-52

Почему изображение в линзе перевернуто горизонтально?

Взываю к физикам. Вопрос. Почему в линзе изображение перевернутно именно горизонтально?

Не в лево, право, а именно горизонтально?

Почему изображение в линзе перевернуто горизонтально? Вопрос, Физика, Вселенная, Астрофизика, Понимание

Возможно это связано с гравитацией? тогда почему в космосе в точках Лагранжа оно тоже горизонтально, я учитываю это из-за полетов на Луну.

Можете сказать что так устроен человеческий глаз? Не работает. Ведь сейчас вы вы ведите фото горизонтального изображения через монитор, а не через линзу, который транслирует строки и полустроки? Если его перевернуть то изображение станет нормальным.

А в космосе? как? У вселенной есть горизонт? Или это зависит от наблюдателя?

Почему изображение в линзе перевернуто горизонтально? Вопрос, Физика, Вселенная, Астрофизика, Понимание

Простите за ошибки.

Найдены возможные дубликаты

+10
Иллюстрация к комментарию
ещё комментарии
+20

блять, посмотри на свою же фотку и пойми, что оно перевернуто и по горизонтали и по вертикали.

+8
Можете сказать что так устроен человеческий глаз? Не работает. Ведь сейчас вы вы ведите фото горизонтального изображения через монитор, а не через линзу, который транслирует строки и полустроки? Если его перевернуть то изображение станет нормальным.

Я тыбе адин умный вещ скажу, только ты нэ абижайся©

Человеческий глаз, хоть это и может показаться странным, тоже передаёт в мозг перевёрнутую картинку. А мозг её переворачивает уже самостоятельно.

+5

Горизонтально тоже перевернуто, лол. Ответ на твоей же схеме.

ещё комментарии
+3

школу прогулял?

+2

кто-то плохо учился в школе

ещё комментарии
0
Иллюстрация к комментарию
0

Вот так и рождается религия - от незнания физики.

-1
Учебник физики 7-8 класс, раздел оптика.
раскрыть ветку 1
0

Оптику в 10 проходят

0

У вас на второй картинке со схемой работы лупы свечка расположена слшком близко к ней, ближе фокусного расстояния (точка F), а на фотке сверху вы смотрите на город, который явно в разы дальше от линзы чем фокусное расстояние. Действительно, могли бы и прогуглить, как посоветовали вам другие люди, и пролистав пару страничек с лекциями по оптике сразу все стало бы понятно, пишу просто потому, что сам забыл оптику, и прогуглив по вашему заголовку сразу нашел ответ. Ну и чуть раньше меня уже кинули правильную схему #comment_121742703

https://questions-physics.ru/uchebniki/8_klass/izobrazheniya...

http://www.fizika.ru/kniga/index.php?mode=paragraf&theme...

Иллюстрация к комментарию
-1

Я тебе еще большую загадку сейчас подкину!

Берем обычное настенное зеркало и смотримся в него.

1. Твоя голова у тебя сверху. И в зеркале она сверху. Твои ноги у тебя снизу и в зеркале снизу.

Вроде все норм.


2. Твоя правая рука в зеркале слева! Твоя левая рука в зеркале справа! Нука объясни феномен?

раскрыть ветку 2
-2

Тоже физику в школе прогуливал?

Человек смотрится в зеркало. От каждой точки его тела отражается свет и падает перпендикулярно плоскости зеркала. Исходя из определения падающего луча, угол падения, в этом случае, равен нулю. Значит, равен нулю и угол отражения. Поэтому, все лучи отражаются перпендикулярно поверхности зеркала.

Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку 1
0

А есть люди, у которых в юмор - 0

-2

если чо - Земля не плоская!

раскрыть ветку 11
-2

Земля выпуклая, неуч. С плоской бы все сдуло ветром.

раскрыть ветку 10
0

а я что написал? )))

раскрыть ветку 4
-3

По этому она впуклая :))))

раскрыть ветку 4
-1
Не горизонтально, а зеркально. Т.е. еще и слева направо
-1

В этом ролике это всё очень хорошо объяснено и показано.

https://www.youtube.com/watch?v=POCJkVUbc1Q

Единственное, что там дан пример для двух измерений. Но в трёх измерениях будет то же самое, только ещё и по горизонтали, поэтому изображение будет казаться повёрнутым на 180 градусов вокруг оси зрения.

-3

почему щель на жопе вертикальная, а не горизонтальная?

чтобы при ходьбе булками не хлопать.

-3

Собственно, у вас на фото оно и перевернуто не только вверх ногами, но и справа на лево.

Гораздо интересней вопрос "Почему отражение в зеркале меняет лево-право, но не верх-низ".

раскрыть ветку 1
+2

В зеркале отражение не меняет лево и право, лево и право меняются для человека, когда он смотрит на собеседника. В обычных бытовых ситуациях люди стоят вертикально и поворачиваются только по вертикальной оси. Поэтому когда мы смотрим на другого человека или на себя на фотографии мы повернуты относительно него на 180 градусов. Зеркало же такого поворота при отражении не делает.

-2

Поэкспериментировав с сильной лупой, купленной когда-то, чтобы разглядывать пиксели мобильников, и с никоновским портретником (у последнего пришлось удерживать рукой поводок «попрыгушки»), я пришёл к выводу: так глаз видит перевёрнутое действительное изображение, возникающее в воздухе ПЕРЕД линзой. Причём двумя глазами на этом изображении решительно невозможно сфокусироваться — настолько картинка ведёт себя необычно для нашего мозга.


На мнимом, думаю, можно сфокусироваться двумя глазами, но чтобы окончательно проверить, нужна слабая линза диаметром не менее 8 см, а у меня такой нет. Но мнимое изображение — это работа линзы в режиме лупы, объект должен быть очень близко, <F. А мы работаем с далёкими предметами, >2F.

Иллюстрация к комментарию
-2
Иллюстрация к комментарию
Похожие посты
35

Демон Максвелла | [Невозможные изобретения]

В древние времена самым простым, а иногда и единственным способом для достижения чего-либо невозможного человек считал обращение к помощи потусторонних сил.


Позже, вместе с бурным развитием наук появилась надежда, что технологический прогресс поможет устранить необходимость привлечения сверхъестественного для решения насущных проблем.


Но ведь потребности человека фактически не удовлетворимы, а границы желаемого расширяются намного быстрее, пределов достижимого.


Поэтому даже ученые иногда прибегают к помощи демонов, особенно когда им необходимо бросить вызов какому-нибудь фундаментальному научному закону. Например, второму началу термодинамики, неумолимая суровость которого, теоретически когда-нибудь приведет к концу своего существования всю нашу Вселенную.


И вот, примерно полтора века назад, чтобы обойти этот закон Джеймс Клерк Максвелл призвал демона, которого теперь все так и называют - «демон Максвелла».


Правда «демоном» его назвал другой знаменитый ученый - Уильям Томсон, которого в свою очередь королева Виктория в благодарность за заслуги перед короной нарекла «бароном Кельвином», именем, под которым он с тех пор и известен всему миру.


Кстати, Томсон в 1851 году и сформулировал одно из определений второго закона термодинамики, который в его интерпретации звучит следующим образом: невозможен процесс, единственным результатом которого является получение системой теплоты от одного источника (теплового резервуара) и выполнение ею эквивалентного количества работы.


При этом Томсон опирался на исследования Сади Карно, который в 1824 году в своей работе «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу», посвящённой паровым машинам, первым сформулировал идею, заложившую основу для понимания второго начала термодинамики:

при отсутствии разности температур теплота не может быть преобразована в работу; для постоянного производства работы тепловой машине необходимо иметь по крайней мере два тепловых резервуара с различными температурами — нагреватель и холодильник.

Но и здесь, если говорить о названиях, не все просто и однозначно. На самом деле, исторически первая формулировка закона и его определение «вторым началом термодинамики» принадлежат Рудольфу Клаузиусу.


Более того, понятие энтропии, её обозначение и название тоже были введены Клаузиусом в 1865 году.


Хотя, когда речь заходит об энтропии, большинство в первую очередь вспоминает Людвига Больцмана.

Энтропия - степень упорядоченности системы.

И раз речь, наконец, дошла до энтропии, то самое время вернуться к нашему демону.


Итак, «демон» впервые появился в письме, которое Максвелл написал Питеру Гатри Тейту 11 декабря 1867 года в виде описания мысленного эксперимента, гипотетически позволяющего нарушать второй закон термодинамики. Позже он снова появился в письме Джону Уильяму Стратту в 1871 году, и только потом он был окончательно представлен публике в книге Максвелла 1872 года по термодинамике под названием «Теория тепла».


В своих письмах и книгах Максвелл описывал агента, открывающего дверь между комнатами, как «определенное существо» ("finite being"). Как уже упоминалось, Уильям Томсон, он же лорд Кельвин, первым использовавший слово «демон» для концепции Максвелла в журнале Nature в 1874 году, на самом деле имел в виду посредническую, а не злобную коннотацию этого слова.

Согласно описанию Максвелла суть его мысленного эксперимента состоит в следующем:

представим себе герметичный контейнер, разделенный на две одинаковые части A и B газонепроницаемой перегородкой, в которой имеется единственная дверца. В начале опыта обе половины заполнены газом определенной температуры. Как известно температура вещества зависит от средней скорости движения молекул в нем, но при этом отдельные молекулы двигаются с разной скоростью - есть быстрые и медленные молекулы. Задача «демона» состоит в том, чтобы распознавать и отслеживать быстрые и медленные молекулы, и открывать дверцу в нужный момент, чтобы молекулы с высокой кинетической энергией переходили из секции от A в секцию B, а молекулы с низкой кинетической энергией из B в A. Таким образом, он без затрат работы поднимет температуру секции B и понизит температуру секции A, что противоречит второму закону термодинамики.
При этом тепловая машина, работающая между секциями A и B, могла бы извлечь полезную работу из этой разницы температур.

Но это было бы слишком здорово, практически прямой путь к созданию вечного двигателя.


Все надежды на привлечение «демона Максвелла» к такому нужному делу были развеяны в 1929 году Лео Сцилардом. Сцилард обратил внимание на то, что реальный демон Максвелла должен иметь какие-то средства измерения молекулярной скорости и что получение информации тоже потребует затрат энергии. Поскольку демон и газ взаимодействуют, следует учитывать общую энтропию газа и демона вместе взятых. Расход энергии демоном вызовет увеличение энтропии демона, которое будет больше, чем понижение энтропии газа.


Звучит исчерпывающе! Казалось бы, вопрос закрыт? Снова «невозможное изобретение»!


И да, и нет.


Да – такое изобретение воплотить невозможно. Но, нет - вопрос не закрыт до сих пор.

Поскольку нарушение законов физики, в отличие от прочих законов, не грозит перспективой наказания, а вот на премию типа Нобелевской нарушитель вполне может рассчитывать, то желающих представить миру свою версию демона Максвелла превеликое множество.

Только за последнее десятилетие было предпринято несколько эффектных попыток.


В 2010 году мысленный эксперимент в реальности удалось воплотить физикам из университетов Тюо и Токийского университета.

Демон Максвелла | [Невозможные изобретения] Демон Максвелла, Парадокс, Второй закон термодинамики, Физика, Энтропия, Больцман, Вселенная, Видео, Длиннопост

Японцы создали два связанных шарика полистирола диаметром 0,3 микрометра каждый. Один был прикреплен на поверхности стекла, а второй шарик-ротор мог вращаться вокруг первого.


Установку при этом заполняла жидкость. Её молекулы хаотично подталкивали шарики, создавая эффект броуновского движения. Поэтому, ротор мог вращаться с равной вероятностью, как по направлению часовой стрелки, так и против.


Авторы добавили слабое электрическое поле, которое создавало крутящий момент. Это был аналог лестницы, по которой шарик мог «взбираться», увеличивая потенциальную энергию. Иногда молекулы толкали ротор против действия поля (на подъём), а иногда в сторону поля (прыжок по ступенькам вниз). Но в целом ротор вращался туда, куда его толкало внешнее поле.

Но вот физики добавили «демона» — высокоскоростную камеру, наблюдающую за шариком, и компьютер, управляющий полем. Каждый раз, когда ротор в броуновском движении делал шаг против поля, компьютер сдвигал последнее так, что шарик мог повернуться, но когда ротор пытался вращаться обратно, поле блокировало его.


Так был создан аналог открываемой и закрываемой демоном Максвелла дверцы: ротор увеличивал свою энергию за счёт теплового движения молекул.


Законов природы, впрочем, установка не нарушает, поскольку для работы «демона» (то есть камеры, системы коррекции напряжения) необходима энергия. Но японцы подчёркивают, что данный опыт впервые на практике доказал реальность так называемого теплового насоса – варианта «демона Максвелла», теоретически обоснованного Лео Сцилардом в 1929 году. Такая машина извлекает энергию из изотермической окружающей среды и преобразует её в работу.

Демон Максвелла | [Невозможные изобретения] Демон Максвелла, Парадокс, Второй закон термодинамики, Физика, Энтропия, Больцман, Вселенная, Видео, Длиннопост

В 2016 году Физики из Финляндии, России и США создали электронную версию замкнутого (автономного) демона Максвелла. «Система» представляет собой одноэлектронный ящик, подключенный к внешнему потенциалу. Демон следит за зарядом на коробке. (Слева) Если электрон (синий) входит в ящик, демон немедленно захватывает его, прикладывая положительный заряд. (Справа) Если электрон покидает ящик, демон отталкивает его, прикладывая отрицательный заряд. Это электронный эквивалент того, как демон открывает или закрывает дверь для быстрых и медленных частиц в оригинальном мысленном эксперименте Максвелла.

Демон Максвелла | [Невозможные изобретения] Демон Максвелла, Парадокс, Второй закон термодинамики, Физика, Энтропия, Больцман, Вселенная, Видео, Длиннопост

В 2018 году физики в США упорядочили систему из 50 помещенных в трехмерную оптическую ловушку атомов цезия с помощью реального аналога демона Максвелла, уменьшив при этом энтропию системы почти в 2,5 раза.


В оптической ловушке атомы захватываются с помощью двух поляризованных лазеров, которые создают периодический удерживающий потенциал.


В результате ученым удавалось получить практически полностью заполненные подрешетки: средний коэффициент их заполнения составлял 0,97 и 0,95. Вероятность получить подрешетку без пустых мест - 32 процента и 27 процентов для подрешеток 5×5×2 и 4×4×3 соответственно.

Демон Максвелла | [Невозможные изобретения] Демон Максвелла, Парадокс, Второй закон термодинамики, Физика, Энтропия, Больцман, Вселенная, Видео, Длиннопост

6 апреля 2020 года в журнале Physical Review B была опубликовано исследование, описывающее созданную учеными систему из двух квантовых точек с одноэлектронными переходами для оценки термодинамических характеристик демона Максвелла с учетом информации и возвратного действия измерений.


Они продемонстрировали возможность преобразования тепла в работу за счет информации и получили кривые зависимостей тепла и мощности от запирающего напряжения и степени туннелирования.


Это только самые удачные и поэтому самые нашумевшие эксперименты последних лет по созданию демона Максвелла.


Не стоит сомневаться, что попытки обмануть природу при содействии ловкого демона будут продолжаться и дальше до тех пор, пока они либо увенчаются успехом, либо вся Вселенная достигнет термодинамического равновесия…

Тепловая смерть Вселенной, также Большое замерзание - гипотеза, выдвинутая Р. Клаузиусом в 1865 году на основании экстраполяции второго начала термодинамики на всю Вселенную.

Интересно, что случится раньше?

Показать полностью 4
916

Остаток сверхновой

Остаток сверхновой Астрофизика, Астрономия, Наука, Космос, Большое Магелланово облако, Сверхновая, Галактика, Физика

На снимке изображены остатки сверхновой, вспыхнувшей около 400 лет назад в карликовой галактике Большое Магелланово Облако. Диаметр сверхновой составляет около 23 световых лет. Скорость расширения оболочки 18 миллионов км/ч.

67

Спутник Сатурна Гиперион

Спутник Сатурна Гиперион Физика, Астрономия, Астрофизика, Наука, Космос, Спутник, Звезда, Сатурн

Является естественным спутником Сатурна. Открыт в 1848 году. Предположительно Гиперион на 60% состоит из водяного льда с небольшой примесью металлов и камней, а остальные 40% занимают пустоты. Поверхность этого объекта испещрена ударными кратерами.

397

Нептун

Нептун Физика, Астрономия, Астрофизика, Космос, Наука, Нептун, Звёзды

Нептун - это первая планета, открытая благодаря математическим расчётам, а не путём регулярных наблюдений в телескоп.
Лишь в 2011 году Нептун завершил первый оборот вокруг Солнца с момента открытия.

57

Зодиакальный свет

Зодиакальный свет Наука, Физика, Свет, Небо, Звёзды, Астрономия, Астрофизика, Космос

Зодиакальный свет — слабое свечение неба, простирающееся вдоль эклиптики, постоянно видимое в зодиакальных созвездиях (с чем и связано название этого явления). Наблюдается после захода или перед восходом Солнца. Зодиакальный свет возникает вследствие рассеяния солнечного света на скоплении частиц пыли.

566

Дыра в звёздном небе

Дыра в звёздном небе Физика, Астрономия, Астрофизика, Наука, Космос

Этой дырой на самом деле является тёмное молекулярное облако. Молекулярный газ вместе с пылью, имеющие в облаке высокую концентрацию, поглощают практически весь видимый свет от звёзд.

UPD уточнение: #comment_178411659

480

Перед окончательной гибелью Вселенной черные карлики «восстанут из мертвых»

Перед окончательной гибелью Вселенной черные карлики «восстанут из мертвых» Астрономия, Астрофизика, Звёзды, Вселенная, Копипаста

Конец Вселенной не будет похож на ту оглушительную вспышку, которая, как считается, сопровождала ее рождение. Большинство звезд медленно потухнут, а их температура опустится до нуля по абсолютной шкале, предполагают ученые.

«Это будет унылое, безжизненное и холодное пространство», - сказал астрофизик-теоретик Мэтт Каплан (Matt Caplan) из Университета штата Иллинойс, США, добавив, что никто из людей не сможет присутствовать вживую в эту далекую эпоху. Многие считают, что в конце Вселенная станет абсолютно темной. «Это понятие известно как «тепловая смерть» Вселенной, которую к этому времени будут наполнять в основном лишь черные дыры и сгоревшие звезды», - сказал Каплан, представив, однако в новом исследовании, слегка другую картину – в которой некоторые из этих «мертвых звезд» могут «воскреснуть», чтобы вспыхнуть напоследок еще один раз.

Массивные звезды в нашей Вселенной заканчивают жизненный цикл мощной вспышкой, называемой сверхновой. Сверхновые происходят, когда в недрах массивной звезды накапливается определенное количество железа – которое не может быть превращено в более тяжелые ядра в результате термоядерного синтеза. В отличие от них звезды относительно небольшой массы в конце жизненного цикла превращаются в так называемые «белые карлики» - догорающие остатки, содержащие большое количество элементов легче железа. Считается, что через огромное количество времени все белые карлики во Вселенной остынут и превратятся в черные карлики.

В своей работе Каплан обращает внимание на тот факт, что в недрах черных карликов даже по истечении большого времени все же остается значительное количество легких элементов и не перестают протекать реакции термоядерного синтеза, ведущие к формированию железа – только эти реакции идут с очень низкой скоростью. Поэтому некоторые, наиболее массивные черные карлики все же ждет в конечном счете вспышка сверхновой, считает Каплан. В своей работе ученый рассчитал необходимое для этой «финальной» вспышки черного карлика время – оно составило порядка 10^1100 лет. Также, согласно автору, через 10^32000 лет все черные карлики Вселенной окончательно догорят, и в ней уже никогда больше нельзя будет увидеть ни одной вспышки.

Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Источник: astronews.ru

447

Уточнен возраст Вселенной

Сколько лет Вселенной? Астрофизики обсуждают этот вопрос на протяжении десятилетий.


Данные, собранные 6-метровым телескопом «Atacama Cosmology Telescope», позволили уточнить возраст Вселенной – он составляет 13,79 миллиарда лет ± 21 миллион лет. Полученный результат соответствует оценкам, основанным на измерениях реликтового излучения спутником ESA «Planck», и ставит под сомнение выводы одной из исследовательских групп, заявившей в прошлом году, что Вселенная на сотни милионов лет моложе.

«Мы привыкли считать, что Вселенной около 13,77 миллиарда лет, плюс-минус 40 миллионов лет. Теперь мы уточнили ее возраст. Возможно, 21 миллион лет звучит как большая неопределенность, но на самом деле это очень точно. Представьте себе доктора, осматривающего 50-летнего пациента, который исходя из его текущего состояния, а не из истории болезни, оценивает его возраст с точностью до 25 дней!» – рассказывают участники проекта.

Уточнен возраст Вселенной Астрофизика, Астрономия, Вселенная, Интересное, Наука

Часть новой карты самого древнего света во Вселенной, созданной по данным телескопа «Atacama Cosmology Telescope». Представленный участок покрывает область пространства шириной 20 миллиардов световых лет. Свет, излучаемый всего через 380 000 лет после Большого взрыва, отличается поляризацией (представлен здесь красным или синим цветом). Астрофизики использовали расстояние между этими вариациями для расчета новой оценки возраста Вселенной. Credit: ACT Collaboration

Телескоп «Atacama Cosmology Telescope», расположенный в пустыне Атакама на севере Чили, оснащен очень чувствительной камерой, которая фиксирует поляризованный свет. Он настроен на работу на длинах волн около нескольких миллиметров, и самое яркое для него на небе – это тепловое свечение, оставшееся от плазмы, которая заполнила раннюю Вселенную.

«Яркость неба говорит нам о структуре ранней Вселенной. Поляризация – о движении. Вместе данные дают очень подробную картину. Наши наблюдения продолжаются. Следующая большая цель – найти крошечные нарушения четности в картине поляризации. Если мы увидим это, то это ключ к гравитационному излучению, генерируемому в самые ранние моменты рождения Вселенной. Многие проекты, а не только мы, ищут этот сигнал», – заключают участники наблюдений.

Источник: in-space.ru

283

Ответ на пост «Подземная советская лаборатория научно-исследовательского института ядерной физики» 

...или «О космических коленках»

Ответ на пост «Подземная советская лаборатория научно-исследовательского института ядерной физики» Заброшенное, Лаборатория, Физика, Астрофизика, Наука, Космос, Ответ на пост, Длиннопост
Листаешь поутру пикабу, разглядываешь красивые картинки скелета от заброшенного хай-тека полувековой давности, и натыкаешься на абзац:

Был открыт излом - "быстрого (на протяжении пол-порядка по энергии) изменения показателя дифференциального энергетического спектра первичного космического излучения при энергии около 3*10^15 эВ по данным о дифференциальном спектре ШАЛ по числу частиц и по данным о зависимости среднего числа мюонов от числа частиц в ШАЛ". Честно говоря, не смотря на то, что википедия говорит, что - "этот результат имеет фундаментальное значение для физики космических лучей и астрофизики" я ни черта не понял, что это за излом, но надеюсь, что эта подземная лаборатория принимала в этом участие ,и я прикоснулся не просто к ржавеющим железкам, а к чему-то, что дало миру нечто полезное, фундаментальное.

Удивляешься: неужели в Википедии про это не написано доходчиво? А речь идёт вот об этом спектре [1]. Здесь нарисовано, сколько частиц, разогнанных почти до скорости света, пролетает мимо нас за какое-то время. Если говорить простыми словами — за день в участок площадью шесть соток из космоса летит два с половиной миллиона частиц с той же энергией, что и в Большом адронном коллайдере; тринадцать тысяч частиц с проектной энергией FCC; а ещё две частицы, у каждой из которых столько же энергии, сколько у крупной капли дождя. Если бы так продолжалось и дальше, раз в год в эти же шесть соток должна была бы целиться частица с энергией в десять раз больше — как у небольшой градины — но они прилетают только раз в два с половиной года.

Именно про этот излом на графике и идёт речь в цитате. Частиц с энергией выше 3000 ТэВ с ростом энергии падает быстрее, чем ниже этой границы. Прижилось название «колено», даже в русскоязычной научной литературе [2] (а у нас любят завернуть название построже). Вот он, обозначен словом «Knee»:

Ответ на пост «Подземная советская лаборатория научно-исследовательского института ядерной физики» Заброшенное, Лаборатория, Физика, Астрофизика, Наука, Космос, Ответ на пост, Длиннопост

До вашей дачи эти частицы не долетают: сталкиваясь с молекулами атмосферы, они тратят свою энергию на рождение большого количества вторичных частиц. Тем тоже достаётся много энергии, они рождают следующее поколение, и так до тех пор, пока всё не долетит до земли. В результате одна частица рождает то, что называется широким атмосферным ливнем (ШАЛ). Если энергия частицы достаточно велика — ливень может накрыть город, возле которого стоят наши шесть соток, целиком.

Расчёт ливня показан на картинке в заголовке, схема — ниже. Картинки взяты из [3, 4]

Ответ на пост «Подземная советская лаборатория научно-исследовательского института ядерной физики» Заброшенное, Лаборатория, Физика, Астрофизика, Наука, Космос, Ответ на пост, Длиннопост

Частицы разгоняются до таких энергий, в основном, на ударных волнах, возникших от взрыва сверхновой. Один переход через границу ударной волны, движущейся со скоростью 1% от скорости света, даёт частице лишний процент энергии [5]. Больше переходов — больше энергия частицы. Покинув остатки сверхновой, частица продолжит ускоряться и на других волнах, которых в межзвёздном пространстве в достатке.

Ответ на пост «Подземная советская лаборатория научно-исследовательского института ядерной физики» Заброшенное, Лаборатория, Физика, Астрофизика, Наука, Космос, Ответ на пост, Длиннопост

Но откуда, всё-таки, колено? Что интересно, однозначного ответа нет; поиск подсказывает несколько возможных механизмов. Отделить правильные догадки от неправильных помог бы тестовый подрыв парочки сверхновых в области, доступной для установки измерительного оборудования, но отдел техники безопасности и охраны труда почему-то не разрешает подобные эксперименты.

Во-первых, частица не может ускоряться одной сверхновой бесконечно долго — когда-нибудь она потеряется. При разумных предположениях выходит, что внутри одной нормальной сверхновой самые быстрые частицы набирают, как раз, где-то 3000 ТэВ.

Во-вторых, частица, вылетевшая из сверхновой и летающая где-то по нашей галактике, может ускоряться в межзвёздных полях только до тех пор, пока она из галактики не вылетела. При энергиях меньше 3000 ТэВ галактические магнитные поля не дают частице улететь, а при больших — уже не могут. Частица такой энергии крутится по спирали, которая толще галактики. То есть, частицы больших энергий — межгалактические.

А, в-третьих, поверх этого неясно: нет ли поблизости лампочки, которая светит на этих 3000 ТэВах [6]?

Ответ на пост «Подземная советская лаборатория научно-исследовательского института ядерной физики» Заброшенное, Лаборатория, Физика, Астрофизика, Наука, Космос, Ответ на пост, Длиннопост

...и это ещё не все модели.


Есть и ещё один интересный момент на графике спектра. Частицы с энергиями выше 5×10^19 эВ (3 Дж, как пуля из ижевской воздушки, только в одном протоне) исчезают.

Давным-давно, через 380 тысяч лет после Большого взрыва, Вселенная остыла до 3000 градусов, электроны приклеились к протонам, и космос, наконец, стал прозрачным. Свет со спектром чёрного тела, нагретого до 3000 градусов (см. лампочку накаливания), перестал постоянно поглощаться и заново излучаться, отклеился от вещества и полетел, куда придётся.

С тех пор вселенная растянулась в 1000 раз, энергия фотонов уменьшилась во столько же раз, и сейчас вы (при наличии нужного детектора, охлаждённого жидким гелием) можете наблюдать его в виде реликтового излучения: вокруг нас натянута сфера радиусом в 15 миллиардов световых лет, которая светится с температурой 2.7 градуса Кельвина.

Ответ на пост «Подземная советская лаборатория научно-исследовательского института ядерной физики» Заброшенное, Лаборатория, Физика, Астрофизика, Наука, Космос, Ответ на пост, Длиннопост

И вот эти два одиночества — фотон, излучённый в первый момент, когда вселенная стала прозрачной; и протон, выпущенный сверхновой в другой галактике — при столкновении рождают пи-мезоны, тратя на них часть энергии протона. А значит, из-за пределов суперкластера Девы частиц с большей энергией прилететь не может. Эта безумная в своей эпичности история называется пределом Грайзена–Зацепина–Кузьмина, и на ней мои поверхностные знания по астрофизике заканчиваются.

А что до лаборатории возле МГУ — для наблюдения широких атмосферных ливней были построены куда более масштабные и продвинутые приборы. В России их, кажется, два: возле Байкала (https://taiga-experiment.info/) и в Якутии (https://ikfia.ysn.ru/unu-yakushal-html/). Там помех меньше и места больше.

Ответ на пост «Подземная советская лаборатория научно-исследовательского института ядерной физики» Заброшенное, Лаборатория, Физика, Астрофизика, Наука, Космос, Ответ на пост, Длиннопост
Ответ на пост «Подземная советская лаборатория научно-исследовательского института ядерной физики» Заброшенное, Лаборатория, Физика, Астрофизика, Наука, Космос, Ответ на пост, Длиннопост
[1] https://www.physics.utah.edu/~whanlon/spectrum.html

[2] http://www.mathnet.ru/links/0372f3bdd56d5dadeb593ec10c989cd3...

[3] https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/431771/K...

[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Air_shower_(physics)#/media/Fi...

[5] http://www.cosmic-ray.org/reading/uhecr.html#SEC2

[6] https://www2.ulb.ac.be/sciences/physth/Talks/Semikoz14.pdf

[7] https://ru.wikipedia.org/wiki/Местное_сверхскопление_галактик

Показать полностью 7
133

Неизвестная частица обнаружена в ЦЕРН

Неизвестная частица обнаружена в ЦЕРН Наука, Церн, Физика, Кварки, Вселенная, Кварк

дин из детекторов Большого адронного коллайдера обнаружил новую частицу, состоящую из четырех очарованных кварков. Физики полагают, что это первый представитель неописанного класса частиц.

Коллаборация LHCb (Large Hadron Collider beauty experiment) нашла новый тип четырехкварковой частицы, которую никогда не видели раньше. Открытие было представлено на недавнем семинаре в ЦЕРН, также о нем рассказывается в статье на сайте препринтов arXiv. Это открытие поможет ученым понять кварки — фундаментальные частицы Стандартной модели Вселенной.

Обычно они объединяются в группы по двое (кварк — антикварк) или трое, чтобы сформировать протоны и нейтроны. Более крупные частицы считаются экзотическими, однако ученые давно предполагают, что они могут состоять из четырех или пяти кварков (так называемые тетракварки и пентакварки). В последние годы эксперименты, проводимые в Большом адронном коллайдере (БАК), подтверждают существование таких адронов. Они идеально подходят для изучения сильного ядерного взаимодействия — одной из четырех фундаментальных сил Вселенной, которая связывает друг с другом протоны, нейтроны и ядра атома.

«Частица, которую мы только что обнаружили, первая, состоящая из тяжелых кварков одного и того же типа: двух очарованных кварков и антикварков, — говорит представитель LHCb Джованни Пассалева. — До сих пор LHCb и другие эксперименты фиксировали только тетракварки максимум с двумя тяжелыми кварками, и ни один из них не имел более двух кварков одного и того же типа».

Для поиска новых тетракварков Tcccc команда LHCb рассчитала их возможную массу и изучала данные, полученные на детекторе в периоды первого и второго запусков БАК в 2009-2013 и 2015-2018 годах. Она обнаружила два скачка энергии в диапазоне 6900 и 6400-6600 мегаэлектронвольт. При попытке описать полученные результаты ученые нашли более пяти стандартных отклонений в промежутке 6200-7400 мегаэлектронвольт. Этого достаточно, чтобы заявить об открытии новой частицы. Кроме того, такие скачки соответствуют массе Tcccc. «Эта частица уникальна — экзотический адрон, содержащий четыре кварка вместо двух или трех в обычных частицах материи, и первый, содержащий тяжелые кварки», — говорят ученые.

Пока

не ясно, является ли новая частица «истинным тетракварком», то есть системой из

плотно связанных четырех кварков, или она состоит из двух обычных пар. В любом

случае новая частица поможет теоретикам протестировать модели квантовой

хромодинамики, которая описывает сильное взаимодействие частиц. Авторы

собираются продолжить исследования во время третьего запуска LHCb, в марте 2021 года.

Показать полностью
198

Если реликтовое излучение теряет мощность со временем и увеличивает длину волны, то через какое время оно совсем исчезнет?

Вследствие расширения Вселенной, свет, путешествуя по ней, постоянно увеличивает свою длину волны. На масштабах галактики это практически неощутимо, но реликтовое излучение идёт через всю вселенную на протяжении уже 13,7 млрд лет, за это время оно перешло из видимого и ультрафиолетового диапазонов в радиодиапазон. Со временем длины волн реликтового излучения будут возрастать, а его энергия будет уменьшаться, но исчезнуть полностью оно не может за всё время жизни Вселенной. Далее всё зависит от будущей судьбы Вселенной: если она будет вечно расширяться или в какой-то момент перейдёт к сжатию, то реликтовое излучение в ней не исчезнет. Если же Вселенная будет расширяться с ускорением и верным окажется сценарий Большого Разрыва, то в сам момент разрыва длина волны реликтового излучения, как и любого другого, станет бесконечной, а энергия его фотонов -- нулевой, что, по сути, будет означать исчезновение реликтового излучения, но одновременно с этим перестанет существовать и наша Вселенная. Современные оценки говорят, что Большой Разрыв может произойти через 20-30 млрд лет.

62

Сергей Попов - Как стать астрофизиком?

Как стать астрофизиком? На что обратить внимание и как понять, какая область знаний вас интересует? Какими путями можно прийти в астрофизику?

Рассказывает Сергей Попов, астрофизик, профессор РАН, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга.

902

Пост памяти Олега Верходанова

5 апреля 2020 года не стало астрофизика и популяризатора науки Олега Верходанова. Этот талантливый и остроумный человек мог простыми словами описать самые заветные тайны мироздания.

Давайте вместе посмотрим подборку его лекций, которые просто влюбляют в космологию.

Показать полностью 8
2266

Памяти ученого Олега Верходанова

Сегодня увидел пост о смерти Олега Верходанова, и слёзы навернулись на глаза. Я его знал только из многочисленных видео в ютубчике, где он рассказывал о вселенной, о космологии и о том, какие методы используют ученые, чтобы понять больше о мироздании.

По его рассказам и подаче материала, у меня сложилось о нём мнение, как о человеке, который живёт наукой, всецело посвящая себя ей.



Хочу показать вам некоторые из его лекций и интервью, которые мне сильно зашли.

В каком-то интервью кто-то хотел спросить про реликтовое излучение, на что Олег перебил его:

-О, реликтовое излучение, я о нём часами могу говорить! Моя любимая тема!

P.S.

Прощай Олег Васильевич, я не знал тебя лично, но ты навсегда оставил на моем мировосприятии неизгладимый отпечаток. Спасибо тебе большое. Покойся с миром

Показать полностью 2
721

Зафиксирован мощнейший взрыв во Вселенной

Астрономы из Международного центра радиоастрономических исследований зафиксировали последствия самого мощного известного науке взрыва в космосе, который уступает лишь Большому взрыву.

Взрыв спровоцирован сверхмассивной черной дырой в 390 млн cвeтoвыx лeт от Земли в галактическом сверхскоплении Змееносца, передает РИА «Новости» со ссылкой на EurekAlert.


Ученые заявили, что его энергия была в пять раз бoльшe, чeм зaфикcиpoвaно в пpeдыдущeм peкopдe. При этом взрыв не был одномоментным, уточняют астрофизики. Он, скорее, был в замедленном движении, который длился на протяжении сотен миллионов лет.


Исследователи пока не установили причину взрыва и планируют провести более тщательные наблюдения, увеличив вдвое количество антенн.


https://vz.ru/news/2020/2/28/1026207.html

Оригинал на ENG: https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-02/icfr-adb0227...

Зафиксирован мощнейший взрыв во Вселенной Вселенная, Космос, Большой взрыв, Астрономия, Астрофизика, Загадка, Наука, Черная дыра
148

Найдем ли мы когда-нибудь во Вселенной темную материю?

Найдем ли мы когда-нибудь во Вселенной темную материю? Наука, Физика, Темная материя, Материя, Вселенная, Длиннопост

Вполне вероятно, что в ранней вселенной присутствовали другие формы материи, о которых мы пока не имеем представления. В таком случае наша вселенная, возможно, расширялась совсем не так, как мы себе представляли, считает автор, рассказывая о безуспешных попытках уловить темную материю.

Космология достигла впечатляющих успехов. Исследования, проведенные учеными за прошедшие десятилетия, позволили человечеству реконструировать в мельчайших подробностях историю становления нашей вселенной. Нам известно, — и сейчас мы увереннее можем это утверждать, — как именно вселенная развивалась на протяжении большей части своей истории и в силу каких причин. Теперь вселенная стала более понятной для нас, чем прежде.


И все-таки кое-что осталось за гранью понимания. Несмотря на все наши старания, мы так и не можем до сих пор объяснить некоторые явления во вселенной. И, возможно, самая известная из этих тайн — темная материя. Используя современные методы, ученые с высокой точностью определили количество всей материи во вселенной и, как оказалось, оно намного превосходит обычную материю, существующую в виде атомов. После обширной научной дискуссии, длившейся на протяжении нескольких десятилетий, ученые пришли к следующему выводу: бóльшая часть (т. е. около 84%) материи во вселенной состоит отнюдь не из атомов или каких-либо других известных видов материи, а из чего-то другого, причем оно не излучает, не отражает свет и не поглощает его. За неимением лучшего мы называем это загадочное нечто «темной материей». Однако назвать — не значит понять.


Десять лет назад многим специалистам в области космологии, включая меня, вдруг подумалось, что у нас, наконец, появилась неплохая гипотеза о сущности темной материи. Выдвинутые нами аргументы базировались на том, что темная материя образовалась в течение первых долей секунды после Большого взрыва. По нашим расчетам, общее количество частиц темной материи, образовавшихся в ранней Вселенной, которая затем пережила Большой взрыв, должно зависеть от степени взаимодействия этих частиц между собой и с обычными формами материи. Основываясь на проведенных нами расчетах, мы пришли к выводу, что это взаимодействие темной материи должно осуществляться посредством так называемого слабого ядерного взаимодействия или какой-то другой неизвестной еще силы, равномощной слабому взаимодействию. Мы назвали такие частицы Вимпами (от англ. WIMP «weakly interacting massive particles» — слабовзаимодействующие массивные частицы — прим. редакции ИноСМИ), и они стали лучшим кандидатом на роль частиц темной материи.

Если темная материя действительно состоит из Вимпов, то у нас должна быть возможность проводить эксперименты, которые могли бы непосредственно обнаруживать и измерять отдельные частицы темной материи. С этой целью небольшой коллектив физиков начал создавать сверхчувствительные детекторы для обнаружения темной материи; ученые стали размещать их в глубоких подземных лабораториях, укрыв их от космического излучения. В то время казалось, что шансы довольно велики, и данный подход приведет к открытию. Словом, в 2005 году я держал пари, что частицы темной материи будут обнаружены в течение десяти лет. И это пари я, увы, проиграл. С технической точки зрения эксперименты были выполнены превосходно. Но ожидаемых результатов ученые не получили. Но, оказалось, что и это еще полбеды. Выяснилось, что Большой адронный коллайдер, который начал свою работу как раз в те времена, не обнаружил никаких признаков темной материи. Из проведенных экспериментов мы узнали, что темная материя — вопрос гораздо более сложный, чем нам думалось.

Наша неспособность обнаружить частицы темной материи оказала ощутимое влияние на научное сообщество. Не исключаю, что мы находимся где-то в двух шагах от решения проблемы. Однако, большинство из тех, кто сегодня занимается темной материей, признает, что многие из наших любимых кандидатов на роль темной материи уже давно должны были быть обнаружены, но этого не случилось. Все это заставило ученых обратить внимание на новые, подчас противоречащие друг другу, гипотезы, что привело к появлению большого числа теоретических работ, связанных с темной материей и ее природой.

Согласно одной из популярных гипотез, появившихся недавно, темная материя может состоять не из одного, а из нескольких видов частиц, из которых сформирован так называемый «скрытый сектор». Далее, частицы скрытого сектора, могут взаимодействовать, в основном, только друг с другом, а с прочими известными формами материи — практически никогда. Именно этот факт объясняет, почему их так трудно обнаружить в экспериментах, проводимых в подземных условиях, или получить на Большом адронном коллайдере. Эти частицы, формирующие скрытый сектор, вполне могли появиться в ранней вселенной и вступать в очень сложные взаимодействия под действием сил, о которых мы не имеем представления. Физики, изучающие элементарные частицы, предлагают множество теорий, в которых взаимодействие между различными видами скрытой материи явилось условием непрерывного образования темной материи на стадии ранней вселенной. На самом деле физикам было несложно выдвигать подобные теории, объясняющие сущность скрытого сектора.

Другая гипотеза касается не столько темной материи как таковой, сколько пространства, которое она занимала в первые доли секунды после Большого взрыва. При использовании уравнений общей теории относительности для расчета скорости расширения пространства мы учитываем все известные формы материи и энергии, включая все виды частиц, которые мы наблюдали на Большом адронном коллайдере. Но вполне вероятно, что в ранней вселенной присутствовали другие формы материи, о которых мы пока не имеем представления. В таком случае наша вселенная, возможно, расширялась совсем не так, как мы себе представляли. И если ранняя вселенная расширялась с иной скоростью, нежели предполагали ученые (т.е. если она расширялась быстрее или медленнее), то и взаимодействие частиц темной материи на протяжении этой эпохи было иным и, следовательно, другим было количество оставшегося вещества, которое называют темной материей.


Для описания процесса расширения и развития вселенной, который происходил в течение первой секунды после Большого взрыва, мы можем выдвигать множество разных гипотез. Вполне возможно, что скорость расширения увеличилась благодаря воздействию каких-то неизвестных форм материи и энергии. А может быть, на скорость расширения повлияли какие-то еще более неожиданные факторы, проявившиеся в самые первые мгновения после взрыва. Быть может, в самом начале, в течение своей первой секунды, вселенная внезапно расширилась на какой-то миг, или в какой-то момент пережила резкий фазовый переход. А может, все было по-другому: возможно, существует какая-то разновидность частиц, которые при распаде нагревали вселенную, тем самым изменив ее эволюцию. Гипотезы здесь можно выдвигать самые разные. И все они могли бы пролить свет на процесс формирования темной материи и на первые мгновения жизни нашей вселенной. Если бы ученые узнали, что именно произошло тогда, то наши представления о сущности темной материи почти наверняка изменились бы, и нам сразу стало бы ясно, какие эксперименты следует провести, чтобы ее обнаружить. Быть может, в этом случае нам удастся ответить на вопрос, почему темная материя так долго остается неуловимой.

Замечательные результаты, полученные при проведении экспериментов на подземных детекторах, предназначенных для улавливания темной материи, и на Большом адронном коллайдере, заставили космологию пересмотреть свои постулаты. Судя по всему, темная материя сильно отличается от самых распространенных представлений о ней. Неуловимость темной материи заставила нас отказаться от множества столь дорогих нашему сердцу теорий и перейти к выдвижению принципиально новых гипотез относительно этой субстанции и условий, в которых она сформировалась в первые мгновения после Большого взрыва.


Стремясь постичь природу темной материи, мы надеемся не только обнаружить частицы этой субстанции, из которой состоит бóльшая часть материи во вселенной, но и узнать о самых первых мгновениях истории вселенной. В этом смысле темная материя позволяет нам подступиться к описанию Большого взрыва. Я не сомневаюсь, что самые первые мгновения этого грандиозного события содержат ключ к неразгаданному и неведомому. Однако вселенная строго охраняет свои тайны. Сможем ли мы эти тайны постичь, — все это будет зависеть от нас.


Дэн Хупер — старший научный сотрудник Национальной лаборатории ускорителей им. Энрико Ферми и профессор астрономии и астрофизики Чикагского университета. Он автор книги «На краю времени: исследуя тайны первых секунд нашей Вселенной» (At the Edge of Time: Exploring the Mysteries of Our Universe's First Seconds).


Источник: https://inosmi.ru/amp/science/20200103/246444210.html

Показать полностью
Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: