Предположим, что наше пространство это трехмерная «поверхность» четырехмерной жидкости. А электромагнитные волны являются поперечными волнами на этой «поверхности», что согласуется с поперечным характером электромагнитных волн. Очевидной аналогией здесь служат обычные волны на двумерной поверхности трехмерной воды. Гравитационные волны, регистрируемые, как отголоски слияний нейтронных звезд или черных дыр, имеют скорость, равную скорости света с высокой точностью. Это определено по одновременности их прихода от событий, случившихся на расстояниях в сотни миллионов световых лет. В терминах Общей теории относительности, гравитационные волны колеблют метрику (меру кривизны) нашего пространства. А в терминах обозначенной выше точки зрения, они колеблют трехмерную поверхность четырехмерной жидкости вдоль четвертого измерения. В таком случае, гравитационные волны это электромагнитные волны сверхнизкой частоты (десятки – сотни герц). Или иначе, электромагнитные волны так же «шатают» наше пространство, как и гравитационные волны. Только на более высокой частоте … . Подробности в моем профиле.
Волны на двумерной поверхности трехмерной воды, как аналогия электромагнитных волн - поперечных волн на трехмерной "поверхности" четырехмерной жидкости
Трехмерная картина слияния двух черных дыр с излучением гравитационных волн, как аналогия этого процесса, развивающегося на трехмерной гиперповерхности четырехмерной жидкости
14 сентября 2017 года космический аппарат NASA "Кассини" сделал последний снимок в своей карьере. Через несколько часов он должен был войти в атмосферу Сатурна и завершить почти 20-летнее путешествие, 13 лет из которых аппарат исследовал систему окольцованного гиганта.
На снимке показана ночная сторона Сатурна, которая в момент наблюдения не получала прямых солнечных лучей. Однако планета не выглядит черной, так как ее верхние слои атмосферы мягко освещались светом, отраженным от колец.
Снимок был получен 14 сентября в 19:59 UTC (22:59 по московскому времени) широкоугольной камерой "Кассини" с расстояния около 634 000 километров от Сатурна. Масштаб изображения составляет примерно 17 километров на пиксель. Параллельно работали научные приборы зонда, продолжая собирать бесценные данные и отправлять их на Землю.
Интересная деталь: в момент съемки место будущего погружения находилось на ночной стороне планеты. Однако Сатурн вращается, поэтому к моменту погружения эта область уже освещалась солнечным светом.
На следующий день, 15 сентября 2017 года, "Кассини" начал свой последний маневр. Аппарат вошел в верхние слои атмосферы Сатурна на скорости около 113 000 километров в час (примерно 31,39 километра в секунду). Его двигатели работали на полной мощности, помогая удерживать антенну направленной к Земле с целью передачи последних научных данных. Когда атмосфера стала достаточно плотной, аппарат потерял устойчивость, связь прервалась — и "Кассини" разорвало, расплавило и рассеяло в облаках Сатурна. То есть "Кассини" фактически стал частью газового гиганта.
Для чего было нужно уничтожать аппарат?
К концу миссии "Кассини" почти исчерпал запас топлива, необходимого для постоянной корректировки орбиты. Теоретически его можно было бы оставить в системе Сатурна и в таком состоянии, продолжая собирать данные. Однако без возможности контролировать траекторию зонда появлялся огромный риск столкновения с одним из спутников планеты.
Особенно важно было уберечь 504-километровый Энцелад, у которого обнаружили глобальный подповерхностный океан со всеми компонентами, необходимыми для зарождения и поддержания жизни в ее земном понимании. Это один из главнейших объектов со статусом потенциально обитаемого мира в пределах Солнечной системы.
Если присутствие земных микроорганизмов на аппарате, переживших 20-летнее космическое странствие, кажется маловероятным, то остатки топлива и технические материалы — абсолютно реальная угроза, способная загрязнить окружающую среду и исказить данные будущих исследований. Проще говоря, последствия такого падения могли бы привести, например, к ложным биомаркерам, а значит, следующие миссии стоимостью в миллиарды долларов пошли бы по ложному следу, у которого нет никакой научной ценности.
Именно поэтому финал "Кассини" — как и любых других аппаратов, созданных для исследования газовых гигантов, — был предопределен: к концу миссии рукотворный объект должен быть направлен в атмосферу планеты для уничтожения.
Последний снимок получился удивительно символичным.
На нем нет самого "Кассини". Нет огня, падения или вспышки. Только огромная планета, ее ночная сторона, мягко подсвеченная собственными кольцами, и область, где через несколько часов завершится одна из самых выдающихся космических экспедиций в истории.
"Кассини" сделал последний снимок Сатурна — а затем отправился в его гравитационные объятия.
Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мои каналы — новый материал выходит каждые четыре часа:
Выпуклость на двумерной поверхности, как аналогия трехмерной пучности на "поверхности" четырехмерной жидкости, являющейся следствием выхода на эту "поверхность" четырехмерного потока "снизу"
Допустим, что наше пространство это трехмерная «поверхность» четырехмерной жидкости. А наблюдаемая часть Вселенной находится на подвижном участке локального разбегания этой «поверхности» вместе с материей, расположенной на ней. Это возможно, когда из глубины к «поверхности» движется поток этой четырехмерной жидкости, как часть крупномасштабной флуктуации, существующей с момента Большого взрыва. Этот поток, выходя на «поверхность», вспучивает ее, от чего во все стороны движется сама «ткань» пространства в виде трехмерного «поверхностного» течения. На самом деле объемного, поскольку наша «поверхность» трехмерна. Это явление можно интерпретировать, как распределенную в пространстве слабую антигравитацию, которая является причиной наблюдаемого расширения Вселенной … . Подробности в моем профиле.
Расширение Вселенной… Это звучит как-то непонятно, но в то же время тревожно и даже угрожающе. Если Вселенная расширяется, то должен быть какой-то предел.
Поэтому напрашивается вопрос: галактики, составляющие Вселенную, в конце концов разлетятся и потеряются в космической бесконечности или их ждёт что-то ещё?..
А что, если галактики не разлетаются, а движутся по орбитам вокруг общего центра?
Иногда именно вопрос «А что, если посмотреть иначе?» заставляет внимательнее взглянуть на то, что мы уже привыкли считать очевидным, и тогда наблюдаемое расширение Вселенной может иметь совсем другое объяснение.
Представим две концентрические окружности с одним центром.
По внешней окружности движется один объект, а по внутренней — другой. Оба объекта имеют свои постоянные скорости.
Теперь представим наблюдателя, который движется вместе с одним из объектов.
В какой-то момент наблюдатель находится в точке «а», а наблюдаемый объект — в точке «А».
Через некоторое время наблюдатель перемещается в точку «в», а объект — в точку «В».
При этом расстояние между «А» и «а» может оказаться меньше, чем расстояние между «В» и «в».
То есть наблюдателю будет казаться, что объект удаляется.
Но на самом деле оба объекта просто движутся по своим орбитам.
При изучении далёких галактик мы определяем их движение относительно наблюдателя.
Но если наблюдатель сам находится в движении, то измеряемое расстояние и скорость могут зависеть от его положения относительно наблюдаемого объекта.
Если предположить, что галактики движутся по орбитам вокруг общего центра, то изменение расстояний между наблюдателем и далёкими галактиками может создавать картину, которую мы воспринимаем как расширение Вселенной.
Если расстояние между объектами превысит 1 Мпк, то есть они окажутся значительно удалены друг от друга, расстояние между ними начнёт увеличиваться независимо от их скорости.
Поэтому наблюдателю будет казаться, что объект удаляется.
Получается, что расширение является следствием движения галактик по таким орбитам.
В этом случае Вселенная может напоминать гигантскую вращающуюся систему.
Значение параметра Хаббла составляет около 74 км/с/Мпк,которое получено из наблюдений космологического красного смещения. В рамках предлагаемой гипотезы возникает вопрос:
действительно ли параметр Хаббла показывает скорость расширения пространства — или он может быть связан с движением нашей Галактики по орбите?
Если Вселенная представляет собой систему орбит, должен существовать общий центр, вокруг которого происходит движение.
Основные положения:
Галактики могут двигаться по орбитам вокруг общего центра.
Орбиты могут иметь спиральную форму и постепенно увеличивать свои радиусы.
Расстояния между далёкими объектами могут увеличиваться, создавая наблюдаемую картину расширения Вселенной.
Наблюдаемое красное смещение в такой модели требует иной интерпретации.
Параметр Хаббла можно рассматривать не только как показатель расширения, но и как величину, связанную с движением Млечного Пути по орбите.
Вирусы, например, невероятно малы. Но наука не считает их живыми организмами в полной мере — у них нет клеточного строения, нет обмена веществ, и они не способны размножаться самостоятельно вне чужой зараженной клетки. Это, по сути, просто биологический код на флешке, для считывания которого нужно "железо".
Поэтому, говоря о самом маленьком живом существе, я подразумеваю организм, который имеет клеточное строение, а также способен к самостоятельному метаболизму и размножению в подходящей среде.
Итак, это мы прояснили, а значит, начинаем.
Смещенный чемпион
Долгое время звание самого маленького живого организма удерживала Mycoplasma genitalium — бактерия, которая паразитирует в организме человека и вызывает некоторые инфекционные заболевания. Ее размер — всего 200–300 нанометров. Для сравнения: толщина волоса среднестатистического человека составляет примерно 80 000 нанометров.
Ради такой экстремальной миниатюризации эволюции пришлось пойти на жесткие сокращения. У этого одноклеточного создания нет клеточной стенки, а его геном насчитывает всего 525 генов (у человека их около 20 000). Биологи называют Mycoplasma genitalium почти идеальной моделью минимальной клетки: это живой механизм, лишенный всех "излишеств" и сведенный к абсолютному минимуму деталей.
Но потом нашли кое-что поменьше
В 2019 году микробиологи описали вид симбиотических наноархей со звучным именем Candidatus Nanoclepta minutus. Слово "Nanoclepta" можно перевести как "крошечный воришка", что прекрасно отражает суть представителей этого вида, размер которых варьируется всего от 100 до 150 нанометров.
Candidatus Nanoclepta minutus балансирует на тонкой грани между живым и неживым. У этой малютки нет генов для производства энергии (АТФ), поэтому, чтобы жить и размножаться, она вынуждена присасываться к телу другой, более крупной археи-хозяина и подворовывать у нее жизненно важные ресурсы.
Внимательный читатель задастся вопросом: "Если у нее нет генов для выработки энергии и она полностью зависит от хозяина, то чем она отличается от вируса?"
Разница принципиальная, и она кроется в самостоятельности сборки. Вирус — это, по сути, просто чертеж. У него нет своего оборудования. Он проникает в чужую клетку и заставляет ее рибосомы штамповать вирусные белки. Вирус сам себя не воспроизводит — этим занимается обманутый хозяин.
Наноархея — это полноценный, хоть и крошечный, живой организм. У нее есть своя собственная цитоплазма, своя оболочка и, главное, свои собственные рибосомы. Candidatus Nanoclepta minutus "подключается" к хозяину для получения готовой энергии и молекул-кирпичиков. Но из этих кирпичиков, используя полученную энергию, организм уже самостоятельно, внутри своей клетки, собирает собственные белки и копирует свою ДНК.
Возвращаясь к метафоре выше: вирус — биологический код на флешке. Наноархея — это смартфон, который втихаря подключили к чужому компьютеру, чтобы подзарядить и скачать файлы. Но процессор и операционная система у этого смартфона собственные.
Кстати, генетический код Candidatus Nanoclepta minutus насчитывает около 580 генов. Эволюция смогла уместить объем информации, сопоставимый с Mycoplasma genitalium, в оболочку вдвое меньшего размера. Миниатюризация в действии.
Пределы жизни
Ученые давно пытаются вычислить теоретический минимум — сколько генов нужно клетке, чтобы вообще считаться живой? Эксперименты команды микробиологов и генетиков из Института Крейга Вентера (США) дали ответ: не менее 473 генов. Именно столько содержит созданная ими в 2016 году синтетическая бактериальная клетка JCVI-syn3.0.
Что касается размера, то, согласно подсчетам физиков и биологов, клетка не может быть меньше 50 нанометров. Это абсолютный теоретический предел — меньшего размера просто было бы недостаточно для хранения молекул, необходимых для копирования ДНК и производства белков. Жизнь банально упрется в законы физики.
Все эти исследования — не просто акт удовлетворения любознательности, а поиск ответа на фундаментальный вопрос: где заканчивается химия и начинается жизнь? Может оказаться, что жизнь — не какое-то чудо чудное, а фундаментальное стремление материи к самоорганизации.
Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мои каналы — новый материал выходит каждые четыре часа:
История появления Луны началась примерно 4,5 миллиарда лет назад, когда молодая Земля (протоземля) столкнулась с небесным телом размером примерно с Марс, которое условно называют Тейей. Это событие было настолько разрушительным, что часть земной мантии и фрагменты разрушенной Тейи оказались выброшены на орбиту. Этот материал сформировал вокруг планеты раскаленный диск из обломков и расплавленного вещества.
Из этого диска довольно быстро — по некоторым моделям за считаные часы, по другим оценкам за тысячи или десятки тысяч лет — аккрецировала Луна. В любом случае по астрономическим меркам это произошло мгновенно.
Сразу после формирования Луна находилась на расстоянии примерно 20–25 тысяч километров от Земли. Для сравнения: сегодня среднее расстояние между этими объектами составляет примерно 384 400 километров, и Луна продолжает от нас удаляться прямо сейчас, пока вы читаете этот текст, со скоростью 38 миллиметров в год.
Почему Луна не была ближе
Тут все очень просто: существует физическое ограничение, известное как предел Роша, — минимальное расстояние, на котором крупное тело способно существовать без риска быть разорванным приливными силами более массивного соседа. Для системы Земля — Луна этот предел составляет от 9 500 до 18 000 километров в зависимости от плотности тела.
Формирующаяся Луна на самой ранней стадии представляла собой рыхлую, полурасплавленную массу, аккрецирующую из диска обломков. У нее не было структурной прочности, которая позволила бы удержаться от разрыва на расстоянии в 9 500 километров. Для устойчивого формирования ей необходимо было находиться дальше "жидкого" предела Роша, то есть дальше 18 000 километров, — чтобы одной только собственной гравитации хватило для победы над приливными силами со стороны Земли, которые в противном случае разорвали бы любые формирующиеся сгустки материи на части.
И вот тут моделирование дает оценку в 20–25 тысяч километров от нашей планеты. Именно с этой точки Луна начала свое существование, и стартовал ее долгий путь отдаления от Земли.
Почему Луна удаляется от Земли
В процессе вращения вокруг общего центра масс Луна создает на Земле приливные горбы — возвышения океанической воды и деформации твердой коры, вызванные ее притяжением. Но из-за того, что Земля вращается быстрее (один оборот вокруг своей оси за 24 часа), чем Луна обращается вокруг нее (один оборот примерно за 27,3 дня), эти горбы оказываются немного смещены вперед относительно самой Луны.
Эта, казалось бы, незначительная асимметрия обеспечивает приливное ускорение, которое слегка подталкивает Луну вперед по орбите, одновременно замедляя вращение Земли. Ускоряясь, Луна по законам орбитальной механики поднимается на все более высокую орбиту.
Сегодня этот процесс идет со скоростью 38 миллиметров в год. Цифра настолько точная благодаря отражателям, которые в рамках программы NASA "Аполлон" были оставлены на лунной поверхности. Ученые регулярно посылают к ним лазерные импульсы и измеряют время возврата сигнала. Зная скорость света и время, за которое был пройден путь, можно с легкостью рассчитать расстояние — с точностью до миллиметров.
Стоит отметить, что скорость удаления не была постоянной на протяжении миллиардов лет. Она сильно зависит от конфигурации континентов на Земле, потому что интенсивность приливного трения определяется формой и размерами океанических бассейнов. Были эпохи, когда Луна удалялась значительно медленнее, чем сейчас, и периоды более резкого дрейфа.
Короткие сутки древней Земли
Обратная сторона удаления Луны — замедление вращения Земли, поскольку именно оно питает энергией весь процесс. Когда Луна только сформировалась, продолжительность земных суток составляла всего 5–6 часов.
По мере того как Луна отдалялась, "воруя" угловой момент у Земли, сутки постепенно растягивались — до современных 24 часов, и процесс продолжается, просто крайне медленно: каждое столетие прибавляется около 1,7 миллисекунды. Для сравнения: когда на Земле доминировали динозавры, продолжительность суток составляла 23–23,5 часа.
Гигант на небосводе
Новорожденная Луна была в 15–20 раз ближе к Земле, чем сегодня, а значит, и ее видимый диаметр был тоже в 15–20 раз больше, чем у привычного нам диска. То есть в небе висел исполинский шар, закрывающий значительную часть небосвода и днем, и ночью.
Из-за столь малой дистанции приливные силы были на порядки мощнее нынешних. Океанские приливы представляли собой волны высотой в сотни метров, а земная кора испытывала чудовищные деформации: тут и там появлялись временные горы и разломы.
Как все это узнали?
Разумеется, у нас нет фотографий той эпохи, но имеется не менее ценный источник информации — так называемые приливные ритмиты: осадочные породы с тонкой слоистостью, формирующиеся в приливных зонах. Они естественным образом задокументировали цикличность приливов прошлого. Изучая толщину и структуру этих слоев в древних породах, геологи реконструируют, как менялись длина земных суток и лунная орбита на протяжении миллиардов лет истории планеты.
Комбинируя эти геологические данные с современными лазерными измерениями и физическими моделями приливного взаимодействия, можно с уверенностью говорить о том, насколько близко находилась Луна в момент своего рождения и насколько другой была Земля в начале своей истории.
Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мои каналы — новый материал выходит каждые четыре часа:
Представьте наше пространство в виде трехмерной гиперповерхности четырехмерного жидкого тела, находящегося в невесомости в виде капли размером со Вселенную. И предположите, что эта четырехмерная жидкость имеет характеристики, присущие обычной трехмерной жидкости, включая испаряемость. В жидкости вблизи этой поверхности возможно существование вихрей-микрочастиц, замкнутых на нее своими полыми вихревыми каналами. Через эти каналы происходит интенсивное испарение четырехмерной среды в направлении четвертого измерения, образуя необходимый для стабилизации вихрей сток жидкости. Этот сток порождает поток в нашем трехмерном пространстве, втекающий в гравитирующие тела, состоящие из вихрей-микрочастиц. Это вызывает взаимное притяжение тел. Но, кроме того, сама гиперповерхность жидкости слабо парит. И это можно интерпретировать, как слабую изотропную (ненаправленную) гравитацию. Эта изотропия может быть нарушена. И тогда само пространство проявляет анизотропные свойства, которые приписывают гравитационному действию «темной материи» … . Подробности в моем профиле.
Двумерная свободная поверхность воды со слабым испарением, как аналогия трехмерной гиперповерхности четырехмерной жидкости - нашей Вселенной.
Наше пространство является трехмерной гиперповерхностью четырехмерной жидкости. А микрочастицы это вихри, замкнутые своими полыми вихревыми каналами на данную поверхность. Они локализованы у поверхности, как локализован у поверхности воды U-образный вихрь, замкнутый на нее своими двумя концами вихревого канала. В силу четырехмерности, эти вихри более сложные. Данная жидкость способна испаряться со своей поверхности в пустоту четвертого измерения. Она интенсивно испаряется из полых каналов вихрей-частиц по причине повышения температуры поверхности каналов из-за диссипации энергии вращения, порождая сток жидкости в четвертое измерение и тем самым, стабилизируя их существование. Втекание потока внутрь частиц, с последующим истечением жидкости в пустоту четвертого измерения, порождает гравитационное притяжение массивных тел. Кроме того, гиперповерхность сама спокойно парит, порождая слабый сток. Это следует понимать, как изотропную (ненаправленную) гравитацию, присущую самому пространству. В областях пространства, где располагаются спиральные галактики, с момента их образования из первичной крупномасштабной флуктуации, изначально существовала и флуктуация четырехмерной жидкости. Она в целом совпадала с движением вещества в силу единства происхождения при Большом взрыве и присущей жидкости малой вязкости, которая за миллиарды лет эволюции привела к совпадению вихрей вещества и жидкости. Центробежное «проседание» гиперповерхности вглубь четырехмерной жидкости в области расположения галактики и возможно, далеко за ее пределами, привело к увеличению «площади» гиперповерхности по сравнению с областью вне вихря. А поскольку сток жидкости через испарение в четвертое измерение пропорционален этой «площади», то образуется некоторый приток от прилегающей пустой области пространства в область локализации галактического вихря. А это нужно понимать, как наличие слабой распределенной гравитации, присущей самому пространству в указанной области. Эта дополнительная гравитация и вызывает наблюдаемое отклонение движения звезд в спиральных галактиках. Данное явление объясняют присутствием «темной материи» … . Подробности в моем профиле.
Двумерная поверхность трехмерной воды с локальным источником интенсивного испарения, как аналогия трехмерной гиперповерхности четырехмерной жидкости в области локализации галактического вихря - источника анизотропии пространства
