С тегами:

Вселенная

Любые посты за всё время, сначала свежие, с любым рейтингом
Найти посты
сбросить
загрузка...
497
Самые важные идеи о материи и вселенной
30 Комментариев в Наука | Science  

Мы продолжаем публиковать видео из цикла «Ковчег идей». Сегодня у нас в гостях Валерий Рубаков.

Валерий Рубаков — Доктор физико-математических наук, академик РАН, главный научный сотрудник Института ядерных исследований РАН, заведующий кафедрой физики частиц и космологии физического факультета МГУ.

Что, если собрать в одном месте самые важные научные знания и представления? Что, если свести все, что с таким трудом накапливало человечество, к самой компактной форме знания, к главным идеям? Ведущие российские ученые выбирают самое важное, что известно на сегодня в их области научного знания.

Подписывайтесь на сообщество «Наука» и на наш канал - если понравился выпуск.

74
Вот из чего состоит Вселенная по мнению современных ученых
32 Комментария в Исследователи космоса  
Вот из чего состоит Вселенная по мнению современных ученых
37
Космос под присмотром // Астрофизики наблюдают рождение Вселенной, попивая чай у себя в кабинете
5 Комментариев в Наука | Science  

Сегодня историю сотворения мира пишут роботы. Точнее, автоматизированные телескопы, способные заглянуть вглубь космоса и обнаружить события, происходившие в момент Большого взрыва. Один из таких летописцев Вселенной — глобальная сеть телескопов-роботов МАСТЕР, которая вот уже пятнадцать лет непрерывно сканирует небо. За это время было сделано более тысячи важных открытий. Корреспондент «КШ» побывал в лаборатории космического мониторинга и увидел, как управляется эта сеть. А ещё познакомился с командой астрофизиков, которые следят за космосом по цифрам и графикам на экранах компьютеров — не глядя на настоящие звёзды — и всё же остаются романтиками.

Космос под присмотром // Астрофизики наблюдают рождение Вселенной, попивая чай у себя в кабинете Астрофизика, Космос, ученые, вселенная, МГУ, телескоп, КШ, статья, длиннопост

Опубликовано в журнале «Кот Шрёдингера» №1-2 (27-28) за январь-февраль 2017 г.


Фото: Евгения Жуланова

Автор: Екатерина Виноградова


С русским размахом


— Когда я рассказываю это зарубежным коллегам, они от смеха по полу катаются: во всём мире матрицы телескопов охлаждают, потому что при обычной температуре чип шумит и снимки получаются плохого качества. А в России наоборот! Как-то раз во время важных наблюдений учёные бегали с феном на сорокаградусном морозе, чтобы подогреть матрицу нашего уральского телескопа, — хохоча, Владимир Липунов открывает дверь в лабораторию космического мониторинга.


Признаюсь, я наивно полагала увидеть там сложные приборы, завалы тех самых матриц и чипов, карту видимой части Вселенной или что-то другое, столь же восхитительно-научное. Однако ожидания мои разбились о прозаическую реальность. Офисные столы, кресла, компьютеры — суть занятий работников лаборатории выдают лишь фотографии космических объектов и изображения на больших, прикрученных к стене экранах. Астрофизик ведёт меня к ним.


— Вот такой у нас центр управления полётами, — объявляет Липунов и кивает в сторону экранов с безмятежными и удивительно красивыми видами телескопов на фоне звёздного неба и природы — ни дать ни взять коллекция заставок для рабочего стола. — Полюбуйтесь, мы непрерывно снимаем все телескопы МАСТЕР на веб-видеокамеры. Здесь у нас Аргентина, тут ЮАР, а вот Канары, Карачаево-Черкесия, Благовещенск… Смелая и широкая русская душа хочет объять необъятное: мы не просто стремимся видеть разные участки южного и северного неба — нам важно наблюдать их каждую секунду. Понимаете, когда в ЮАР восходит солнце и наблюдения прекращаются, в Аргентине ещё ночь. Чтобы замкнуть круг и наблюдать небо постоянно, ­нужно установить телескопы в Мексике и Австралии. Надеюсь, со временем мы это сделаем.


— А что можно упустить, если мониторить космос не каждую минуту?

Космос под присмотром // Астрофизики наблюдают рождение Вселенной, попивая чай у себя в кабинете Астрофизика, Космос, ученые, вселенная, МГУ, телескоп, КШ, статья, длиннопост

Владимир Липунов показывает на мониторах телескопы сети МАСТЕР. Они непрерывно сканируют небо, а учёные в режиме реального времени следят за их работой по этим экранам.


— Многое. Непрерывное наблюдение неба важно как для фундаментальных, так и для прикладных исследований, — объясняет заведующий лабораторией. — МАСТЕР собирает информацию о происходящем в самой глубине Вселенной, чтобы прояснить, как развивались события после Большого взрыва и что было до него. А ещё телескопы-роботы следят за близкими и потенциально опасными для нас объектами: астероидами, космическим мусором. Например, когда весной 2015 года произошла авария на космическом корабле «Прогресс», наш южноафриканский телескоп моментально определил координаты и проследил траекторию падения корабля. «Прогресс» сгорел в атмосфере и не смог бы причинить вред. Но уверяю вас, в космосе болтаются каменюки по 200 метров, и если одна из них направится к Земле, МАСТЕР может сыграть решающую роль в предотвращении катастрофы.


Последние судороги звёзд


— Многие серьёзные научные проекты начинались, казалось бы, несерьёзно. Сергей Королёв, скажем, собирал свои первые ракеты в сарае и запускал на пустыре. Мы брали с него пример, когда создавали МАСТЕР: первый телескоп этой системы был установлен в подмосковном посёлке Востряково и принадлежал частному лицу, — Владимир Липунов усаживается в кресле и закидывает ногу на ногу. — В 2002 году я встретил богатого человека, который хотел устроить обсерваторию у себя на даче. Тогда я был чистым теоретиком и очень интересовался гамма-всплесками: вcё думал, как их наблюдать. Это не так просто, ведь чаще всего они длятся лишь несколько десятков секунд. Вообще, гамма-всплеск — это самый мощный взрыв во Вселенной со времён Большого взрыва: это когда масса сверхновой звезды переходит в сильнейшее излучение в гамма-диапазоне. Из полюсов сверхновой вырываются гамма-лучи, короткая вспышка — и звезда превращается в чёрную дыру.

Космос под присмотром // Астрофизики наблюдают рождение Вселенной, попивая чай у себя в кабинете Астрофизика, Космос, ученые, вселенная, МГУ, телескоп, КШ, статья, длиннопост

Open space — для астрофизиков это не только объект исследований, но и организация офисного пространства.


— Получается, гамма-всплески — это последние судороги умирающей звезды, — пытаюсь уложить в голове в виде метафоры только что полученную информацию, ведь иначе представить это очень сложно. — Но во Вселенной триллионы звёзд. Как часто происходят такие коллапсы?


— Постоянно, — ухмыляется Липунов. — Но, как правило, обычные сверхновые взрываются моментально, и вся энергия уходит в чёрную дыру. Гамма-всплеск фиксируется, когда мы имеем дело не с обычными, а с вращающимися звёздами. Вращение сильно замедляет процесс отдачи энергии, — профессор отрывается от спинки кресла, подаётся вперед и увлечённо продолжает: — Представьте, что вы бежите по крутящейся ­карусели и хотите попасть в центр. У вас не получится, потому что воспрепятствует центробежная сила. Так же и в космосе: звезда вращается, не хочет уходить в чёрную дыру, сопротивляется, бедная, центробежная сила ей в этом помогает, а чёрная дыра тянет и тянет к себе. В результате звезда всё равно коллапсирует, но для нас важно, что это не простой, а растянутый коллапс, который хорошо изучать.


Из Подмосковья к краю Вселенной


— И тем не менее даже те коллапсы, которые продолжаются несколько десятков секунд, не зарегистрировать, если не вести непрерывную съёмку космоса. Мы решили привлечь спонсора и построить роботизированный телескоп, чтобы он всё делал сам: на первых долях секунды гамма-всплеска обнаруживал его и тут же фиксировал, — предваряет историю создания МАСТЕРа Липунов. — Помню, как в начале 2000-х Дмитрий Медведев говорил по телевизору что-то вроде: «Наука и бизнес должны объединяться!» Мы с коллегами смеялись над этим, но в действительности так и получилось. Система телескопов-роботов — это первый глобальный научный проект в России, запущенный на частные деньги. Правда, количество зафиксированных нами с 2002 по 2008 год гамма-всплесков можно по пальцам пересчитать. Что немудрено, ведь как было дело: лето, ночь, подмосковная дача, у соседей топится банька. А мы, значит, сквозь этот дым заглядываем на задворки Вселенной.


— Какая-то невероятная история. Видимо, ваш спонсор был настоящим фанатом космоса, раз дал кучу денег на этот проект.


— Вообще-то, мы делаем большую науку за очень маленькие деньги. Вы видели, как выглядят некоторые наши устройства? — астрофизик показывает фотографию телескопа в Южной Африке. — По сути, это такой бинокль с двумя трубками по 40 сантиметров в диаметре. Простенький. Самый дорогой элемент в нём — матрица, прибор для регистрации и быстрого считывания, как в цифровом фотоаппарате, только во много раз мощнее. А в целом телескоп не требует больших вложений. МАСТЕР совершил научный прорыв благодаря программному обеспечению. Телескоп можно построить за год, а чтобы написать софт такого уровня, нужно 10 лет. Его даже украсть нельзя! Известно, что сложную программу проще написать заново, чем разобраться и взломать её.


Софт для МАСТЕРа создавали программисты-астрономы из МГУ. Двое из них, аспиранты Евгений и Ар­тём, находятся в лаборатории, но в разговоре почти не участвуют: много дел.

Космос под присмотром // Астрофизики наблюдают рождение Вселенной, попивая чай у себя в кабинете Астрофизика, Космос, ученые, вселенная, МГУ, телескоп, КШ, статья, длиннопост

Программное обес­печение — «мозг» глобальной системы МАСТЕР.


— Можно я посмотрю немного, как вы работаете? — спрашиваю парней, зная, что сейчас они обучают сеть автоматически отслеживать опасные астероиды и сводят данные телескопов в единую систему.


— Конечно! — с плутоватой улыбкой Евгений разворачивает монитор компьютера. Чёрный экран пестрит разноцветными, очень мелкими буквами и символами — это программный код, полная абракадабра для обывателя.


— У нас не бывает ни ночей, ни выходных, ни праздников. Вот так мы трудимся, — вступает в беседу программист Артём. — Для этого не обязательно присутствовать в лаборатории. Мы пишем отчёты, редактируем статьи, обеспечиваем работу роботам. Когда телескоп открывает новый объект, а это происходит двадцать четыре часа в сутки, нужно моментально отправить ­телеграмму на специальный астрономический сайт. Где бы ты ни был, ты должен по алерту срочно сбросить информацию и включиться в гонку за научными открытиями.


— Но вообще мы стремимся к тому, чтобы человек исчез из научных публикаций, перестал считаться автором открытий и был только интерпретатором, — интри­гует Липунов. — Сеть МАСТЕР была создана, чтобы наблюдать гамма-всплески. Но те из них, что регистрируются нашими роботами, происходят где-то раз в неделю, поэтому в свободное время телескопы фотографируют доступные им участки звёздного неба и сравнивают их с базой данных — перепроверяют уже прощупанное космическое пространство. Каждый день МАСТЕР находит новые звёзды, астероиды, экзопланеты. В прошлом году количество открытий перевалило за тысячу — мы отметили это событие и перестали считать. Хочется, чтобы один робот посылал сообщение об обнаружении объекта другому, а люди в этом не участвовали. Наша миссия — думать и объяснять, попивая чай у себя в кабинете.


Рождение новых светил


— Хотите отправиться в виртуальное путешествие по звёздному небу? Давайте я покажу вам, как обрабатываются снимки, — предлагает сотрудница лаборатории Елена.


Мы садимся за компьютер и заходим в базу данных, где хранятся изображения с телескопов МАСТЕР. ­Строчки с фотографиями новых объектов выделены красным. Один клик — и мы смотрим сегодняшний снимок южного неба с телескопа в Аргентине. Второй — открываем такой же вроде кадр, датированный вчерашним днём.


— Это снимок одного и того же участка неба, — поясняет Елена. — Но смотрите: тут четыре звёздочки, а здесь пять!

Космос под присмотром // Астрофизики наблюдают рождение Вселенной, попивая чай у себя в кабинете Астрофизика, Космос, ученые, вселенная, МГУ, телескоп, КШ, статья, длиннопост

На крыше института есть две мини-обсерватории, но они не работают: московское небо непригодно для наблюдений.


На мониторе два чёрных квадрата с белыми пятнами-­звёздами (обычно снимки с телескопов чёрно-белые — красивые цветные фотографии получают благодаря съёмке с фильтрами). Всматриваюсь в черноту, и действительно: в первом квадрате четыре белые точки, а во втором уже пять.


Срочно находим архивные снимки МАСТЕРа, проверяем себя и ищем нужный участок неба в международных каталогах: мало ли, вдруг это переменная звезда, которая то светится, то гаснет — будет ошибкой причислить её к новым объектам.


— Скорее всего, в галактике Млечный Путь вспыхнула новая звёздочка! — с умилением подводит итог нашим поискам Елена.


Увидеть начало времени

— Вы знаете, что не было времён? — задумчиво спрашивает Липунов.


Мы пьём чай, сидя в мягких креслах его кабинета. Мысль профессора явно покинула лабораторию и бороздит сейчас просторы Вселенной. А моя застряла в безвременье: в кабинете Липунова нет часов, и кажется, что время замерло в ожидании некой истины, которую вот-вот откроет астрофизик.

Космос под присмотром // Астрофизики наблюдают рождение Вселенной, попивая чай у себя в кабинете Астрофизика, Космос, ученые, вселенная, МГУ, телескоп, КШ, статья, длиннопост

Телескопы-роботы собирают данные, а Владимир ­Липунов их интерпретирует — решает, что может считаться открытием, а что нет.


— Когда не было Вселенной, тогда не было и времён, — вкрадчиво поясняет профессор. — И в XXI веке мы получим информацию о самых ранних моментах существования Вселенной, увидим, как она зарождалась и развивалась. А помогут нам в этом гравитационные волны волны, фантастическое открытые прошлого года. Мы участвовали в исследовании гравитационно-волнового события в рамках коллаборации ­LIGO, которая, собственно, их открыла, и внесли свой вклад — самый значительный, если говорить об оптических телескопах. Нам дали секретные координаты участка неба, где были зарегистрированы гравитационные волны, и мы несколько недель наблюдали его, чтобы сказать, появлялись ли там новые объекты, и если да, могли ли они дать такую гравитационно-волновую мощность. Однако важно не это, — Липунов делает эффектную паузу. — Люди научились видеть то, чего не видели раньше. Гравитационные волны, почти не поглощаясь, проходят сквозь толщу времён и плотностей, приходят к нам с самого сотворения мира. И мы можем прикоснуться к этому моменту.


Безмолвное прошлое


— Астроном — это археолог. Когда мы смотрим в ­небо, то видим прошлое, ведь свету нужно время, чтобы преодолеть огромные пространства Вселенной, — продолжает мечтательно рассуждать профессор. — Чем дальше мы смотрим, тем более раннюю Вселенную ­видим. Мы археологи, которые изучают прошлое и, увы, не находят следов ни одной другой цивилизации, кроме земной. Отсутствие жизни вне нашей планеты — это стена, в которую учёные упираются каждый день. «Вечное молчание этих бесконечных пространств ужасает меня», — писал ещё в XVII веке французский математик Блез Паскаль, и эта его фраза актуальна по сей день.


Липунов прерывает разговор и подливает чай в чашки. Повисает тишина. Я оглядываю кабинет завлаба: картины на стенах, гитара возле книжного шкафа, магнитная доска с забавными стикерами. В голове начинает пульсировать тревожная мысль: «Зачем тогда всё это нужно — живопись, музыка, наука, жизнь вообще, — если от нас даже следа не останется? Если там наверху никого нет? Совсем никого!»

Космос под присмотром // Астрофизики наблюдают рождение Вселенной, попивая чай у себя в кабинете Астрофизика, Космос, ученые, вселенная, МГУ, телескоп, КШ, статья, длиннопост

Путь в космос открывается за дубовыми дверями ГАИШ.


Над столом профессора замечаю большую ­фотографию: команда учёных во главе с Липуновым окружила белый телескоп. Люди улыбаются, радуются ­установке нового прибора, размахивают флагом России, а бескрайнее равнодушное звёздное небо за этим наблюдает. Молча.


— Главная черта нашей цивилизации, — нарушает тишину профессор, — она хочет знать, хочет жить, постоянно гонится за чем-то новым. Вон за последними айфонами очереди какие выстраиваются! Вы можете представить, чтобы так продолжалось ещё миллион лет? Это невозможно, потому что подобными темпами Вселенная будет покорена — у каждого из нас в кармане будет маленькая Вселенная. Получается, либо человечество погибнет в какой-то момент, либо мы у кого-то в кармане и существует не просто внеземная, а сверхцивилизация, которую пока невозможно зафиксировать.

Показать полностью 6
104
Ричард Докинз и Лоуренс Краусс Жизнь, Вселенная и всё остальное
4 Комментария в Наука | Science  
73
Экосистема вселенной
10 Комментариев в Исследователи космоса  
Экосистема вселенной инопланетяне, Пришельцы, космос, вселенная, длиннопост
Показать полностью 14
721
Спросите Итана: правда ли, что во Вселенной есть дыра?
47 Комментариев  
Спросите Итана: правда ли, что во Вселенной есть дыра? Космос, вселенная, правда, geektimes, длиннопост

Та самая предполагаемая «дыра во Вселенной» (текст на картинке: в 6-10 млрд световых лет от нас находится пустота размером в миллиард световых лет, в которой нет никакой материи, и которая не испускает никакого излучения).

Конечно, в интернете полно прекрасной и правдивой с научной точки зрения информации. Но, наверное, есть гораздо больше сайтов, предназначенных для генерации кликов и трафика без учёта научной точности, и неспециалисту иногда очень сложно определить, кто есть кто. На этой неделе наш читатель задал вопрос по поводу нарытой им в интернете картинки, приведённой выше:

Не знаете ли вы, что это? Не писали ли вы об этом ранее?


Для начала разберёмся, что же там изображено на самом деле.

Показать полностью 5
7726
Сань, смотри чё я нашел )
494 Комментария  

http://pikabu.ru/story/sverkhmassivnaya_chernaya_dyira_s5_00...

Сань, смотри чё я нашел ) космос, черная дыра, планеты и звезды, вселенная, астрономия, длиннопост
Показать полностью 4
27
Снимок: Зонд Mars Express наблюдает следы гигантского наводнения на Марсе
0 Комментариев  
Снимок: Зонд Mars Express наблюдает следы гигантского наводнения на Марсе космос, марс, исследование, вселенная, астрономия, кратер

Зонд Европейского космического агентства Mars Express сделал снимок одной из самых крупных сетей каналов оттока на поверхности Красной планеты. Система каналов долины Касэй простирается примерно на 3000 километров от своего истока, находящегося в каньоне Эхо – лежащем к востоку от неровной вулканической области Тарсис и чуть севернее системы каньонов Долин Маринера, до стока, расположенного на обширных равнинах Хриса.


Комбинация вулканизма, тектонических процессов, схлопывания разломов и проседания пород в области Тарсис привели к нескольким масштабным выходам на поверхность грунтовых вод из каньона Эхо примерно 3,6-3,4 миллиарда лет назад. Эти древние наводнения оставили на поверхности планеты следы, которые наблюдаются и по сей день.

Снимок: Зонд Mars Express наблюдает следы гигантского наводнения на Марсе космос, марс, исследование, вселенная, астрономия, кратер
Показать полностью
27
My Galaxy.
3 Комментария в Арт  
My Galaxy. арт, женщина, вселенная, космос, Елена Никулина

https://www.artstation.com/artist/laurelin

30
Насколько мы малы во вселенной
4 Комментария в Исследователи космоса  
28
Для тех, у кого слишком большие ожидания
3 Комментария  
Для тех, у кого слишком большие ожидания
97
Далёкий монстр HD106906b.
35 Комментариев в Исследователи космоса  

В продолжение поста 10 недавних космических открытий, которые никто не может объяснить

где было рассказано о планете HD106906b, которая весит как 11 Юпитеров и которая удалена от своей звезды, вокруг которой вращается на расстояние в 650 раз больше, чем Земля удалена от Солнца!

Далёкий монстр HD106906b. космос, планеты и звезды, теория, вселенная, длиннопост

Захотел узнать насколько велика эта планета, но нигде в сети не нашел информации.

Понятно, что во Вселенной есть гигантские объекты, обладающие ничтожной плотностью и, напротив, есть маленькие, но их масса просто чудовищна, что заматывает пространство и время в узлы.

И все расчёты ниже носят исключительно теоретический характер.

Берем массу Юпитера, умножаем на 11, получаем массу HD106906b. Берем среднюю плотность четырех газовых гигантов нашей Солнечной системы (1230 кг/м3) или же плотность Солнца (1400 км/м3). Зная массу и плотность, получаем объём и из объёма получаем радиус и затем диаметр.

Получилось, что данная планета, которая в 11 раз тяжелее Юпитера, оказалось всего в 2,23 раза больше Юпитера и меньше в 8,93 раз нашего Солнца.

(Средний диаметр HD106906b составил 155,9 тысяч км. А диаметр Юпитера 69,9 тысяч км).


зы: немного об ахтунгах во время расчётов: когда искал "плотность солнца" яндекс выдал 1,4 г/см3 со ссылкой на вот этот сайт. В тексте далеко вниз по страничке действительно можно найти эту инфу. Однако я решил сверить свои расчёты плотности с данными этого сайта и не мог понять, почему солнце имеет плотность, указанную сразу под картинкой солнца 1.622 x 10^5 кг/м3 (степень должна быть 3, а не 5. на сайте ошибка в расчётах, а не у меня). Еще нельзя не заметить, что объем солнца в кубических килограммах... Я не знаю кто автор этого сайта, но знай, что ты какашка.


Спасибо за внимание, у меня всё )

Показать полностью
475
10 недавних космических открытий, которые никто не может объяснить
55 Комментариев  
10 недавних космических открытий, которые никто не может объяснить космос, вселенная, длиннопост
Показать полностью 1
236
Ученые готовятся получить первый в мире снимок черной дыры
22 Комментария  
Ученые готовятся получить первый в мире снимок черной дыры Черная дыра, космос, вселенная, астрономия, звёзды, темная материя, исследование

Международная команда исследователей готовится получить то, что может стать первым в мире снимком черной дыры. Этот проект является результатом совместной работы между научными командами, осуществляющими управление комплексами приема радиосигналов по всему миру, а команда сотрудников Массачусетского технологического университета (Massachusetts Institute of Technology, MIT), США, будет объединять данные, полученные от других научных коллективов, и, вероятно, создаст в конечном счете изображение черной дыры.


Этот проект продолжается уже в течение 20 лет, на протяжении которых команды-члены проекта пытались собрать воедино то, что теперь стало известно под названием Event Horizon Telescope (EHT). Каждая из 12 принимающих участие в проекте научных групп, работающих со станциями по приему радиосигналов, будет использовать специальное оборудование, установленное для целей проекта, чтобы вести запись данных на частоте 230 ГГц с 5-го по 14 апреля. Эти данные будут записаны на жесткие диски, которые затем будут отправлены в обсерваторию Хэйстек, штат Массачусетс, где команда из MIT объединит между собой эти данные при помощи метода, называемого интерферометрией с очень длинной базой – создающего виртуальный гигантский радиотелескоп с апертурой порядка диаметра Земли. Черная дыра, наблюдения которой предполагается провести в рамках этого проекта, расположена, как считается, в центре Млечного пути и носит название Стрелец А*.

Показать полностью 1
78
Ваше мнение, ищу идеи для рисунков...
32 Комментария в Лига Художников  

Салют пикабушники)) Пост у меня к вам вот такой ))

Есть к меня Друже , который рисует, ну то есть рисовака он.

Но рисовака стеснительная)) так что выкладываю вам за него его работы)).

Он еще не знает что я их выкладываю)) гы гы гы)) ....

В общем зацените)) откомментируйте что нравится что не нравится)).

В какую сторону порекомендуете ему ддвигаться)). Может есть какие идеи для серии рисунков)).

Сам друже интересуется вселенной )) всяким космическими ништяками ну и там бластеры джедаи протореане))

Ваше мнение, ищу идеи для рисунков... рисунок, плохой художник, космос, космонавт, вселенная, мир, мнение, будущее, длиннопост
Ваше мнение, ищу идеи для рисунков... рисунок, плохой художник, космос, космонавт, вселенная, мир, мнение, будущее, длиннопост
Ваше мнение, ищу идеи для рисунков... рисунок, плохой художник, космос, космонавт, вселенная, мир, мнение, будущее, длиннопост
Ваше мнение, ищу идеи для рисунков... рисунок, плохой художник, космос, космонавт, вселенная, мир, мнение, будущее, длиннопост
Ваше мнение, ищу идеи для рисунков... рисунок, плохой художник, космос, космонавт, вселенная, мир, мнение, будущее, длиннопост
Ваше мнение, ищу идеи для рисунков... рисунок, плохой художник, космос, космонавт, вселенная, мир, мнение, будущее, длиннопост
Ваше мнение, ищу идеи для рисунков... рисунок, плохой художник, космос, космонавт, вселенная, мир, мнение, будущее, длиннопост
Ваше мнение, ищу идеи для рисунков... рисунок, плохой художник, космос, космонавт, вселенная, мир, мнение, будущее, длиннопост
Показать полностью 8
240
Теория струн для чайников
30 Комментариев  

Очень длиннопост.

Приходила ли вам в голову мысль, что Вселенная похожа на виолончель? Правильно – не приходила. Потому что Вселенная не похожа на виолончель. Но это не означает, что у нее нет струн.


Конечно, струны мироздания едва ли похожи на те, которые мы себе представляем. В теории струн ими называются невероятно малые вибрирующие нити энергии. Эти нити похожи, скорее, на крошечные «резинки», способные извиваться, растягиваться и сжиматься на все лады. Все это, однако, не означает, что на них нельзя «сыграть» симфонию Вселенной, ведь из этих «нитей», по мнению струнных теоретиков, состоит все сущее.


Противоречие физики:


Во второй половине XIX века физикам казалось, что ничего серьезного в их науке открыть больше нельзя. Классическая физика считала, что серьезных проблем в ней не осталось, а все устройство мира выглядело идеально отлаженной и предсказуемой машиной. Беда, как и водится, случилась из-за ерунды – одного из мелких «облачков», еще остававшихся на чистом, понятном небе науки. А именно – при расчете энергии излучения абсолютно черного тела (гипотетическое тело, которое при любой температуре полностью поглощает падающее на него излучение, независимо от длины волны – NS). Расчеты показывали, что общая энергия излучения любого абсолютно черного тела должна быть бесконечно большой. Чтобы уйти от столь явного абсурда, немецкий ученый Макс Планк в 1900 году предположил, что видимый свет, рентгеновские лучи и другие электромагнитные волны могут испускаться только некоторыми дискретными порциями энергии, которые он назвал квантами. С их помощью удалось решить частную проблему абсолютно черного тела. Однако последствия квантовой гипотезы для детерминизма тогда еще не осознавались. Пока в 1926 году другой немецкий ученый, Вернер Гейзенберг, не сформулировал знаменитый принцип неопределенности.


Суть его сводится к тому, что вопреки всем господствующим до того утверждениям, природа ограничивает нашу способность предсказывать будущее на основе физических законов. Речь, конечно, идет о будущем и настоящем субатомных частиц. Выяснилось, что они ведут себя совершенно не так, как это делают любые вещи в окружающем нас макромире. На субатомном уровне ткань пространства становится неровной и хаотичной. Мир крошечных частиц настолько бурный и непонятный, что это противоречит здравому смыслу. Пространство и время в нем настолько искривлены и переплетены, что там нет обычных понятий левого и правого, верха и низа, и даже до и после. Не существует способа сказать наверняка, в какой именно точке пространства находится в данный момент та или иная частица, и каков при этом момент ее импульса. Существует лишь некая вероятность нахождения частицы во множестве областей пространства-времени. Частицы на субатомном уровне словно «размазаны» по пространству. Мало этого, не определен и сам «статус» частиц: в одних случаях они ведут себя как волны, в других – проявляют свойства частиц. Это то, что физики называют корпускулярно-волновым дуализмом квантовой механики.


В Общей теории относительности, словно в государстве с противоположными законами, дело обстоит принципиально иначе. Пространство представляется похожим на батут – гладкую ткань, которую могут изгибать и растягивать объекты, обладающие массой. Они создают деформации пространства-времени – то, что мы ощущаем как гравитацию. Стоит ли говорить, что стройная, правильная и предсказуемая Общая теория относительности находится в неразрешимом конфликте с «взбалмошной хулиганкой» – квантовой механикой, и, как следствие, макромир не может «помириться» с микромиром. Вот тут на помощь и приходит теория струн.


Теория Всего:


Теория струн воплощает мечту всех физиков по объединению двух, в корне противоречащих друг другу ОТО и квантовой механики, мечту, которая до конца дней не давала покоя величайшему «цыгану и бродяге» Альберту Эйнштейну.


Многие ученые уверены, что всё, от изысканного танца галактик до безумной пляски субатомных частиц, может в итоге объясняться всего одним фундаментальным физическим принципом. Может быть – даже единым законом, который объединяет все виды энергии, частиц и взаимодействий в какой-нибудь элегантной формуле.


ОТО описывает одну из самых известных сил Вселенной – гравитацию. Квантовая механика описывает три других силы: сильное ядерное взаимодействие, которое склеивает протоны и нейтроны в атомах, электромагнетизм и слабое взаимодействие, которое участвует в радиоактивном распаде. Любое событие в мироздании, от ионизации атома до рождения звезды, описывается взаимодействиями материи посредством этих четырех сил. С помощью сложнейшей математики удалось показать, что электромагнитное и слабое взаимодействия имеют общую природу, объединив их в единое электрослабое. Впоследствии к ним добавилось и сильное ядерное взаимодействие – но вот гравитация к ним не присоединяется никак. Теория струн – одна из самых серьезных кандидаток на то, чтобы соединить все четыре силы, а, значит, объять все явления во Вселенной – недаром ее еще называют «Теорией Всего».


Сначала был миф:


До сих пор далеко не все физики пребывают в восторге от теории струн. А на заре ее появления она и вовсе казалась бесконечно далекой от реальности. Само ее рождение – легенда.


В конце 1960-х годов молодой итальянский физик-теоретик Габриэле Венециано искал уравнения, которые смогли бы объяснить сильные ядерные взаимодействия – чрезвычайно мощный «клей», который скрепляет ядра атомов, связывая воедино протоны и нейтроны. Согласно легенде, как-то он случайно наткнулся на пыльную книгу по истории математики, в которой нашел уравнение двухсотлетней давности, впервые записанное швейцарским математиком Леонардом Эйлером. Каково же было удивление Венециано, когда он обнаружил, что уравнение Эйлера, которое долгое время считали ничем иным, как математической диковинкой, описывает это сильное взаимодействие.


Как же было на самом деле? Уравнение, вероятно, стало результатом долгих лет работы Венециано, а случай лишь помог сделать первый шаг к открытию теории струн. Уравнение Эйлера, чудесным образом объяснившее сильное взаимодействие, обрело новую жизнь.


В конце концов, оно попалось на глаза молодому американскому физику-теоретику Леонарду Сасскинду, который увидел, что в первую очередь формула описывала час­тицы, которые не имели внутренней структуры и могли вибрировать. Эти частицы вели себя так, что не могли быть просто точечными частицами. Сасскинд понял – формула описывает нить, которая подобна упругой резинке. Она могла не только растягиваться и сжиматься, но и колебаться, извиваться. Описав свое открытие, Сасскинд представил революционную идею струн.

К сожалению, подавляющее большинство его коллег встретили теорию весьма прохладно.


Стандартная модель:


В то время общепринятая наука представляла частицы точками, а не струнами. В течение многих лет физики исследовали поведение субатомных частиц, сталкивая их на высоких скоростях и изучая последствия этих столкновений. Выяснилось, что Вселенная намного богаче, чем это можно было себе представить. Это был настоящий «демографический взрыв» элементарных частиц. Аспиранты физических вузов бегали по коридорам с криками, что открыли новую частицу, – не хватало даже букв для их обозначения.


Но, увы, в «родильном доме» новых частиц ученые так и не смогли отыскать ответ на вопрос – зачем их так много и откуда они берутся?


Это подтолкнуло физиков к необычному и потрясающему предсказанию – они поняли, что силы, действующие в природе, также можно объяснить с помощью частиц. То есть существуют частицы материи, а есть частицы-переносчики взаимодействий. Таковым, например, является фотон – частица света. Чем больше этих частиц-перенос­чиков – тех же фотонов, которыми обмениваются частицы материи, тем ярче свет. Ученые предсказывали, что именно этот обмен частицами-переносчиками – есть не что иное, как то, что мы воспринимаем как силу. Это подтвердилось экспериментами. Так физикам удалось приблизиться к мечте Эйнштейна по объединению сил.


Ученые считают, что если мы перенесемся к моменту сразу после Большого взрыва, когда Вселенная была на триллионы градусов горячее, частицы-переносчики электромагнетизма и слабого взаимодействия станут неразличимы и объединятся в одну-е­дин­ственную силу, называемую электрослабой. А если вернуться во времени еще дальше, то электрослабое взаимодействие соединилось бы с сильным в одну суммарную «суперсилу».


Несмотря на то, что все это еще ждет своих доказательств, квантовая механика вдруг объяснила, как три из четырех сил взаимодействуют на субатомном уровне. Причем объяснила красиво и непротиворечиво. Эта стройная картина взаимодействий, в конечном счете, получила название Стандартной модели. Но, увы, и в этой совершенной теории была одна большая проблема – она не включала в себя самую известную силу макроуровня – гравитацию.


Гравитон:


Для не успевшей «расцвести» теории струн наступила «осень», уж слишком много проблем она содержала с самого рождения. Например, выкладки теории предсказали существование частиц, которых, как точно установили вскоре, не существует. Это так называемый тахион – частица, которая движется в вакууме быстрее света. Помимо прочего выяснилось, что теория требует целых 10 измерений. Неудивительно, что это очень смущало физиков, ведь это очевидно больше, чем то, что мы видим.


К 1973 году только несколько молодых физиков все еще боролись с загадочными выкладками теории струн. Одним из них был американский физик-теоретик Джон Шварц. В течение четырех лет Шварц пытался приручить непослушные уравнения, но без толку. Помимо других проблем, одно из этих уравнений упорно описывало таинственную частицу, которая не имела массы и не наблюдалась в природе.


Ученый уже решил забросить свое гиблое дело, и тут его осенило – может быть, уравнения теории струн описывают, в том числе, и гравитацию? Впрочем, это подразумевало пересмотр размеров главных «героев» теории – струн. Предположив, что струны в миллиарды и миллиарды раз меньше атома, «струнщики» превратили недостаток теории в ее достоинство. Таинственная частица, от которой Джон Шварц так настойчиво пытался избавиться, теперь выступала в качестве гравитона – частицы, которую долго искали и которая позволила бы перенести гравитацию на квантовый уровень. Именно так теория струн дополнила пазл гравитацией, отсутствующей в Стандартной модели. Но, увы, даже на это открытие научное сообщество никак не отреагировало. Теория струн оставалась на грани выживания. Но Шварца это не остановило. Присоединиться к его поискам захотел только один ученый, готовый рискнуть своей карьерой ради таинственных струн – Майкл Грин.


Субатомные матрешки:


Несмотря ни на что, в начале 1980‑х годов теория струн все еще имела неразрешимые противоречия, называемые в науке аномалиями. Шварц и Грин принялись за их устранение. И усилия их не прошли даром: ученые сумели устранить некоторые противоречия теории. Каково же было изумление этих двоих, уже привыкших к тому, что их теорию пропускают мимо ушей, когда реакция ученого сообщес­тва взорвала научный мир. Меньше чем за год число струнных теоретиков подпрыгнуло до сотен человек. Именно тогда теорию струн наградили титулом Теории Всего. Новая теория, казалось, способна описать все составляющие мироздания. И вот эти составляющие.


Каждый атом, как известно, состоит из еще меньших частиц – электронов, которые кружатся вокруг ядра, состоящего из протонов и нейтронов. Протоны и нейтроны, в свою очередь, состоят из еще меньших частиц – кварков. Но теория струн утверждает, что на кварках дело не заканчивается. Кварки состоят из крошечных извивающихся нитей энергии, которые напоминают струны. Каждая из таких струн невообразимо мала. Мала настолько, что если бы атом был увеличен до размеров Солнечной системы, струна была бы размером с дерево. Так же, как различные колебания струны виолончели создают то, что мы слышим, как разные музыкальные ноты, различные способы (моды) вибрации струны придают частицам их уникальные свойства – массу, заряд и прочее. Знаете, чем, условно говоря, отличаются протоны в кончике вашего ногтя от пока не открытого гравитона? Только набором крошечных струн, которые их составляют, и тем, как эти струны колеблются.


Конечно, все это более чем удивительно. Еще со времен Древней Греции физики привыкли к тому, что все в этом мире состоит из чего-то вроде шаров, крошечных частиц. И вот, не успев привыкнуть к алогичному поведению этих шаров, вытекающему из квантовой механики, им предлагается вовсе оставить парадигму и оперировать какими-то обрезками спагетти...


Как устроен мир:


Науке сегодня известен набор чисел, которые являются фундаментальными постоянными Вселенной. Именно они определяют свойства и характеристики всего вокруг нас. Среди таких констант, например, заряд электрона, гравитационная постоянная, скорость света в вакууме... И если мы изменим эти числа даже в незначительное число раз – последствия будут катастрофическими. Предположим, мы увеличили силу электромагнитного взаимодействия. Что же произошло? Мы можем вдруг обнаружить, что ионы стали сильнее отталкиваться друг от друга, и термоядерный синтез, который заставляет звезды светить и излучать тепло, вдруг дал сбой. Все звезды погаснут.


Но причем здесь теория струн с ее дополнительными измерениями? Дело в том, что, согласно ей, именно дополнительные измерения определяют точное значение фундаментальных констант. Одни формы измерений заставляют одну струну вибрировать определенным образом, и порождают то, что мы видим, как фотон. В других формах струны вибрируют по-другому, и порождают электрон. Воистину бог кроется в «мелочах» – именно эти крошечные формы определяют все основополагающие константы этого мира.


Теория суперструн:


В середине 1980-х годов теория струн приобрела величественный и стройный вид, но внутри этого монумента царила путаница. Всего за несколько лет возникло целых пять версий теории струн. И хотя каждая из них построена на струнах и дополнительных измерениях (все пять версий объединены в общую теорию суперструн – NS), в деталях эти версии расходились значительно.


Так, в одних версиях струны имели открытые концы, в других – напоминали кольца. А в некоторых вариантах теория даже требовала не 10, а целых 26 измерений. Парадокс в том, что все пять версий на сегодняшний день можно назвать одинаково верными. Но какая из них действительно описывает нашу Вселенную? Это очередная загадка теории струн. Именно поэтому многие физики снова махнули рукой на «сумасбродную» теорию.


Но самая главная проблема струн, как уже было сказано, в невозможности (по крайней мере, пока) доказать их наличие экспериментальным путем.


Некоторые ученые, однако, все же поговаривают, что на следующем поколении ускорителей есть очень минимальная, но все же возможность проверить гипотезу о дополнительных измерениях. Хотя большинство, конечно, уверено, что если это и возможно, то произойти это, увы, должно еще очень нескоро – как минимум через десятилетия, как максимум – даже через сотню лет.

Показать полностью
190
Зонд Dawn обнаруживает органику на Церере
28 Комментариев  
Зонд Dawn обнаруживает органику на Церере Церера, космос, вселенная, астрономия, исследование, зонд

Космический аппарат НАСА Dawn обнаружил свидетельства наличия органических веществ на поверхности Цереры, карликовой планеты и крупнейшего тела Главного астероидного пояса, расположенного между орбитами Марса и Юпитера. Ученые при помощи инструмента Visible and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) обнаружили органический материал внутри и вокруг кратера северного полушария карликовой планеты, носящего название Эрнутет. Органические молекулы представляют интерес для ученых , поскольку они являются необходимым – хотя и не достаточным – условием зарождения и существования жизни.

Зонд Dawn обнаруживает органику на Церере Церера, космос, вселенная, астрономия, исследование, зонд

«В исследовании впервые однозначно были обнаружены с орбиты органические молекулы на поверхности небесного тела из Главного астероидного пояса», - сказала Мария Кристина Де Санктис (Maria Cristina De Sanctis) из Национального астрофизического института, Италия, главный автор нового исследования.

Показать полностью 1
40
Измерения
2 Комментария в Комиксы  
Измерения
177
Телескоп Хаббл помог астрономам обнаружить "убийство" мега-кометы "белым карликом"
6 Комментариев в Исследователи космоса  
Телескоп Хаббл помог астрономам обнаружить "убийство" мега-кометы "белым карликом" космос, ВСЕЛЕННАЯ, исследование, комета

Космический телескоп Хаббл продолжает обнаруживать интересное. Несколько дней назад ему удалось запечатлеть момент смерти звезды, расположенной на расстоянии более 5000 световых лет от Земли в созвездии Кормы, а вчера астрономы с помощью этого же телескопа смогли увидеть, как в созвездии Волопаса белый карлик разорвал на части и поглотил большую комету, в десятки раз превышающую по размерам те, что они наблюдали в Солнечной системе. Результаты исследования учёные опубликовали в Astrophysical Journal Letters.


Когда белые карлики поглощают какой-нибудь объект, его элементы распределяются по поверхности слоями, поэтому тяжёлые элементы постепенно опускаются вниз, а, например, газы вроде водорода или гелия поднимаются вверх. Из-за этого тяжёлые элементы можно увидеть лишь в момент поглощения белым карликом планеты, астероида или кометы. Сы-и Сюй, астроном Европейской южной обсерватории в Гархинге, расположенной в Германии, при помощи телескопа Хаббл обнаружил этот «обед» в процессе изучения спектра звезды WD 1425+540, находящейся примерно в 170 световых годах от нашей планеты.


Мы впервые увидели следы азота в спектре белого карлика. Азот является очень важным элементом для нас, одним из основных кирпичиков жизни на Земле. В этом белом карлике содержится очень большое количество азота, гораздо больше, чем мы наблюдали в любом другом объекте в Солнечной системе, — приводит слова астронома Сы-и Сюя РИА Новости.


Комета, которой «полакомился» белый карлик, весила примерно в сто раз больше кометы Галлея. Изучив явление внимательнее, астрономы пришли к выводу, что они смогли открыть первую крупную комету, пережившую смерть звезды.

148
МКС помогает изучать таинственные электрические разряды в атмосфере Земли
17 Комментариев  
МКС помогает изучать таинственные электрические разряды в атмосфере Земли МКС, вселенная, космос, астрономия, планета Земля, планета, длиннопост

В течение многих лет их существование вызывало множество споров: кратковременные электрические разряды в верхних слоях атмосферы, которые известны как красные феи, голубые джеты, пикси и эльфы. Согласно пилотам воздушных судов эти явления происходят выше уровня, на котором наблюдаются грозы, поэтому с трудом поддаются изучению.

МКС помогает изучать таинственные электрические разряды в атмосфере Земли МКС, вселенная, космос, астрономия, планета Земля, планета, длиннопост
Показать полностью 1


Пожалуйста, войдите в аккаунт или зарегистрируйтесь