В этом году ESA планирует запустить аппарат Hera, основной целью которого является астероид Диморф. В 2022 году он стал объектом эксперимента NASA по планетарной защите, в ходе которого в него врезался зонд DART. Однако результаты нового исследования говорят о том, что Hera может вообще не найти никакого кратера от этого столкновения.
Столкновение DART с Диморфом состоялось 26 сентября 2022 года. Его последствия намного превзошли ожидания специалистов. По самым скромным оценкам, удар выбил не меньше тысячи тонн вещества с поверхности астероида. У него также появился длинный пылевой хвост (который позже раздвоился) протяженностью в 10 тысяч км.
Кроме того, удар серьезно изменил орбитальные параметры Диморфа. Он является спутником более крупного астероида Дидим. До удара орбитальный период Диморфа составлял 11 часов 55 минут. После удара он сократился до 11 часов 22 минут.
В конце 2026 года к Диморфу прибудет аппарат Hera. Одна из его первоочередных задач является изучение образовавшегося в результате удара кратера. Однако результаты нового исследования, выполненного учеными из Бернского университета, говорят о том что Hera может вообще не найти никакой воронки. Вместо этого, удар DART, скорее всего, полностью изменил форму астероида.
Исследователи пришли к такому выводу в ходе серии из 250 симуляций, воспроизводящих первые два часа после столкновения. На подготовку каждой из них у них уходило около полутора недель. Ученые постарались учесть все известные величины, начиная от характеристик самого астероида и заканчивая массой DART.
Симуляции показали, что наиболее вероятным является сценарий, в котором после удара на поверхности Диморфа не осталось кратера. На Земле кратеры образуются за короткое время, а типичный угол конуса воронки составляет около 90 градусов. Но на Диморфе все иначе. Дело в том, что этот объект представляет собой «мусорную кучу» — скопление обломков, удерживаемых вместе очень слабыми силами гравитации. Симуляции показали гораздо более широкий угол конуса выброса, доходящий до 160 градусов, на что повлияла изогнутая форма поверхности астероида, а также то, что значение второй космической скорости на нем составляет всего 10 см в секунду.
По мнению ученых, наиболее вероятный сценарий заключается в том, что кратер продолжил расширяться и в какой-то момент попросту охватил весь астероид. В результате, Диморф фактически изменил свою форму. Исследователи образно сравнивают его с M&M, от которого откусили кусочек. По их оценкам, удар DART выбросил в космос порядка 1% вещества Диморфа и привел к смещению еще порядка 8% его вещества.
Если Hera подтвердит эти выводы, то они также будут иметь важное значение и для истории происхождения Диморфа. Исследователи подозревают, что он образовался в результате прошлого «вращения» Дидима, выбрасывавшего в космос материал с экватора, который затем сросся под действием гравитации.
Привет 👋 Сегодня расскажу откуда берется северное сияние, от чего зависит его цвет, что люди раньше думали о причинах такой аномалии и как выглядит южное сияние☀️ В конце я подготовил гайд для тех, кто решил отправиться на поиски северного сияния. Приятного чтения!
Северное сияние в республике Коми
Солнечная активность
Астрономы объявили 2024 и 2025 годами повышенной солнечной активности, а это значит, что в нас ждет множество магнитных бурь и, конечно же, северных сияний. Солнце, как и мы, живет по графику, и у него есть свои циклы активности, которые длится по 11 лет. В эти циклы входят две фазы: минимум и максимум. Различить их визуально можно по количеству пятен на поверхности Солнца. В минимуме активность минимальна, и на поверхности Солнца почти нет пятен, а в максимуме активность увеличивается, и это проявляется множественными пятнами, вспышками и выбросами материи.
График циклов солнечной активности говорит нам, что 2024 и 2025 годы обещают нам много интересного
Сами солнечные пятна были замечены людьми уже в древние времена, а систематическое изучение началось в XVII веке, когда научному миру был представлен телескоп. В 1843 году Рудольф Вольф обнаружил 11-летний цикл солнечной активности. Он смог восстановить хронологию событий до середины XVIII века, а именно до 1749 года, и решил, что тогда и начался первый зарегистрированный цикл, получивший номер 1.
Рисунок солнечных пятен, выполненный британским астрономом Томасом Херриотом в начале XVII века
В местах скопления солнечных пятен происходят солнечные вспышки и корональные выбросы массы — выбросы вещества из звездной короны, то есть из внешней части атмосферы звезды. Во время таких выбросов в космос «выстреливается» миллиарды тонн солнечного вещества — плазмы (электрически заряженного газа, из которого эта самая корона и состоит).
Структура Солнца
Плазма, выброшенная из короны Солнца, образует солнечный ветер – так называются потоки плазмы, которые Солнце выбрасывает во все направления, в том числе в сторону Земли.
Солнечный ветер в действии
Потоки солнечного ветра запросто могли бы уничтожить всё живое на поверхности Земли, но этого еще не произошло, так как у нас есть свой козырь – магнитосфера. Эта область околоземного пространства, в которой сосредоточено магнитное поле Земли, простирается на расстояние 70–80 тыс. км в направлении на Солнце и на многие миллионы километров в противоположную сторону. Частицы солнечного ветра, главным образом протоны и электроны, захватываются магнитным полем Земли и увлекаются по винтовым траекториям вдоль силовых линий к Южному или Северному полюсу. Именно поэтому такое явление, как полярное сияние, возникает в определенных местах, а не по всей поверхности планеты.
Визуализация NASA процесса отражения солнечного ветра магнитосферой
Как возникает полярное сияние
«Примагниченные» потоки частиц сталкиваются с атомами атмосферного газа — атомами кислорода, азота и другими. В результате столкновений электроны атомов азота и кислорода на время переходят в «возбужденное» энергетическое состояние. После их возвращения в нормальное энергетическое состояние, некоторая часть высвобожденной энергии излучается в виде фотонов света с разной длиной волны. При столкновении атомы азота обычно теряют электроны, при этом излучается синий и фиолетовый свет. Если же молекула азота обошлась без потери электрона, происходит испускание лучей красной части спектра. Молекулы кислорода, при столкновении с солнечным ветром, обычно электроны не теряют (при высоких энергиях электроны все же могут быть ионизированы). Молекула возбуждается, а после испускает кванты зеленого и красного света. Все это происходит в верхних слоях атмосферы — на высотах от примерно 90 км до 150 км, но иногда с до 60 км, а в некоторых случаях поднимается до 1000 км и более.
Движение солнечного ветра к полюсам Земли вдоль силовых линий магнитосферы
От чего зависит цвет
Атмосфера Земли состоит примерно на 78% из азота, на 21% из кислорода, на 0,93% из аргона и на 0,04% из углекислого газа. Наш воздух также содержит следы неона, гелия, метана, криптона, озона и водорода. Цвет полярного сияния во многом определяется высотой его появления и атомами вещества из атмосферы, с которыми происходит столкновение.
Зеленое северное сияние над ледниками Исландии
Самый распространенный цвет полярного сияния — зеленый. Зеленые полярные сияния обычно возникают при столкновении заряженных частиц с молекулами кислорода высокой концентрации в атмосфере Земли на высотах от 100 до 300 километров. Мы также видим зеленые полярные сияния лучше, чем любой другой цвет, поскольку человеческий глаз наиболее чувствителен к зеленому цветовому спектру.
Сияние с редкими красными переливами в Михайловском районе Рязанской области
Красные полярные сияния сравнительно реже и обычно связаны с интенсивной солнечной активностью. Они возникают, когда солнечные частицы вступают в реакцию с кислородом на больших высотах, обычно примерно от 300 до 400 км.
Сине-фиолетовое сияние в Норвегии
Молекулы водорода и гелия могут создавать голубые и фиолетовые полярные сияния, но нашим глазам, как правило, трудно различить эти цвета на фоне ночного неба. Интенсивность солнечного ветра и его энергия оказывают существенное влияние на цвета полярного сияния. Чем выше энергия солнечных частиц, тем более ярким и разнообразным будет спектр цветов.
История изучения
В различных культурах древности полярное сияние естественно было обернуто различными мистическими толкованиями. Учитывая мистическую красоту этого природного явления, неудивительно, что полярное сияние вошло в мифологию и эпос у северных народов. Так, некоторые норвежские легенды утверждают, что полярное сияние — это танец душ дев, которые ушли из жизни. Финны и народы Северной Америки связывали это явление с духами из потустороннего мира.
Долгое время люди ломали голову над тем, почему возникает северное сияние. В XVIII веке английский мореплаватель Джеймс Кук был одним из первых, кто не только дал их описание в южном полушарии, но и обратил внимание на то, что полярные сияния появляются в высоких широтах обоих полушарий одновременно.
Южное сияние над Австралией
В то время высказывались различные гипотезы относительно природы полярного сияния, например, что оно вызвано гниением рыбы, которая выбрасывалась на побережье из морских глубин, или что северное сияние появляется, если некая «зодиакальная материя» проникает в верхние слои атмосферы.
Первым, кто смог расставить все точки над i, был выдающийся русский ученый Михаил Ломоносов. Путем научных экспериментов в лаборатории он воссоздал те процессы, которые происходят в атмосфере. Ученый выкачал из стеклянного шара воздух и пропускал через него разряды электричества. В нем возникали огни, которые напоминали те, которые появляются на небе. Также ученому удалось доказать, что полярное сияние вызывается электрическими разрядами в верхних слоях атмосферы.
Как поймать северное сияние?
Пришло время поговорить о том, как заполучить билет в первый ряд этого представления!
Наилучший период для наблюдения — это время с начала октября по апрель. Чтобы получить максимум от северного сияния, вам нужно:
Находиться в радиусе 2,5 тысячи км. от северного полюса. В России под это описание идеально подходит Кольский полуостров, Карелия, республика Коми, Якутия, Архангельск и Воркута.
Тепло одеться. Скорее всего, на улице холодно, если, конечно, вы не в Австралии или Новой Зеландии.
Взять с собой термос с чаем глинтвейном.
Выйти из дома поздно ночью. Лучшее время для наблюдений с 21:00 до 3:00.
Поехать загород. Выбирайте места вдали от крупных городов и источников света, чтобы улучшить видимость явления.
Восторгаться увиденным и пить чай глинтвейн из термоса 🍷
Бонусный уровень: делать снимки на фотоаппарат с долгой выдержкой и высокой светочувствительностью. Не забыть взять с собой много батареек, чтобы аппаратура не разрядилась в неподходящий момент.
Точно предсказать северное сияние почти невозможно, но есть специальные сайты с прогнозами, например Aurora Forecast и Aurora Hunters.
Заключение
Надеюсь, мой пост помог почерпнуть что-то новое или освежить уже известное.
Давайте еще раз вспомним, что у нас было в программе сегодня:
Полярное сияние бывает северным и южным.
Образуется из-за взаимодействия солнечного ветра и магнитосферы Земли.
Цветовая палитра зависит от многих факторов, таких как вещества в атмосфере, которые ионизирует солнечный ветер, высота, на которой это происходит, а также активность Солнца – много чего, в общем.
Люди в древности связывали это явление с духами, а в Средневековье с тухлой рыбой и пришельцами, но Джеймс Кук и Ломоносов помогли нам разобраться в вопросе.
Благодаря современным сервисам, мы можем предугадать моменты, когда появится северное сияние.
Чтобы получить максимум удовольствия – подготовьтесь.
Если пост понравился и был полезным подписывайся на мой канал в телеграм, где ты найдешь еще больше интересного!
Дополнительно
Несколько интересных материалов для тех, кто хочет узнать больше о северном сиянии.
Популярно мнение, что младенцы после появления на свет некоторое время видят окружающую их действительность вверх ногами. Мы решили проверить, подтверждается ли это научными данными.
Спойлер для ЛЛ:неправда
Видят ли младенцы мир перевёрнутым, интересуются многие пользователи сайтов вопросов и ответов. Сайты магазинов оптики пишут: «Новорождённые первое время видят мир перевёрнутым. Затем мозг адаптируется, и всё встаёт на свои места». А ресурсы о здравоохранении поясняют: «Особенность глаза видеть перевёрнутое изображение появляется постепенно, с помощью обучения и тренировки, в которой участвуют не только зрительные, но и другие анализаторы. Среди них главную роль играют органы равновесия, мышечные и кожные ощущения». Похожую информацию публикуют и на сайтах о материнстве. Можно даже встретить советы почаще держать новорождённых вверх ногами (!), чтобы ускорить процесс нормализации зрения.
Благодаря зрению человек воспринимает 80% всей информации об окружающем мире. Световой поток, отражённый от окружающих предметов, сначала проходит через прозрачную выпукло-вогнутую полусферу переднего отдела глаза — роговицу. Затем он попадает в зрачок — отверстие, расположенное в центре радужной оболочки. Именно благодаря способности зрачка сужаться или расширяться человеческий глаз может приспосабливаться к освещению разной интенсивности. Далее луч проходит через хрусталик — тоже линзу, но двояковыпуклую. Функция хрусталика — преломление и фокусировка изображения на сетчатке, также он способен изменять свою кривизну для обеспечения остроты зрения на дальних и ближних расстояниях. Затем световой луч, преломляясь о хрусталик и фокусируясь, достигает сетчатой оболочки.
В процессе прохождения через эту систему «линз» световые лучи преломляются трижды, и в результате изображение на сетчатке становится перевёрнутым. Первое преломление происходит, когда свет пересекает роговицу — тогда видимая картинка переворачивается. Затем луч достигает хрусталика, и при прохождении его передней части изображение переворачивается обратно. Пройдя заднюю выпуклую часть естественной линзы, изображение снова инвертируется и в таком перевёрнутом виде поступает на сетчатую оболочку. После этого клетки сетчатки превращают полученную информацию в электрические импульсы, которые по зрительному нерву передаются в специальные отделы-анализаторы головного мозга и там формируют нормальное изображение.
Сторонники теории о перевёрнутом в глазах младенца мире обращают внимание на то, что нервные клетки сетчатки и зрительных центров мозга новорождённых ещё не окончательно сформированы, поэтому им требуется время, чтобы научиться «переворачивать» изображение. В качестве научного подтверждения такой гипотезы интернет-ресурсы ссылаются на эксперимент, который в 1897 году провёл американский психолог Джордж Стрэттон. Он изготовил инвертоскоп — специальные очки, которые переворачивают изображение на 180°. В течение недели Стрэттон носил этот прибор, снимая его только для сна. Психолог отмечал, что изменившийся способ зрительного восприятия поначалу был крайне непривычным, вызывал сильное нарушение координации и полную беспомощность даже в самых обыденных и простых вещах — он даже не мог пожать протянутую ему руку. Однако на пятый день эксперимента мозг стал корректировать картинку и снова воспринимать мир адекватно. Когда эксперимент закончился и Стрэттон перестал носить инвертоскоп, то вновь почувствовал дезориентацию в пространстве и испытал проблемы со зрением. Но его мозг быстро перестроился — «вспомнить», как видеть окружающую среду неперевернутой, удалось всего за несколько часов.
Ещё один аргумент, которым пользуются сторонники мнения о перевёрнутом зрении младенцев, основан на утверждении, что в матке плод обычно расположен вниз головой. Это убеждение неверно сразу по двум причинам. Во-первых, плод в матке может располагаться головой вверх, вниз и даже вбок, причём его положение неоднократно меняется (обычно до 36-й недели беременности, но возможны и более поздние смены). По статистике, тазовое предлежание, то есть расположение плода в матке головой вверх, встречается в 3–4% случаев, ещё в 0,2% случаев плод занимает поперечное положение. То есть, вопреки разбираемому аргументу, такие дети не могли привыкнуть к перевёрнутому восприятию мира вообще.
Во-вторых, у зрения новорождённого есть несколько особенностей. Во-первых, способность фокусироваться на объекте формируется у младенца только к четвёртой неделе жизни, поэтому многим родителям может показаться, что ребёнок смотрит сквозь предметы. Во-вторых, острота зрения только появившегося на свет младенца крайне невелика — он может различать только яркие объекты, находящиеся на расстоянии 40 см от него, и то при условии, что они крупнее 10 см в диаметре. Более того, новорождённые имеют сильно суженное поле зрения — объекты, расположенные на периферии, они вовсе не распознают, а видят только то, что находится прямо перед ними. Иными словами, поначалу зрение ребёнка настолько нечёткое и несфокусированное, что говорить о различении им верха и низа в целом не очень корректно. В своём эксперименте Стрэттон изучал в том числе, может ли он вытянуть руку в сторону того или иного предмета, а способность протягивать руку в направлении интересующего объекта у ребёнка формируется на лишь втором-третьем месяце жизни. То есть проводить параллель по этому параметру в принципе некорректно.
Учёные из Калифорнийского университета тщательно исследовали зрение новорождённых и то, как оно изменяется со временем. Они обнаружили особенности фокусировки (способность появляется к концу первого месяца жизни), остроты зрения, восприятия цветов и других аспектов. Однако ни о каком перевёрнутом восприятии речь не шла. Окулист Ромеш Ангунавела совместно с Clinic Compare создал анимированное изображение, показывающее, как изменяется зрение ребёнка от появления на свет до года.
Таким образом, само строение глаза формирует перевёрнутое изображение на сетчатке у человека любого возраста, а обратно картинку инвертируют уже соответствующие отделы головного мозга. Происходит это даже у младенцев. В первые недели и месяцы жизни зрение малыша не отличается чёткостью, но говорить о перевёрнутом восприятии окружающей действительности нет никаких оснований.
Вопреки распространенному представлению, седина у людей оказалась обратимой. Согласно исследованию, препринт которого опубликован на сайте bioRxiv, седые волосы нередко возвращают себе первоначальный цвет, причем делают это в течение всего нескольких месяцев. По данным исследователей, этот процесс тесно связан с уровнем стресса: сильные эмоциональные нагрузки заставляют волосы обесцвечиваться, но когда они прекращаются, поседение обращается вспять. Это дает надежду на создание терапии, которая позволит надолго устранять седину и избавит от необходимости постоянно закрашивать обесцветившиеся пряди.
Обновлено: в июне 2021 года статья опубликована в eLife.
Седина — один из самых явных признаков старения. У большинства людей первые седые волосы начинают появляться между тридцатью и сорока годами, после чего их количество быстро растет. При этом точные причины этого процесса остаются плохо изученными. Например, несмотря на популярные представления о том, что можно поседеть от страха, связь между сединой и стрессом была подтверждена только для мышей, но не для человека.
Исследователи во главе с Мартином Пикаром (Martin Picard) из Колумбийского университета разработали новую методику, которая позволяет изучать поседение на уровне отдельного волоса. Предложенный ими подход немного напоминает тот, что используют в дендрохронологии для реконструкции древнего климата с помощью годичных колец деревьев. Теперь, зная среднюю скорость роста волоса (около сантиметра в месяц), ученые могут сопоставить цвет отдельных его участков с определенными периодами жизни и происходившими в это время событиями.
Анализ 397 отдельных волос, взятых у 14 здоровых добровольцев разного происхождения, позволил выявить три типа пигментации: темную, переходную и седую. На темных участках волос было отмечено большое количество несущих пигменты меланосом, а на седых эти структуры почти отсутствовали.
Протеомный анализ показал, что в седеющих волосах значительно увеличивается экспрессия генов, связанных с работой митохондрий, противодействием окислительному стрессу и синтезом белков. Одновременно с этим в них снижается производство белков, которые участвуют в формировании меланосом и их переносе из меланоцитов в кератиноциты. Интересно, что на седых участках волос были выявлены 13 белков, которые не синтезировались на темных.
До сих пор поседение считалось необратимым процессом. Было известно лишь два документированных случая, когда седые волосы возвращались к своему изначальному состоянию. Однако тщательный анализ показал, что такое явление может быть широко распространенным. Исследователи выявили обратимое поседение волос у лиц обоего пола и разного происхождения в возрасте от девяти до тридцати девяти лет. Чаще всего репигментация наблюдалась на волосяном покрове головы, однако восстановить окраску могли и волосы на теле. Возвращение поседевших волос к нормальной окраске происходило так же быстро, как и потеря цвета — медианная скорость этого процесса составила три месяца. Более того, было обнаружено несколько случаев, когда после быстрой репигментации волосы снова седели. Это происходило в течение нескольких недель или месяцев, то есть за один цикл роста.
Новая методика позволила изучить связь поседения со стрессом. До сих пор предполагалось, что стресс увеличивает общую скорость старения организма, что сказывается на окраске волос. Однако команде удалось подтвердить, что жизненные обстоятельства могут напрямую воздействовать на работу волосяных фолликул и пигментацию.
Исследователи проанализировали пять отдельных волос со следами репигментации с головы 35-летнего мужчины европейского происхождения. Окраску отдельных участков волос сопоставили с уровнем стресса в соответствующие им периоды жизни. Оказалось, что седина исчезла после того, как уровень стресса снизился. Аналогичный результат показало исследование двуцветных участков волос тридцатилетней женщины азиатского происхождения. Формирование седого участка длиной два сантиметра совпало по времени с периодом высокого стресса из-за семейных конфликтов, развода и переезда. После возвращения к нормальной жизни цвет волос полностью восстановился.
Слева: примеры возвращения цвета седых волос с головы (A), лобка (B) и бороды (С). Справа: возвращение цвета седого волоса (D) и повторное поседение после возвращения цвета (E).
Таким образом, процесс поседения оказался намного более гибким, чем считалось ранее. Находка открывает путь к созданию методик, которые позволят вернуть цвет седым волосам. Кроме того, новые данные дают основание надеяться, что и другие механизмы, лежащие в основе старения, могут оказаться частично обратимыми.
Недавно команде исследователей впервые удалось обратить вспять эпигенетическое старение человека. Для этого они применили к взрослым здоровым пациентам коктейль из гормонов и антидиабетических средств, которые стимулировали работу тимуса. Хотя выборка была очень скромной, а эксперимент недолгим, исследование все равно представляет большой интерес с точки зрения биологии старения.
Привет 👋 Cегодня расскажу про то, что такое термоядерная реакция, как она происходит и почему вообще это важно знать?☢️
Что это такое?
Все в нашем мире состоит из атомов, каждый из которых содержит внутри себя ядро. Эти ядра могут распадаться, делиться, сливаться друг с другом — всё это называется ядерные реакции. Результатом таких реакций может быть образование новых элементов, испускание элементарных частиц, а также выделение энергии. Термоядерная реакция — это также один из видов ядерных реакций. В её процессе несколько ядер сливаются в одно большое ядро. На выходе получаем новый элемент, а также громадное количество энергии (вспоминаем Эйнштейна и e=mc²).
Как она происходит?
Ядро держит в форме ядерная сила, которая действует между протонами и нейтронами. Чем меньше протонов и нейтронов, тем слабее ядерная сила. Значит, нам нужны лёгкие ядра, внутри которых мало протонов и нейтронов. Ядерной силе противостоит Кулоновская, которая действует на протоны и стремится разрушить ядро. Ага, значит в идеале добавить внутрь ядра ещё немного протонов. Отлично — нестабильные ядра, склонные к синтезу между собой, готовы. Но просто так слепить их в одно большое ядро не получится. 🤔Атомы имеют одинаковый заряд, и между ними действует сила электростатического отталкивания. Эту ситуацию можно сравнить с попыткой соединить два магнита между собой. Но этот барьер мы можем преодолеть — нужно добавить невозможно высокую температуру (больше 15 млн. °C) и огромное давление. Температура придаст дополнительную энергию ядрам, и они смогут преодолеть все препятствия на своём пути и слиться воедино. Но масса нового ядра будет меньше ядер, из которых оно получилось. Как так? Всё дело в том, что потерянная масса высвободилась в виде энергии, которая нас больше всего и интересует во всём этом процессе.
Так схематично выглядит термоядерная реакция в современных термоядерных реакторах. Ядро атома дейтерия сливается с ядром атома трития. В итоге получается одно ядро атома гелия, отделяется один нейтрон, а также высвобождается энергия
Почему мне важно это знать?
Начнём с того, что именно термоядерные реакции, происходящие на Солнце, при которых атомы водорода объединяются в гелий, порождают кучу энергии, которая достигает Земли в виде фотонов и превращается в тепло, которое мы ощущаем. Во время термоядерной реакции высвобождается в несколько раз больше энергии, чем во время классической ядерной реакции деления. Первыми всю прелесть этого процесса ощутили военные взорвав термоядерную бомбу 💥, разрушительная сила которой основывается на таком же синтезе, который происходит на Солнце.
Взрыв термоядерной бомбы в ходе эксперимента «Джордж»
Будущее термоядерной реакции
Термоядерная реакция даёт больше энергии, чем «классическая» реакция деления урана, лежащая в основе ядерной энергетики. Второй плюс в том, что для её проведения необходим тритий и дейтерий — изотопы водорода, а водорода, как мы знаем, на Земле предостаточно. Радиоактивные отходы, получившиеся в результате термоядерной реакции, имеют меньший срок опасности по сравнению с отходами после классической ядерной реакции распада. Звучит круто 👍Почему же тогда мы ещё не используем такой вид добычи энергии повсеместно? На Солнце термоядерные реакции протекают благодаря сочетанию колоссальной температуры и давления. В реакторе невозможно добиться такого давления и его компенсируют огромной температурой в сотни миллионов градусов. Под воздействием такой температуры вещество переходит в состояние плазмы, которую нужно удерживать внутри магнитного поля, так как она сожжёт всё с чем соприкоснётся. И такие условия можно воссоздать! Но это стоит примерно 25 миллиардов долларов за сам реактор и ещё кучу денег за обслуживание его магнитов, вакуумных камер и так далее 💸
Слева один из магнитов, необходимых для работы термоядерного реактора. Вес — 400 тонн, диаметр —18 метров. И таких нужно 25!
Вышло намного дороже, чем существующие ядерные реакторы. Поэтому люди подумали, посмотрели в небо..и придумали, как получать энергию из термоядерной реакции, при этом не затрачивая огромные суммы на создание реакторов. В небе они увидели уже готовый термоядерный реактор, также известный как Солнце🌞 О таком понятии, как солнечная энергия, мы и поговорим в следующий раз! Сегодня ты узнал про термоядерную реакцию, которая: —даёт много энергии —заставляет звёзды светится —даёт нам тепло от Солнца —очень дорогая в реализации —в ближайшем будущем не сможет заменить привычную ядерную После такого можно и поумничать перед друзьями 🤓
Ещё больше интересного в моём канале. Буду рад твоей подписке!
Шведские ученые вместе с австралийскими коллегами провели два исследования и выяснили, что откладывание будильника не влияет на когнитивные функции, настроение и чувство сонливости после пробуждения. Как сообщается в статье, опубликованной в Journal of Sleep Research, особенно ярко эти эффекты наблюдались у людей с поздним хронотипом — «сов».
Шведские и австралийские ученые под руководством Тины Санделин (Tina Sundelin) из Стокгольмского университета провели два исследования, чтобы лучше понять эффект отложенного подъема на функции организма. В первом исследовании они попросили студентов и работников университета заполнить анкету о привычках сна и пробуждения. В общей сложности на опрос ответили 1732 человека, средний возраст респондентов составил 34 года. В общей сложности 1195 респондентов (69 процентов) сообщили, что хотя бы иногда используют функцию отложенных будильников или устанавливают несколько будильников. В основном это происходит в рабочие дни (71 процент), а 60 процентов сообщают, что засыпают между будильниками. У таких людей дополнительный утренний сон в среднем длился 22 минуты, а средний интервал между будильниками составлял восемь минут. Хотя респонденты не сообщали о плохом качестве сна, те, кто дремал по утрам, в три раза чаще чувствовали сильную сонливость после пробуждения (p < 0,001).
Во втором исследовании — эксперименте — приняло участие 30 человек, которые обычно дремлют по утрам. Они спали в лаборатории с надетыми датчиками аппарата полисомнографии в течение трех ночей. В течение первой ночи происходил процесс адаптации, после второй ночи они просыпались в стандартном для себя режиме — с несколькими будильниками, — а в третью, сразу же вставали в крайне допустимое время окончательного пробуждения при стандартном режиме. Сразу же после окончательного пробуждения (в среднем — в 7:12) включался потолочный светильник и участники сдавали образец слюны на кортизол и проходили когнитивное тестирование. Они также оценивали свою сонливость и работоспособность после каждого когнитивного теста и свое настроение. Процедуру повторяли через 40 минут, после чего они завтракали и покидали лабораторию. Затем когнитивные тесты и оценки сонливости и настроения повторялись на смартфонах участников примерно в обеденное время и во второй половине дня. Ограничений на употребление кофе вне лаборатории ученые не устанавливали.
Ученые не обнаружили существенных различий в структуре сна между двумя режимами пробуждения в течение всего периода ночного сна. Инерция сна отмечалась в обоих режимах пробуждения, что отразилось на когнитивных тестах (скорость арифметических подсчетов, кратковременная память, тест Струпа). В режиме дремоты эта инерция была меньше, при этом участники показали лучшие результаты по арифметической скорости, кратковременной памяти и в тесте Струпа. Исследователи не зафиксировали значительной разницы в уровне кортизола между двумя режимами. Также различий не было и в оценке настроения и сонливости. Примечательно, что утренняя дремота была особенно полезна для людей с поздним хронотипом — «сов».
Также ученые не нашли значимой связи между режимом пробуждения и когнитивных способностей в обеденное время или во второй половине дня, хотя после утренней дремоты участники немного чаще сообщали о том, что чувствуют себя немного сонливее во время обеда и прилагали больше усилий во время тестов во второй половине дня, по сравнению с режимом единовременного пробуждения.
Полимерные материалы широко используются в быту и промышленности. Например, политетрафторэтилен (более известный как тефлон), модифицированный при помощи гамма-лучей, применяется в опорных частях пролетного строения мостов. Эти конструкции компенсируют нагрузки, действующие на мостовое сооружение, вызванные ветром, проезжающим транспортом, температурой внешней среды и т.д. Определить износостойкость деталей из тефлона помогает предварительный расчет и моделирование поведения материала. Однако в существующих подходах не учитывают влияние динамических нагрузок, а значит, они не отражают реального поведения тефлона при активной эксплуатации. Ученые ПНИПУ реализовали подход, который позволяет описывать динамические свойства гамма-модифицированного тефлона и точнее прогнозировать его износостойкость.
Исследование опубликовано в журнале «Polymers», 2023. Разработка проводилась при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда (№ 22-29-01313).
Гамма-модифицированный тефлон широко используется в мостовых опорных частях в качестве антифрикционного материала – уменьшает коэффициент трения и снижает износ деталей. При этом он подвергается воздействию больших перепадов температур (от −60°С до +60°С) и циклических нагрузок, направленных в разные стороны.
Применение полимерного материала в опорной части мостового сооружения
Пример работы конструкции при сейсмических нагрузках
– В настоящее время тефлон изучают в основном как упругое или упругопластическое тело, что не учитывает все характеристики материала. Для описания его реального поведения необходимо использовать более сложные модели, которые могут описывать его поведение во времени. В рамках работы проведена идентификация математической модели гамма-модифицированного тефлона как тела Максвелла, что позволило нам описать поведение материала в динамической постановке. В дальнейшей перспективе мы можем описывать жизненный цикл работы полимерного материала в целом, и на определенном временном промежутке в частности, – рассказывает ассистент кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики Анастасия Богданова.
Чем отличается упругопластическое тело от вязкоупругого? Как поясняют ученые, упругое тело полностью восстанавливает форму и объем после снятия нагрузки. Упругопластическое тело при малых деформациях ведет себя как упругое, но с определенным увеличением нагрузки в нем появляются остаточные деформации. Вязкие тела во время приложения нагрузки деформируются линейно. Представленные 3 модели используются для анализа прочности материалов в статических нагрузках (не зависят от времени). А вязкоупругие тела способны восстанавливать свои изначальные характеристики с течением времени (день, неделя, месяц и т.д.), что является реальным поведением полимерных материалов.
– В ходе экспериментов при помощи специального оборудования мы деформировали и нагружали образцы из модифицированного тефлона для определения его упругих, динамических, фрикционных (связанных с воздействием силы трения) и других свойств материала. Затем мы создали специальный алгоритм, который без участия человека выстроил математическую модель, описывающую поведение тефлона с учетом вязкости. Этот алгоритм позволит описывать математические модели и других полимерных материалов, после проведения соответствующих экспериментальных исследований, – рассказывает старший преподаватель кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики Юрий Носов.
В результате ученые определили, какая модель точнее отражает поведение материала под динамическими нагрузками. В случае вязкоупругой модели погрешность составила всего 0,5-1%, в то время как у упругопластической модели – 5-20%. Ученые пришли к выводу, что вязкоупругая модель позволяет прогнозировать работоспособность конструкции на всех этапах ее жизненного цикла (от изготовления до многолетней эксплуатации), а упругопластическая – подходит только для предварительной оценки прочностных характеристик конструкции.
– Правильное описание поведения материала позволяет качественно прогнозировать работоспособность деталей и конструкций. Благодаря этому можно на ранних этапах отслеживать проблемные места в эксплуатации конструкции и своевременно принимать меры по их устранению. Помимо этого, использование математической модели в синергии с компьютерным инжинирингом, значительно снизит экономические и временные затраты на решения по модификации или изменении конструкций, – отмечает заместитель директора Передовой инженерной школы «Высшая школа авиационного двигателестроения», доцент кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики ПНИПУ Анна Каменских.
Тефлон и композиты на его основе широко используются в машиностроении, нефтегазовой промышленности, электротехнике, медицине и др., при производстве электронных компонентов и оборудования, например, конденсаторов, резисторов, переключателей и т.д. Результаты исследования могут быть использованы для более точного прогнозирования поведения и стойкости конструкций с применением гамма-модифицированного тефлона.
Сегодня отмечается День пивопития. Так что поздравляем вас! И вот небольшая подборка новостей науки о пиве от нас. Физика и химия еще никогда не были так увлекательны.
Физики смоделировали то, как образуется пена при розливе пива стакана методом «снизу-вверх». Они также провели серию экспериментов и получили согласие с расчетами. Оказалось, на стабильность пены существенно влияет размер пузырьков На всё про всё ученым потребовалось 30 литров пшеничного светлого
Метод розлива «снизу-вверх»
Оказывается это Интересно / Youtube
Вам когда-нибудь было любопытно, сколько пузырьков углекислого газа образуется в стакане пива? Вот французским ученым было. Они построили теоретическую модель формирования пузырьков и измеряли физико-химические параметры охлажденного лагера коммерческой марки. В бокале, который заполнен 250 миллилитрами лагера с пятипроцентным содержанием спирта, охлажденного до шести градусов Цельсия, образуется порядка сотен тысяч пузырьков CO2 при уровне жидкости около 10 сантиметров
Изображение микроскопических неровностей на поверхности стекла, которые помогают в формировании пузырьков. Длина масштабного отрезка — 100 микрометров
Gérard Liger-Belair & Clara Cilindre / ACS Omega, 2021
Сравнение теоретических оценок полного числа пузырьков углекислого газа в пиве (синяя кривая) и шампанском (красная кривая) при схожих условиях в зависимости от критического радиуса кривизны газовых полостей.
Gérard Liger-Belair & Clara Cilindre / ACS Ome
Биоинженер из Эквадора воссоздал пиво, варившееся францисканскими монахами еще в XVI веке. Для этого он изучил научную литературу, а также культивировал пекарские дрожжи, образец которых ему удалось найти в старинной бочке с пивоварни. Он потратил на это несколько лет своей жизни
Эквадорский биоинженер Хавьер Карвахаль
Больше 120 лет в Эрмитаже хранились трубочки-стержни из серебра и золота из одного из богатейших погребений раннего бронзового века, раскопанного на окраине Майкопа. Ученые долго спорили о назначении этих предметов: их называли и скипетрами, и частью складного балдахина. Повторное исследование показало, что это древнейшие сохранившиеся трубочки для питья. Похоже, их использовали больше пяти тысяч лет назад во время группового распития пива из общего сосуда в рамках погребального обряда
Viktor Trifonov et al. / Antiquity, 2022
Помните метод трех щелчков Джона Дориана? Так вот, он не работает. Ученые из Дании решили попросили у компании Carlsberg тысячу банок и начали экспериментировать. Оказалось, что постукивание не помогает бороться с пеной вне зависимости от встряхивания тары. Единственный работающий метод — это подождать, но сколько точно, ученые пока не могут сказать
Scrubs / NBC, 2001–2008
В отличие от шампанского или газированной воды, в только что разлитом пиве «Гиннес» пузырьки не всплывают, а оседают на дно в виде характерных «каскадов». Японские физики объяснили этот процесс и вывели критерии, по которым его можно предсказать. Оказалось, что формирование каскада запускает нестабильность потока пива около наклоненной части стакана, которая впоследствии разносится по всему объему гравитационными токами
Tomoaki Watamura et al. / Scientific Reports, 2019
Если бросить жареный арахис в пиво, через какое-то время зерна могут начать двигаться между дном и поверхностью, обретая и сбрасывая пузырьки газа. В аргентинских барах такой фокус называют «El bailecito del maní» — танец арахиса. Европейские физики исследовали этот феномен подробнее с помощью расчетов и эксперимента с одним литром лагера. Они выяснили, что танец происходит из-за поверхностных свойств арахиса, на которых образование пузырьков предпочтительнее, чем на стенках стакана
Luiz Pereira et al. / Royal Society Open Science, 2023
Скептически относитесь к проблемам глобального потепления? Возможно, это исследование изменит ваше мнение. Американские ученые спрогнозировали изменения в выращивании и использовании ячменя в условиях повышения температуры и выяснили, что объем ячменя значительно снизится уже к концу этого века. Это значит, что пива будут производить меньше, а стоить оно будет дороже
На этом все! Учитывая последнее исследование, советуем вам пользоваться моментом и отпраздновать сегодняшний день 🍻