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Des scientifiques ont testé la relativité d’Einstein à l’échelle cosmologique et ont trouvé quelque chose d’étrange : ScienceAlert
Tout dans l’univers a de la gravité et la ressent aussi. Cependant, c’est aussi cette force fondamentale la plus courante qui présente les plus grands défis pour les physiciens.
La théorie de la relativité générale d’Albert Einstein Il a remarquablement réussi à décrire l’attraction gravitationnelle des étoiles et des planètes, mais cela ne semble pas tout à fait vrai à toutes les échelles.
relativité générale Passé de nombreuses années de tests d’observation, de Mesure d’Eddington De la diffraction de la lumière des étoiles par le soleil en 1919 à La dernière détection d’ondes gravitationnelles.
Cependant, des lacunes dans notre compréhension commencent à apparaître lorsque nous essayons de l’appliquer sur de très petites distances, et où Les lois de la mécanique quantique fonctionnentou lorsque nous essayons de décrire l’univers entier.
Notre nouvelle étude, Publié dans astronomie naturelleIl a maintenant testé la théorie d’Einstein sur les plus grandes échelles.
Nous pensons que notre approche pourrait un jour aider à résoudre certains des plus grands mystères de la cosmologie, et les résultats suggèrent que la relativité générale devra peut-être être modifiée à cette échelle.
modèle défectueux ?
La théorie quantique prédit que l’espace vide, le vide, est plein d’énergie. Nous ne remarquons pas leur présence car nos appareils ne peuvent mesurer que les changements d’énergie plutôt que leur quantité totale.
Cependant, selon Einstein, l’énergie du vide a une attraction répulsive – elle écarte l’espace vide. Fait intéressant, en 1998, on a découvert que l’expansion de l’univers s’accélérait en fait (une découverte qui a été accordée avec Prix Nobel de physique 2011).
Cependant, la quantité d’énergie du vide, ou énergie noire Comme on l’a appelé, il est nécessaire d’expliquer que l’accélération est inférieure de plusieurs ordres de grandeur à ce que prédit la théorie quantique.
D’où la grande question, surnommée « l’ancien problème de la constante cosmologique », est de savoir si l’énergie du vide est vraiment attirée – donnant lieu à la force de gravité et modifiant l’expansion de l’univers.
Si oui, pourquoi son attrait est-il tellement plus faible que prévu ? Si un vide n’est pas du tout attiré, qu’est-ce qui cause l’accélération cosmique ?
Nous ne savons pas ce qu’est l’énergie noire, mais nous devons postuler son existence afin d’expliquer l’expansion de l’univers.
De même, nous devons également supposer qu’il existe une sorte d’existence de matière invisible appelée matière noireExpliquer comment les galaxies et les amas ont évolué pour devenir la façon dont nous les observons aujourd’hui.
Ces hypothèses ont été incorporées dans la théorie cosmologique standard des scientifiques, appelée modèle Lambda de la matière noire froide (LCDM) – qui suggère qu’il y a 70 % d’énergie noire, 25 % de matière noire et 5 % de matière ordinaire dans l’univers. Ce modèle a remarquablement réussi à ajuster toutes les données que les cosmologistes ont recueillies au cours des 20 dernières années.
Mais le fait que la majeure partie de l’univers se compose de forces et de matière noire, qui prennent des valeurs étranges et dénuées de sens, a conduit de nombreux physiciens à se demander si la théorie de la gravité d’Einstein devait être modifiée pour décrire l’univers entier.
Un nouveau développement est apparu il y a quelques années lorsqu’il est devenu évident que différentes façons de mesurer le taux d’expansion cosmique, appelées Constante de Hubbledonner des réponses différentes – un problème connu sous le nom Tension de Hubble.
Désaccord ou tension entre deux valeurs de la constante de Hubble.
Le premier est le nombre prédit par le modèle cosmologique LCDM, qui a été développé pour correspondre La lumière laissée par le Big Bang (La fond de micro-ondes cosmique radiation).
L’autre est le taux d’expansion, qui est mesuré en observant des supernovae dans des galaxies lointaines.
Plusieurs idées théoriques pour les méthodes de modulation LCDM ont été proposées pour expliquer la tension de Hubble. Parmi elles se trouvent des théories alternatives de la gravité.
Recherche de réponses
Nous pouvons concevoir des tests pour vérifier si l’univers obéit aux règles de la théorie d’Einstein.
La relativité générale décrit la gravité comme la courbure ou la déviation de l’espace et du temps, qui courbe les chemins le long desquels la lumière et la matière voyagent. Il est important de noter qu’il prédit que les trajectoires des rayons lumineux et de la matière devraient être courbées par la gravité de la même manière.
Avec une équipe de cosmologistes, nous avons testé les lois fondamentales de la relativité générale. Nous avons également exploré si la modification de la théorie d’Einstein pouvait aider à résoudre certains problèmes ouverts en cosmologie, tels que la tension de Hubble.
Pour savoir si la relativité générale est vraie à grande échelle, nous avons entrepris, pour la première fois, d’en étudier simultanément trois aspects. Il s’agissait de l’expansion de l’univers, des effets de la gravité sur la lumière et des effets de la gravité sur la matière.
En utilisant une méthode statistique connue sous le nom d’inférence bayésienne, nous avons reconstruit la gravité de l’univers à travers l’histoire cosmique dans un modèle informatique basé sur ces trois paramètres.
Nous pouvons estimer les paramètres à l’aide des données de fond diffus cosmologique du satellite Planck, des catalogues de supernova ainsi que des observations de formes et de distribution de galaxies lointaines par SDSS Et le DE télescopes.
Ensuite, nous avons comparé notre reconstruction avec la prédiction au modèle LCDM (essentiellement le modèle d’Einstein).
Nous avons trouvé des indices intéressants sur une possible inadéquation avec les prédictions d’Einstein, bien qu’avec une signification statistique plutôt faible.
Cela signifie qu’il est toujours possible que la gravité fonctionne différemment à grande échelle et que la relativité générale doive être modifiée.
Notre étude a également révélé qu’il est très difficile de résoudre le problème de tension de Hubble en modifiant simplement la théorie de la gravité.
Peut-être qu’une solution complète nécessiterait un nouveau composant du modèle cosmologique, qui existait avant le moment où les protons et les électrons se sont combinés pour former de l’hydrogène après le Big Bangcomme une forme spéciale de matière noire, un type précoce d’énergie noire ou des champs magnétiques primordiaux.
Ou peut-être y a-t-il une erreur systématique inconnue dans les données.
Cependant, notre étude a démontré qu’il est possible de tester la validité de la relativité générale à des distances cosmiques en utilisant des données d’observation. Bien que nous n’ayons pas encore résolu le problème de Hubble, nous aurons beaucoup de données provenant des nouvelles sondes dans quelques années.
Cela signifie que nous pourrons utiliser ces méthodes statistiques pour modifier davantage la relativité générale et pour explorer les limites des modifications, afin d’ouvrir la voie à la résolution de certains des défis ouverts en cosmologie.
Kazuya Koyamaprofesseur de cosmologie, Université de Portsmouth Et le Lévon Bogosianprofesseur de physique, Université Simon Fraser
Cet article a été republié de Conversation Sous licence Creative Commons. Lis le article original.
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29 août 2024
Le chef du commandement spatial américain espère que la prochaine fois que la Chine lancera un missile laissant derrière elle des débris spatiaux de longue durée, Pékin avertira Washington à l’avance, plutôt que de laisser les États-Unis découvrir par eux-mêmes le chaos orbital.
Parlez dans L’efficacité du Mitchell Institute for Aerospace Studies Lors d’une réunion à la base spatiale Peterson, au Colorado, le 28 août, le général Stephen N. Whiting a souligné deux incidents récents impliquant des débris spatiaux chinois comme étant une source de préoccupation et la nécessité d’améliorer la communication à l’avenir.
« Nous venons de voir le lancement de leur version de Constellation du soleil « Cela a laissé plus de 300 débris en orbite – une fusée Longue Marche 6A », a déclaré Whiting. « Il y a moins de deux ans, ils avaient une autre fusée, qui a mis plus de 500 débris à longue durée de vie… J’espère que la prochaine fois. que « Dans un missile comme celui-ci, il laisse beaucoup de débris. Ce ne sont pas nos capteurs qui détectent cela en premier, mais nous obtenons des communications qui nous aident à comprendre cela, tout comme nous communiquons avec les autres. »
L’incident le plus récent impliquant une fusée Longue Marche 6A s’est produit au début du mois, lorsque le lanceur transportait les 18 premiers satellites d’une constellation de communications prévue pour rivaliser avec Starlink. La fusée s’est brisée en orbite terrestre basse (LEO) quelques jours plus tard, répandant des débris et suscitant des inquiétudes parmi les experts. La société privée de suivi spatial a rapporté que la désintégration pourrait produire plus de 10… 900 épaves shrapnel.
Whiting a noté que les débris provenaient de l’étage supérieur de la fusée après le lancement des satellites, indiquant que la mission était « généralement réussie ». Cependant, à des altitudes plus élevées, les débris resteront en orbite plus longtemps.
« Nous ne voulons certainement pas voir ce genre de débris », a ajouté Whiting.
Les débris se trouvent généralement sur des orbites inférieures à 600 km (373 miles). Il revient sur Terre après quelques annéesÀ une altitude de 800 km, sa décomposition peut prendre des siècles. Avec de plus en plus de satellites en orbite terrestre basse et des débris persistants provenant de lancements peu judicieux, La probabilité de collisions continue d’augmenter.
Selon le général à la retraite Kevin Shelton, directeur du Centre d’excellence sur l’énergie spatiale du Mitchell Institute, les États-Unis ont déjà eu des problèmes similaires avec des débris à haute altitude, mais ont commencé à évacuer le carburant et les gaz des étages de fusée avant d’entrer en orbite. Cette pratique réduisait les débris et le risque de désintégration, et la Russie l’adopta peu après. Whiting a déclaré qu’on ne savait pas actuellement si la Chine utilisait cette méthode.
« Depuis des décennies, les États-Unis s’intéressent tellement à l’espace que nous avons mis la grande majorité de nos données de suivi à la disposition du monde entier », a déclaré Whiting. « Chaque jour, nous analysons tous les satellites actifs à la recherche de tous ces débris, et nous en informons tout le monde, y compris les Chinois et les Russes… parce que nous ne voulons pas que les satellites heurtent des débris et laissent derrière eux d’autres débris. »
Le développement rapide des capacités spatiales et l’augmentation significative des déploiements de satellites par la Chine et la Russie restent une préoccupation majeure quant à la manière dont les États-Unis abordent le domaine spatial. Chef adjoint des opérations spatiales, le général Michael A. Gotlin a souligné que les récentes mesures prises par ces pays prouvent leur intention d’opérer de manière dangereuse dans ce domaine.
« Ils créent beaucoup de débris et d’orbites que nous devons contourner, ou ils mettent en danger des choses comme la Station spatiale internationale », a déclaré Gotlin lors du Sommet AFCEA/INSA sur le renseignement et la sécurité nationale à Rockville, Maryland, le 28 août. Il a ajouté : « Ils ne se soucient même pas de la sécurité des astronautes. Si ce n’est pas dangereux et non professionnel, je ne sais pas ce que c’est. »
En novembre 2021, la Russie a procédé à un test de missile antisatellite, aboutissant à la création d’un Grande quantité de débris En orbite terrestre basse, ce qui présente un danger pour la Station spatiale internationale et incite l’équipage à prendre des mesures de précaution. En outre, Moscou a également été témoin Une série de fuites de liquide de refroidissement Ces dernières années, la Chine a lancé son propre vaisseau spatial. Même s’il n’y a pas de négociations prévues avec la Russie sur le développement spatial, les espoirs sont grands d’une communication plus active avec Pékin sur les alertes spatiales.
« Nous donnons ces avis aux Chinois, et au cours de l’année dernière, nous avons vu à plusieurs reprises qu’ils nous ont donné quelques avis en retour, et je pense que c’est une chose positive. Nous n’avons aucune discussion. prévu avec la Russie », a déclaré Whiting.
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À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides
Données d’imagerie à contraste élevé pour toutes les cibles. Dans chaque panneau, nous montrons la limite de contraste de 5σ atteinte en fonction de la séparation angulaire de l’étoile hôte pour chaque ensemble de données à contraste élevé. Nous traçons également des cachets postaux de 1,4″ × 1,4″ d’images NESSI reconstruites en bande z (encadré à droite dans chaque panneau) pour toutes les cibles et des images AO (encarts à gauche) pour TOI-5414, TOI-5616, TOI-5634A et TOI-6034. — astro-ph.EP
Les exoplanètes géantes transitant autour d’étoiles naines de type M (GEMS) sont rares, en raison de la faible masse de leurs étoiles hôtes. Cependant, la couverture de l’ensemble du ciel par TESS a permis d’en détecter un nombre croissant pour permettre des enquêtes statistiques telles que le GEMS Search Survey.
Dans le cadre de cet effort, nous décrivons les observations de six planètes géantes en transit, qui incluent des mesures de masse précises pour deux GEMS (K2-419Ab, TOI-6034b) et une validation statistique de quatre systèmes, qui incluent une vérification et des limites de masse supérieures pour trois d’entre elles. (TOI-5218b, TOI-6034b). 5616b, TOI-5634Ab), tandis que le quatrième système – TOI-5414b – est classé comme « planète potentielle ».
Nos observations incluent les vitesses radiales du Habitable Zone Planet Finder sur le télescope Hobby-Eberly et de l’observatoire Maroon-X sur Gemini-North, ainsi que la photométrie et l’imagerie à contraste élevé provenant de plusieurs installations au sol. En plus de la photométrie TESS, K2-419Ab a également été observé et validé statistiquement dans le cadre de la mission K2 au cours des campagnes 5 et 18, qui fournit des contraintes orbitales et planétaires précises malgré la faible luminosité de l’étoile hôte et la longue période orbitale d’environ 20,4 jours.
Avec une température d’équilibre de seulement 380 K, K2-419Ab est l’une des planètes en transit les plus froides et les mieux caractérisées connues. TOI-6034 a un compagnon tardif de type F à environ 40 secondes d’arc, ce qui en fait la première étoile hôte GEMS à avoir un ancien compagnon binaire sur la séquence principale. Ces confirmations s’ajoutent au petit échantillon existant de planètes en transit GEMS confirmées.
Shubham Kanodia, Arvind F. Gupta, Caleb I. Canas, Lea Marta Bernabo, Varghese Reggie, T. Hahn, Madison Brady, Andreas Seyfart, William D. Cochrane, Nydia Morrell, Ritvik Basant, Jacob Bean et Chad F. Bender, Zoé L. De Bors, Alison Perella, Alexina Birkholz, Nina Brown, Franklin Chapman, David R. Ciardi, Catherine A. Clark, Ethan J. Cotter, Scott A. Diddams, Samuel Halverson, Susan Hawley, Leslie Hebb, Ray Holcomb, Steve B. Howell, Henry A. Kobolnicki, Adam F. Kowalski, Alexander Larsen, Jessica Libby Roberts, Andrea S. J. Lin, Michael B. Lund, Raphael Locke, Andrew Munson, Joe B. Ninan, Brooke A. Parker, Nishka Patel, Michael Rudrak, Gabrielle Ross, Arpita Roy, Christian Schwab, Jomundur Stefansson, Aubrey Thoms, Andrew Vanderberg
Commentaires : Accepté dans AJ
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP)
Citer ce qui suit : arXiv:2408.14694 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2408.14694v1 [astro-ph.EP] (pour cette version)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.14694
Concentrez-vous pour en savoir plus
Date de publication
De : Shubham Kanodia
[v1] Lundi 26 août 2024, 23:47:24 UTC (5 169 Ko)
https://arxiv.org/abs/2408.14694
Astrobiologie
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La Federal Aviation Administration des États-Unis a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX dans l’attente d’une enquête sur un rare accident d’atterrissage au large des côtes.
La Federal Aviation Administration a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX en attendant une enquête visant à déterminer pourquoi le propulseur du premier étage s’est arrêté. Collision avec un bateau de débarquement tôt mercredi après avoir contribué au lancement d’un autre lot de satellites Internet Starlink.
après Se lever Après avoir reporté mardi soir le lancement du vaisseau spatial avec équipage Polaris Dawn en raison de prévisions météorologiques à long terme défavorables, SpaceX a continué à travailler sur le premier des lancements consécutifs de satellites Starlink, un depuis la Floride et un depuis la Californie.
Mais le deuxième vol a été annulé après que le premier étage utilisé lors du lancement en Floride s’est brisé et est tombé dans l’océan Atlantique alors qu’il tentait d’atterrir sur un drone SpaceX stationné à des centaines de kilomètres au nord-est de Cap Canaveral.
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La FAA a déclaré qu’elle ordonnerait une enquête, immobilisant efficacement les fusées Falcon 9 de SpaceX – y compris la fusée Polaris Dawn – jusqu’à ce que l’enquête soit terminée et que les mesures correctives soient approuvées.
« Le retour en vol de la fusée Falcon 9 dépend de la détermination par la FAA que tout système, processus ou procédure lié à l’anomalie n’a pas d’impact sur la sécurité publique », a déclaré la FAA dans un communiqué.
« En outre, SpaceX devra peut-être demander et obtenir l’approbation de la FAA pour modifier sa licence qui inclut des actions correctives et satisfaire à toutes les autres exigences de licence », a ajouté l’agence.
Mardi soir, SpaceX a reporté un lancement prévu mercredi Mission Aube PolarisLe lancement d’un vol commercial comprenant la première sortie dans l’espace par une organisation non gouvernementale a été reporté à vendredi au plus tôt en raison des conditions météorologiques attendues à la fin de la mission. Le lancement a été suspendu indéfiniment dans l’attente d’une enquête sur l’accident à l’atterrissage.
L’échec de l’atterrissage a mis fin à une séquence de 267 récupérations consécutives réussies de boosters remontant à février 2021. Cependant, le deuxième étage de la fusée Falcon 9 a réussi à transporter 21 satellites Starlink sur leur orbite prévue.
L’atterrissage du premier étage semblait normal jusqu’au moment de l’atterrissage, lorsque plus de flammes que d’habitude sont apparues autour de la base de la fusée à l’approche du pont de la fusée. L’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée immédiatement après l’atterrissage et la fusée d’appoint, masquée par le feu et la fumée, s’est renversée par-dessus le côté de la péniche de débarquement dans l’océan Atlantique.
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« Après une ascension réussie, le premier étage d’une fusée Falcon 9 s’est retourné après son atterrissage sur le vaisseau spatial sans pilote ‘Zero Gravity' », SpaceX Il a dit sur les réseaux sociaux« Les équipes évaluent les données de vol et l’état du missile. »
Il s’agissait du 23e premier étage de la fusée B1062, qui s’est avéré être son dernier lancement et atterrissage, un nouveau record de réutilisabilité. SpaceX autorise les premiers étages de la fusée Falcon 9 pour un maximum de 40 vols par étage.
Peu de temps après le déploiement des satellites Starlink en Floride, la société a annulé le lancement en Californie, qui était prévu à 5 h 58 HAE, pour donner aux ingénieurs plus de temps pour examiner la télémétrie et les séquences vidéo, à la recherche de tout signe de problème. affecter d’autres missiles.
« Retrait de notre deuxième lancement @Starlink la nuit pour donner à l’équipe le temps d’examiner les données d’atterrissage du booster du lancement précédent », a déclaré SpaceX. Il a dit« Une nouvelle date de lancement cible sera partagée une fois disponible. »
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