och Jorden). Omloppstiden för WASP-76b är cirka 1,8 dagar. Dess massa är ungefär 0, 92 gånger av Jupiters".  Citerat fritt  från vikipedia.

WASP-76b har ingen yta (den består enbart av gas) men har en massiv och varm atmosfär. Temperaturen är i genomsnitt 2000 C. Det är tillräckligt varmt för att mineral och stenbildande element som kalcium, nickel och magnesium ska förångas och flyta runt i den tjocka atmosfären (gasen). Utöver det regnar järn förmodligen ner från molnen. Planetexperter som har studerat WASP-76b vill veta mer om dess atmosfär och dess bildande. Nyligen såg ett forskarlag under ledning av astronomen Stefan Pelletier på WASP-76b då när den passerade framför sin stjärna.

De använde MAROON_X ett högupplösande spektrogram för att mäta kemin i planetens atmosfär. De hittade ca 11 stenbildande element som flyter runt i den tjocka atmosfären. Dessa element inkluderar natrium, kalium, litium, nickel, mangan, krom, magnesium, vanadin, barium, kalcium och järn. Studier av planeter som WASP-76b ger ledtrådar till processen vid planetbildning. Astronomer tror att planeter vanligtvis bildas relativt nära sin moderstjärna (sol).

Dessa planeters metalliska och steniga material tål värme. Gas- och isjättevärldarna kan också komma relativt nära varandra. Men så småningom migrerar de till platser där deras flyktiga element (väte, etc.) kan bestå.Det är så det förmodligen hände i vårt eget solsystem. Så ett av målen i sökandet efter exoplaneter är att ta reda på om planetbildning sker på ungefär samma sätt vid alla stjärnor.

 (Det låter konstigt. Vad sker för att de ska flytta på sig? Det måste i så fall vara en naturlig händelse som sker frågan är vad som styr det. Tvekar på denna lösning. Kan det istället vara gravitationshändelser mellan skilda kroppar som slumpmässigt får planeter att vandra bort från sin sol eller stanna kvar i närheten eller dras närmre sin sol?). 

När astronomer började hitta exoplaneter var heta stora gasplanetrar  de man fann först och gav dem beteckningen heta Jupitrar. De är stora och kan vanligtvis ses i bländningen av sina moderstjärnor vid sin passage framför dessa. De kretsar nära sina stjärnor vilket värmer upp dem. Det är där termen "het Jupiter" har sitt ursprung.

När det gäller WASP-76b förångar extrem värme metaller. Normalt, på en stenig värld, skulle dessa metalliska element stelna. Det är vad som hände här på jorden, Mars, Jupiter och på Merkurius. Men för denna heta Jupiter blir metallerna en del av gasen. Intressant nog finns metaller också i gasjättarna i vårt eget solsystem, men dessa världar (Jupiter etc)  är mycket kallare än WASP-76b. Så metallelementen här är "frusna" och de dyker inte upp i atmosfärerna, enligt astronom Pelletier. 

Bild vikipedia konstnärlig bild av den Jupiterstora WASP-76b (baserat på insamlad data från 2020)