Спасение от наступающих морозов ❄ - самодельная карманная грелка! В любом процессе кристаллизации выделяется тепло. Но если это идет очень быстро (видео НЕ ускорено), то происходит сильный нагрев, что даже руки можно обжечь🔥!
Подробная инструкция в комментариях
Инструкция по изготовлению:
1. прикрепить к фену для волос рулон туалетной бумаги;
2. направить струю воздуха над рулоном;
3. направить в нужном направлении. готово!)
Как работает:
Согласно уравнению бернулли, при увеличении скорости потока, давление в нем уменьшается. Над рулоном возникает область пониженного давления, которая затягивает все в себя и таким образом разматывает рулон.
Задача фильтра - пропустить одни направления (горизонтальные) поперечных колебаний световых волн и заблокировать другие (вертикальные). Но если взять второй идентичный фильтр, и повернуть его на 90 градусов, то свет блокируется практически полностью.
Если капнуть мыльным раствором в молоко или воду, то начнется такой красивый эффект. Объясняется он тем, что у воды и мыла - разное поверхностное натяжение и жидкость устремляется туда, где оно больше.
Друзья! Записал ролик на тему конца света. Что-то из выпуска уже было в том или ином виде на Пикабу. Но я постарался собрать все и максимально полно осветить вопрос.
Специально на Пикабу выкладываю и сам ролик, и текстовую версию. Приятного просмотра (или прочтения!)
Человечество с древнейших времен пытается понять, когда же наступит конец всему: Пророчество Майа, Судный день, Армагеддон, КиЯмат – всего и не перечислишь! И в наши дни СМИ постоянно пророчат конец света чуть ли не на следующей неделе. То на нас может упасть астероид, то появился новый смертельный вирус, то магнитное поле Земли барахлит…
Но есть две проблемы. Во-первых, пока еще ни один такой прогноз не оправдался, что ставит под сомнение подобные заявления. А во-вторых, все это – не конец света в правильном его понимании. Да, человечество полностью может исчезнуть. Но! Это означает только, что в космосе станет на одну обитаемую планету меньше. А все остальное-то останется! Вся Вселенная продолжит существовать, как и раньше, абсолютно не заметив пропажи каких-то мелких букашек. Ну это я сейчас про людей.
Но вы никогда не задавались более глобальным вопросом? Наступит ли конец света для абсолютно всего? И может ли исчезнуть вся Вселенная? Со всеми галактиками, черными дырами, летающими в космосе автомобилями и прочим. И если мы доживем до этого момента, то сможем ли спастись? Давайте разберемся, что об этом говорит наука!
Тепловая смерть
Издавна ученые считали, что Вселенная будет существовать вечно. Вплоть до середины 19 века, когда был предложен сценарий так называемой «Тепловой смерти»! Что же это такое?
Начну издалека. В термодинамике, есть понятие энтропия. Это величина, показывающая степень беспорядка в системе. Я люблю иллюстрировать ее на примере овечек. Представьте, себе 3 разных овечки и 3 стойла для них.
Сколько вариантов расположения существует? Правильно, всего 6, вот они все перед вами:
А теперь представьте себе, что фермер загнал овечек в стойла, ушел, но забыл закрыть загоны. Что происходит? Правильно, овечки разбредаются по ферме и теперь вариантов их расположения уже не 6, а намноооого больше!
Как видите, если замкнутую систему предоставить самой себе, степень беспорядка, то есть энтропия, увеличивается. Или остается постоянной, если это уставшие овечки! Это - второй закон термодинамики. Работает он, конечно, больше на поведении молекул в жидкостях, газах, твердых телах.
Например, вы размешиваете рафинад в чае. Расположение частичек сахара становится более беспорядочным. Или вы уронили свой Iphone Х и разбили экран на мелкие кусочки. Печально, но энтропия тоже увеличивается. И что самое главное, это необратимо. Вероятность, что частицы сахара или стекла соберутся в точности обратно по сути нулевая.
И этот закон действует во всей Вселенной! Звезды взрываются, превращаясь в туманности, астероиды сталкиваются друг с другом, крошась в пыль, галактики рассеиваются и исчезают!
В итоге, через много-много лет Вселенная будет равномерно заполнена веществом с одинаковой плотностью и температурой. Это будет холодный, темный и очень скучный мир, в котором не будет просходить ничего. Радует, что Дома-2 там тоже не будет.
Удручающий сценарий, правда? Однако такое вряд ли произойдет. Второй закон термодинамики работает только в замкнутых системах. Применим ли он к бесконечной Вселенной, мы не знаем. К тому же в этом сценарии не учитывается гравитация! Если она есть, то максимуму энтропии не соответствует равномерная плотность, все-таки какие-то структуры останутся! Так что, можно выдохнуть и не бояться тепловой смерти. Но, есть вещи и пострашнее!
Расширение Вселенной
В 20 веке появились новые теории, еще более невероятные! Благодаря двум открытиям: разбегания галактик и реликтового излучения, удалось понять, что Вселенная непрерывно расширяется! Мы поняли, что более 13 миллиардов лет назад произошел Большой взрыв, наблюдаемая Вселенная начала увеличиваться и к нашим дням уже раздулась до невероятных размеров!
Но мы пока плохо понимаем, что будет дальше, это вам не пасьянс разложить! С одной стороны, да, галактики разбегаются, и это будет продолжаться еще довольно долго. Но с другой, все объекты гравитационно притягиваются друг к другу. При убегании, галактики вынуждены противодействовать взаимному притяжению. Это немного тормозит разбегание, и по сути, замедляет расширение Вселенной.
Что произойдет в итоге, зависит от средней плотности Вселенной. Ведь от нее зависит масса и соответственно гравитационные силы. Мы пока точно не смогли рассчитать эту величину, поэтому возможны два варианта. Первый называют «Большим хлопком».
Большой хлопок
Хлопок не подразумевает никакого звука, это просто красивое название, но за ним таятся страшные вещи! Предполагается, что средняя плотность будет настолько большой, что гравитация полностью затормозит галактики, после чего начнется их неизбежное сближение и сжатие Вселенной!
Только представьте, вещество начнет уплотняться, повсюду будут возникать черные дыры! Потом они начнут сливаться в одну большую черную дыру, которая поглотит весь мир! Так что если кто-то хочет побывать в черной дыре, велком! Просто подождите несколько миллиардов лет и возможно все произойдет само! Выживет ли кто-то при этом? Думаю вряд ли. Однако зрелище будет незабываемым!
Большое замерзание
Но может быть совсем по-другому. Если средняя плотность Вселенной окажется равна, или меньше некой критической плотности, гравитация никогда не сможет остановить довольно быстрое разбегание галактик. Вселенная будет расширяться вечно и это приведет к «Большому замерзанию»!
Наш мир будет становиться все больше и больше, в нем будет потихоньку затухать. Через 100 триллионов лет закончится звездообразование, последние звезды израсходуют запасы своего термоядерного горючего, погаснут, и Вселенная погрузится во тьму, медленно остывая.
Через 100 квинтиллионов лет орбиты всех объектов изменятся очень сильно, вследствие гравитационных возмущений. Все больше и больше потухших звезд и планет будет просто вылетать из галактик, пока они практически полностью не рассеются.
10 в 100 степени лет Вселенная будет наполнена такими скитающимися телами, пока они все не повстречают на своем пути черные дыры. Которые в дальнейшем будут испаряться излучением Хоккинга пока сами полностью не исчезнут.
Весь мир будет заполнен электромагнитными волнами, нейтрино, которые просто улыло будут летать по всей Вселенной. И это даже страшней чем тепловая смерть. Там хоть можно было фильмов накачать и до старости смотреть. Здесь же это невозможно, ведь даже вещества не останется!
Темная энергия
Но это еще не самое страшное. Чуть менее 20 лет назад ученые обнаружили так называемую темную энергию. Мы пока мало что знаем об этой штуке. Но уверены, что она равномерно заполняет всю Вселенную и обладает эффектом антигравитации!
Именно поэтому расширение происходит с ускорением! Темная энергия словно расталкивает галактики, заставляя их двигаться все быстрее. Это словно образный ветер, который дует во все стороны, и расталкивает, разгоняет галактики. Если все будет продолжаться так же, Вселенную ждет гибель по сценарию Большого замерзания.
Нопо-настоящему страшные вещи произойдут, если темная энергия по каким-то причинам усилит свое антигравитационное воздействие! Тогда Вселенную ждет неминуемая гибель совсем иного рода под названием «Большой разрыв»!
Большой разрыв
Казалось бы, ха, ну и что? Ну убегут от нас все галактики еще быстрее, и? Фишка в том, что чем дальше находятся галактики, тем быстрее они друг от друга удаляются. На каком-то расстоянии эта скорость может быть даже больше световой. Это не противоречит теории относительности, я об этом уже упоминал в предыдущих видео, советую глянуть)
То есть, вокруг нас есть сфера, на которой все удаляется со световой скоростью, ее называют сферой Хаббла.
Если расширение Вселенной ускоряется, скорость разбегания увеличивается. Галактики на сфере начинают двигаться даже быстрее скорости света, а световая скорость будет у объектов, которые чуть ближе к нам! То есть сфера Хаббла может уменьшаться!
И теперь самое интересное! Если темная энергия усилит антигравитационное воздействие всего в полтора раза, рано ли поздно эта сфера станет размером с Солнечную систему! Все, что находится за ней, будет просто разлетаться в разные стороны со сверхсветовой скоростью! И ни одна сила не сможет этому противостоять! Согласно расчетам, это произойдет уже через 22 млрд лет.
А дальше события будут развиваться стремительно. Через 3 месяца сфера Хаббла будет уже размером с Землю!
А через 30 минут разрушатся атомы, из которых мы все состоим, а через одну наносекунду произойдет Большой разрыв!
Состояние, которое описать мы пока не в состоянии, ведь вообще не представляем, что может быть с веществом при таких условиях. Единственное мы знаем точно – мы не выживем.
И большим этот разрыв называют потому что он произойдет в каждой точке расшияющейся Вселенной! Разорвется, разлетится на куски любой атом, любой протон! Пространство и время, в том виде, котором мы их знаем, перестанут существовать. Это и будет конец света. Смерть вселенной!
Заключение
Мы пока не знаем, какой из сценариев верный. Мы не знаем, как поведет себя темная материя в дальнейшем, может вообще исчезнет. Мы не знаем точно плотности Вселенной. Мы не знаем точно даже испаряются черные дыры или нет? Но в одном мы точно уверены – Вселенная полна загадок и тайн, которые нам еще предстоит раскрыть!
Винглеты - законцовки крыла, которые являются красивым авиационным лайфхаком. Зачем они нужны? В чем их смысл? Как физика работает в полете? Зачем перелетные птицы летают клином? И почему иногда, чтобы лететь быстрее, нужно уменьшать обороты двигателя? Обо всем этом - в выпуске!
Здесь уже было в формате статьи (поэтому текстовой версии поста нет). Я сделал красивую 3D-анимацию, как же все это работает и зачем нужно?
Всем привет! Один из моих любимых супергероев – железный человек. Согласно фильму, он получил ранение при взрыве, и с тех пор в его груди находится электромагнит, который не дает осколкам бомбы попасть в сердце. Подпитывается это все устройством, которое очень похоже на термоядерный реактор, но только очень миниатюрное.
Красивая идея, правда? Но… Насколько это вообще реально? Возможно ли имплантировать в человека что-то подобное? Ну или даже заменить все сердце устройством, работающем на ядерной энергии? Рад вам представить мое новое видео об этом! Ну а специально для Пикабу - текстовая версия чуть ниже.
Сразу немного огорчу. Существующие термоядерные реакторы — это огромные махины, высотой с многоэтажный дом! Сейчас, конечно, ведутся разработки компактных версий. Например, компания Lockheed Martin в 2019 году хочет представить небольшой термоядерный реактор. Но и он будет размером… с фуру! Так что вряд ли это поместится в человеке. Ну только если так, но это не очень удобно:
К тому же есть куча проблем. Термоядерный синтез – это слияние ядер атомов, которые всегда положительны и отталкиваются. Поэтому температура нужна в десятки, а то и сотни миллионов градусов! Сотня миллионов градусов, Карл! Только тогда ядра имеют огромную скорость, чтобы преодолеть отталкивание. Как это сделать в таком компактном корпусе, непонятно.
Настолько горячее вещество необходимо удерживать на весу, чтобы оно не расплавило стенки. Делается это с помощью сильных магнитных полей, на создание которых уходит очень много энергии. Настолько много, что только в 2014 году удалось получить от реактора больше мощности, чем затратить!
Сейчас много разговоров о так называемом холодном термоядерном синтезе. Однако к такому не удалось еще даже близко приблизиться, и все сообщения о "холодном термояде" не более чем фальсификация. Ну или энергия там вырабатывается другим путем, например, в химической реакции.
Согласитесь, живи Тони Старк в нашем мире, у него уже была бы нобелевка! Так что полностью воссоздать технологии железного человека пока вряд ли получится.
Но, не расстраивайтесь! Ведь использовать ядерную энергию для работы сердца… можно! Откуда такая уверенность? Да просто это уже делали!
Посмотрите! Это имплантируемый кардиостимулятор, генерирующий электрические импульсы для стабильного сердцебиения. И обратите внимание, что там за значок. Да-да, это не фотошоп:
В 70-х годах прошлого века появились кардиостимуляторы, использующие в качестве источника питания радиоактивный плутоний-238! Содержится его там совсем немного – не более 0,2 грамма. Но такого запаса хватает надолго. Некоторые из них работают до сих пор, а это больше 40 лет!
Вы только представьте! У вас в грудной клетке - капсула с радиоактивным плутонием! Она конечно надежно защищена, даже от прямого попадания пули. Да и радиационый фон от устройства – минимальный.
Но несмотря на такую крутоту и все остальные плюсы, технология так и не прижилась (было имплантировано всего около 580 таких устройств). Во-первых, из-за появления устройств на литий-ионных батарейках, которые работают тоже довольно долго. А во-вторых, боязнь людей перед радиацией искоренить очень сложно!
С советском союзе тоже такими штуками увлекались:
Честно говоря, это были не совсем ядерные реакторы. Цепная реакция в таком маленьком объеме не может идти. Для этого нужна масса, не менее критической (для плутония это 11 кг). В основном в них использовалось следующее: из-за естественного радиоактивного распада вещество нагревалось и это тепло преобразовывалось в электричество. КПД конечно ниже, чем на атомной станции, но и мы тут не ледоход запускаем!
Если схематично, то внутри капсулы находился крошечный кусочек плутония:
Вообще в 70-е разрабатывался проект целого искусственного сердца, в котором было несколько десятков граммов плутония-238. Тепло радиоактивного распада нагревало газ, который толкал поршень и приводил в действие насос, перекачивающий кровь. Проект пришлось закрыть, по тем же причинам, что и ядерные кардистимуляторы.
Но глядя на имеющиеся наработки становится понятно – атомное сердце вполне может существовать! Не с ядерным реактором, конечно, но все же!
Однако технология не канула в лету. Она называется РИТЭГ – радиоизотопный термоэлектрический генератор. Используется это в основном на космических аппаратах, отправляющихся в дальний космос, где солнечные батареи становятся неэффективны. Заправляют ритеги несколькими килограммами плутония и служит такая «космическая батарейка» очень долго – несколько десятков лет!
И что интересно. Если РИТЭГи могут быть абсолютно разных размеров, почему бы не поместить такой… в смартфон? Мы же тогда вообще забудем о зарядке! Круто же! Выкуси эпл со своими проводочками!
И такие проекты есть! Это уже правда не РИТЭГи, и в них нет плутония. В них используется другое радиоактивное вещество - тритий, изотоп водорода. Называют это бета-вольтаическими источниками, срок их службы – десятилетия! В них бета-излучение трития поглощается полупроводниками и преобразуется в электричество. Причем минуя переход в тепло, что только повышает КПД! Технология пока дорогая, но очень перспективная! Так что, рано или поздно мы увидим телефоны, вообще без зарядки!
Кстати, сейчас можно без проблем купить радиоактивный брелок! В нем бета-излучение трития поглощается слоем люминофора и переизлучается в виде света. Светит такой девайс несколько лет и полностью безопасен, ведь бета-излучение не может пройти через стенки корпуса. Стоит кстати, не очень дорого. Есть модели по 10-15$.
Как видите, спектр применения ядерных технологий – невероятно широк! Развитие в этом направлении идет медленно, в основном из-за того, что все страшно боятся радиации! Да, конечно она опасна. Но люди раньше боялись и электричества, и паровых машин. Так что даже настоящий железный человек вполне может быть только вопросом времени!
Полезные ссылки:
Виды ядерных кардиостимуляторов - http://www.prutchi.com/pdf/implantable/radioisotope_pacemake...
Проект атомного сердца - https://lenta.ru/articles/2016/05/23/ah/
Бета-вольтаические батарейки - http://www.citylabs.net/
Всем привет! Недавно записал видео о том, как устроен формат mp3. Делаю для Ютюба, но еще выложил на Пикабу. Самый первый комментарий был - зачем делать видео, где достаточно текста и картинок.
Справедливое замечание, поэтому отныне, специально для Пикабу, буду делать текстовые версии выпусков. Информация абсолютно та же, но вид другой. Думаю многим так будет удобнее. Итак, ниже видеоверсия, а еще ниже - текст с картинками.
JPEG - это формат сжатия изображений, который позволяет уменьшить размер файла в 20, 30, 100 раз! В посте НЕ будет описана история создания формата, его плюсы и минусы и самые тонкие технические детали. Это обзорное повествование о том, как происходит сжатие (в очень упрощенном, и от этого более понятном виде) и как работает технология. Пикабушников не удивить шакалами, но здесь как раз объясняется, откуда они берутся.
Вообще, если бы не джипег, то интернет сейчас был бы совсем другим. Думаю, внешне он напоминал бы сайты 90-х. И мы бы не смогли запросто инстаграммить все подряд и смотреть фотки котиков на телефоне) К тому же, этот алгоритм лежит в основе сжатия видео! Так что без него не было бы ни этого ролика, ни ютюба, ни даже фильмов онлайн без регистрации и смс!
Но чтобы понять, насколько гениальная штука Джипег, нужно разобраться, как кодируются изображения без сжатия. Возьмем картинку 1000 на 1000 точек. Каждый пиксель – это смесь трех составляющих, трех цветов – красного, зеленого и синего. Одна составляющая кодируется, как правило, 8 битным числом.
Нетрудно посчитать, что такая картинка без сжатия будет весить:
8 х 3 х 1000 х 1000 = 24 000 000 бит, то есть 3 мегабайта.
Но если сохранить ее в джипеге, она может занимать, например, 90 килобайт. То есть в 33 раза меньше! Да, качество чуть-чуть теряется, но не в 30 раз ведь! Как же это работает?
Итак. Алгоритм сжатия джипега можно разбить на несколько основных этапов
1 - Цветовое пространство
Этап первый – перевод в другое цветовое пространство, в котором разделены яркостная и цветовая составляющие. На этом шаге потерь не происходит, ведь каждый пиксель по-прежнему состоит из трех компонентов. Только теперь это яркостная компонента и две цветовых. Короче, если упростить, происходит следующее: создается Ч/Б изображение и цветовая маска к нему, вот и все!
2 - Ресемплинг
Возникает вопрос, зачем? А все дело в нашем зрении! Человеческий глаз менее чувствителен к изменениям цвета, чем к изменениям яркости. И такое предварительное разделение нужно, чтобы в цветовых каналах можно было убрать часть деталей.
Это и происходит на втором этапе – ресэмплинге. Каждые 4 цветовых пикселя объединяются в один. Да, происходит потеря некоторых деталей, но… это практически незаметно! И на таком приеме уже удается сжать файл в 2 раза!
3 - Блоки 8х8
На следующем шаге картинка разбивается на блоки 8 на 8 пикселей. Кстати, шакалы от этого становятся видны, если очень сильно сжать изображение, например, так:
4 - Дискретное косинусное преобразование
Это, пожалуй, самый важный этап. Алгоритм должен каким-то образом понять, насколько много деталей в каждом блоке. Например, если это монотонный кусок неба, его можно закодировать чуть ли не 1 байтом) А если это ваша невероятная прическа, там много переходов яркости и цвета, на это нужно потратить больше бит.
Делается такой анализ с помощью дискретного косинусного преобразования. Это разновидность преобразования Фурье, которое, кстати, и в mp3 применяется. Сложная, но очень интересная штука!
Итак, рассмотрим блок 8 на 8 пикселей. Напоминаю, что он уже разбит на яркостный и цветовые каналы, и преобразование проводится над каждым отдельно. Иными словами мы работаем уже с монохромными блоками.
Дискретное косинусное преобразование производит разложение по спектру пространственных волн. Что же это такое? Любую монохромное изображение 8 на 8 пикселей можно представить как смесь из 64 картинок, на которых посмотрите что изображено:
Вот такие вот периодические плавные переходы! Это и есть пространственные волны разной длины (по горизонтали и вертикали). Есть другая версия отображения этих пространственных волн, трехмерная. Кому как удобнее для понимания:
Если накладывать такие базовые картинки друг на друга, а точнее прибавлять или вычитать с определенным коэффициентом каждую, то мы сможем получить что угодно! Вот как это выглядит, например, для буквы А. Посмотрите, с каждым следующим наложением, шаг за шагом, добавляется все больше и больше деталей и получается реально буква А:
Дискретное косинусное преобразование (DCT) как раз вычисляет коэффициенты для наложения каждой такой базовой картинки. Всего 64 числа:
И обратите внимание! Коэффициент это вес, важность этой составляющей. Здесь есть те, которые отвечают за плавные переходы. И те, которые отвечают за более частые.
Как раз, если деталей мало, то коэффициенты у последних будут практически нулевыми, ведь зачем добавлять такую рябь, если блок почти монотонный? И вот тут и начинается по-настоящему мощное сжатие!
5 - Квантование
Начинается этап квантования! Матрица коэффициентов делится на матрицу квантования, которая зависит от настроек сжатия. Например, если вы сохраняете JPEG со 100% сжатием, каждый коэффициент делится на 1 (то есть остается таким же). Если вы сохраняете с меньшим качеством, то каждый коэффициент делится на определенное число (опять же в зависимости от выбранного качества).
Далее производится округление поделенных коэффициентов до целого значения. И при сильном сжатии многие из них округляются до нуля:
Да, на этом шаге теряется много информации. Да, из-за этих округлений, при прочтении файла и вылезает куча шакалов, артефактов и прочего. Но! Основная суть остается! Ну, а дальше сжать файл, напичканный нулями – дело техники!
6 - Сжатие
Сначала матрица коэффициентов сканируется зиг-загом:
Получается последовательность чисел в конце которой зачастую одни нули:
Затем последовательность пакуется хитрым способом. Если в ней есть длинная череда нулей, НЕ кодируется каждый из них. Вместо этого просто указывается одно число, обозначающее сколько их. Это очень сильно сжимает размер файла! Довольно упрощенно это может выглядеть так:
Ну и в конце сжатая последовательность кодируется кодом Хаффмана.
Каждому символу приваивается определенный код. Например, (опять же упрощенно) так:
Обратите внимание, код присваивается не абы как, а по степени встречаемости в файле. Чем чаще появляется символ, тем короче у него код.
Получается, что нули и другие символы, которых очень много кодируются малым количеством бит, а остальные символы, которые реже встречаются, бОльшим количеством бит. Об этом алгоритме я подробнее рассказываю в видео про mp3, можете там посмотреть:
Затем все блоки 8 на 8 склеиваются в один файл и получается красивенький, маленький джипег!) Вот кстати портрет шведской модели Лены Сёдерберг из журнала Playboy. Так сложилось исторически, что с 1973 года это изображение используется для проверки практически всех алгоритмов обработки изображений. В то числе и JPEG. Поговаривают даже, что JPEG был оптимизирован как раз для того, чтобы как можно лучше сжать эту картинку)
Как видите, в джипеге используется много тонкостей – это и особенности нашего цветового восприятия, и хитрейшее разбиение картинки на детали, и математические методы сжатия. Но несмотря на это джипег уже устаревает, ему в спину дышат новые форматы, основанные на тех же принципах, но еще лучше сжимающие изображения. Хотя что-то мне подсказывает, что старичок джипег будет еще долго жить!)
Спасибо всем, кто дочитал до конца! Это мой первый длинопост, не судите строго) Баянометр ругался только на Лену, но это культовое фото!
Полезные ссылки:
Как устроен формат mp3: https://youtu.be/z2EUT4gwkr4
Подробнее о JPEG: https://habrahabr.ru/post/206264/
