Земля оказалась создательницей своих океанов

Вода на Земле появились из материалов, исходно присутствовавших на планете, а не была занесена метеоритами из космоса. Такой вывод сделала исследовательница из Кембриджа при помощи разработанной ею компьютерной модели. Статья ученого принята к публикации в журнал Astrophysics and Space Science, ее препринт доступен на сайте arXiv.org, а коротко о работе пишет портал ScienceNOW.

Вопрос о появлении на Земле воды пока не имеет однозначного ответа, тем не менее, многие специалисты полагают, что H₂O была занесена на планету около 3,9 миллиарда лет назад кометами и астероидами. Теоретически, вода может иметь и "внутреннее" происхождение - скальные породы содержат ее в связанном виде, но эта гипотеза непопулярна, так как количество H₂O в скалах очень невелико.

Автор новой работы собрала данные химического и физического анализа состава найденных на Земле метеоритов - предположительно, состав этих камней напоминает состав молодой Земли - и использовала их при работе с компьютерной моделью эволюции планет земного типа. Исследовательница заключила, что вода из расплавленных скальных пород быстро испарялась, формируя паровую атмосферу, а после конденсировалась и образовывала океаны. Эти процессы длились сотни миллионов лет и, по расчетам автора, уже около 4,4 миллиарда лет назад планета оказалась покрыта водой. Исследовательница определила, что содержащейся в скалах H₂O должно было хватить для образования океанов глубиной несколько сотен метров.

Новая работа может объяснить, как жизнь на Земле могла зародиться уже спустя 600 миллионов лет после формирования планеты (считается, что это произошло около 3,9 миллиарда лет назад) - если в это время уже появились океаны, то развитие живых систем заметно облегчалось.

Физики придумали новую элементарную частицу

Группа физиков предложила новую гипотезу, которая должна связать темную материю и антиматерию. В основе гипотезы лежит новая частица - исследователи назвали ее частицей X. Эта частица и ее античастица распадаются, и рисунок распада объясняет наблюдаемый во Вселенной "перекос" в сторону материи, а не антиматерии, и природу темной материи. Работа ученых опубликована в журнале Physical Review Letters, а коротко о ней пишет портал Physics World.

Частицы антиматерии отличаются от частиц "обычной" материи знаком электрического заряда, и при взаимодействии два типа этих частиц взаимно уничтожаются. Во Вселенной материи намного больше, чем антиматерии, и этот факт до сих пор не получил удовлетворительного объяснения. Подробнее об антиматерии можно прочитать здесь.Темной материей называют пока не обнаруженную экспериментально субстанцию, которая не участвует в электромагнитном взаимодействии, но при этом участвует в гравитационном. Считается, что на ее долю приходится около 23 процентов всей массы во Вселенной.

Предложенная авторами новой работы частица X имеет массу около 1000 гигаэлектронвольт (это примерно в 1000 раз больше массы протона) и может распадаться на нейтрон или на "скрытые" частицы (то есть частицы, относящиеся к темной материи), названные Y и Ф (фи), каждая массой около 2-3 гигаэлектронвольт. Античастица анти-X, соответственно, может превращаться в антинейтрон или анти-Y и анти-Ф.

В соответствии с принципом нарушения CP-инвариантности, частицы с большей вероятностью распадаются на материальные частицы, а не на антиматериальные частицы. Соответственно, частица X трансформируется в нейтрон чаще, чем анти-X - в антинейтрон. При этом анти-X чаще распадается на анти-Y и анти-Ф, чем на Y и Ф. В молодой Вселенной произошло взаимоуничтожение практически всех возможных пар частиц и античастиц, но среди оставшихся "скрытых" античастиц было больше, чем частиц "обычной" материи (соответственно, в видимой Вселенной античастиц почти не осталось).

Авторы предположили, что частицы анти-Y и анти-Ф не аннигилируют друг с другом, но зато они способны стимулировать распад протонов - процесс, запрещенный в рамках Стандартной модели (наиболее общепринятой на сегодня теории, объясняющей фундаментальные физические взаимодействия). Протон, согласно положениям новой гипотезы, превращается в каон (К-мезон), и при этом частица анти-Y превращается в Ф. Каоны можно зарегистрировать при помощи специальных детекторов, а, значит, новая модель может быть проверена экспериментально.

Коллеги авторов сдержанно отнеслись к их работе: хотя некоторые физики назвали новую модель "интересной", они отметили, что к настоящему времени было предложено еще как минимум три модели, которые связывают темную материю с "нехваткой" во Вселенной антиматерии.