Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Наука физика

Шкала Ландау умнейшие физики в истории человечества

03.10.2020 14:05:46 | Автор: admin

Сольвеевские конгрессы серия международных конференций по обсуждению фундаментальных проблем физики и химии, проводимая в Брюсселе международными Сольвеевскими институтами физики и химии с 1911 года. На фото участники пятого Солвеевского конгресса слева направо нижний ряд: Ирвинг Ленгмюр (Нобелевская премия по химии, 1932 далее просто НПХ), Макс Планк (НПФ-1918), Мария Кюри (НПФ1903, НПХ-1911), Хенрик Лоренц (НПФ-1902), Альберт Эйнштейн (НПФ-1921), Поль Ланжевен, Шарль Гюи, Чарльз Вильсон (НПФ-1927), Оуэн Ричардсон (НПФ-1928). Средний ряд: Петер Дебай (НПХ-1936), Мартин Кнудсен, Уильям Брэгг (НПФ-1925), Хендрик Крамерс, Поль Дирак (НПФ-1933), Артур Комптон (НПФ-1927), Луи де Бройль (НПФ-1929), Макс Борн (НПФ-1954), Нильс Бор (НПФ-1922). Верхний ряд: Огюст Пикар (без нобелевки, зато с изобретением батискафа Трест, спустившегося на дно Мариинской впадины), Эмиль Анрио, Пауль Эренферст, Эдуард Герцен, Теофил де Дондер, Эрвин Шрёдингер (НПФ-1933), Жюль Эмиль Вершафельт, Вольфганг Паули (НПФ-1945), Вернер Гейзенберг (НПФ-1932), Ральф Фаулер, Леон Бриллюэн.

Лауреат Нобелевской премии советский физик Лев Ландау использовал логарифмическую шкалу для ранжирования лучших физиков XX века по их вкладу в науку. Лев Ландау (1908-1968) был одним из лучших физиков Советского Союза, внесший свой вклад в ядерную теорию, квантовую теорию поля и, среди прочих, астрофизику. В 1962 году он получил Нобелевскую премию по физике за разработку математической теории сверхтекучести. Ландау также написал великолепный учебник по физике, обучая целые поколения ученых. Блестящий ум, Ландау любил классифицировать все в своей жизни он оценивал людей по их интеллекту, красоте (физик известен своей любовью к блондинкам), вкладу в науку, тому, как они одевались и даже как разговаривали. Из этой статьи вы узнаете, кого выдающийся советский ученый считал лучшими физиками в истории человечества.

Сверхтекучесть способность вещества в особом состоянии (квантовой жидкости), возникающем при температурах, близких к абсолютному нулю, протекать через узкие щели и капилляры без трения.

Шкала Ландау

Одна из самых известных классификаций Ландау это его рейтинг величайших физиков ХХ века. Эта шкала логарифмическая, то есть вклад ученых, отнесенных к первому классу, в десять раз больше, чем вклад физиков, отнесенных ко второму классу, и так далее. Другими словами, чем больше число, тем меньший вклад, по мнению Ландау, внес тот или иной физик в науку.

Альберт Эйнштейн Ранг 0,5

Эйнштейн, создатель Общей теории относительности, по мнению советского ученого, принадлежит к своему собственному классу. Ландау считал себя величайшим умом среди весьма впечатляющей группы ученых, которые переосмыслили современную физику. Ландау, однако, считал, что если бы этот список был расширен до ученых предыдущих столетий, Исаак Ньютон отец классической физики, также присоединился бы к Эйнштейну, занимая почетную первую строчку в этой логарифмической шкале.

физик-теоретик, один из основателей современной теоретической физики

Вам будет интересно: Почему квантовая физика сродни магии?

Ранг 1

Группа в этом классе самых умных физиков включала лучшие умы, которые разработали теорию квантовой механики.

Вернер Гейзенберг (1901 — 1976) — немецкий физик-теоретик, получивший известность в поп-культуре благодаря альтер-эго Уолтера Уайта в фильме «Во все тяжкие». Он известен принципом неопределенности Гейзенберга, и его Нобелевская премия 1932 года категорически утверждает, что это было не что иное, как «создание квантовой механики».

Немецкий физик-теоретик, один из создателей квантовой механики, лауреат Нобелевской премии по физике (1932), член ряда академий и научных обществ мира.

Эрвин Шредингер (1887 — 1961) — австрийско-ирландский физик, подаривший нам печально известный мысленный эксперимент «кошка Шредингера» и других магов разума из квантовой механики. Уравнение Шредингера нобелевского лауреата вычисляет волновую функцию системы и то, как она изменяется с течением времени.

Эрвин Шрёдингер один из основоположников квантовой механики. Его уравнение волновой функции стало образцом проявления нестандартного мышления при изучении проблем микромира.

Еще больше увлекательных статей о выдающихся ученых и последних научных открытиях читайте на нашем канале в Google News

Поль Дирак (1902-1984) еще один гигант квантовой механики, этот английский физик-теоретик разделил Нобелевскую премию 1933 года с Эрвином Шредингером «за открытие новых продуктивных форм атомной теории.»

Нильс Бор (1885 — 1962) датский физик, который сделал фундаментальные дополнения к тому, что мы знаем об атомной структуре и квантовой теории, что привело к его Нобелевской премии по физике 1922 года.

Шатьендранат Бозе (1894 — 1974) индийский математик и физик, известен своими работами по квантовой механике. Один из создателей квантовой статистики, теории конденсата Бозе Эйнштейна. Бозонные частицы названы в его честь.

Шатьендранат один из членов-основателей (1935)[6] Индийской национальной академии наук

Юджин Вигнер (1902 — 1995) — венгерско-американский физик-теоретик, получивший в 1963 году Нобелевскую премию по физике за работы по теории атомного ядра и элементарных частиц. Как известно, он принял участие во встрече с Лео Силардом и Альбертом Эйнштейном, которая привела к написанию ими письма президенту Франклину Д. Рузвельту, результатом которого стало создание Манхэттенского проекта.

Луи де Бройль (1892-1987) — французский теоретик, внесший ключевой вклад в квантовую теорию. Он предложил волновую природу электронов, предположив, что вся материя обладает волновыми свойствами пример концепции корпускулярно-волнового дуализма, Центральной в теории квантовой механики.

Энрико Ферми (1901 — 1954) — американский физик, которого называют «архитектором ядерного века», а также «архитектором атомной бомбы». Он также создал первый в мире ядерный реактор и получил Нобелевскую премию по физике 1938 года за работу по индуцированной радиоактивности и за открытие трансурановых элементов.

Итальнский физик Энрико Ферми один из отцов-основателей атомной бомбы

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!

Вольфганг Паули (1900-1958) — австрийский теоретик-теоретик, известный как один из пионеров квантовой физики. В 1945 году он получил Нобелевскую премию по физике за открытие нового закона природы принципа исключения (он же принцип Паули) и развитие теории спина.

Макс Планк (1858-1947) — немецкий физик-теоретик, получивший в 1918 году Нобелевскую премию по физике за кванты энергии. Он был создателем квантовой теории, физики атомных и субатомных процессов.

Ранг 2.5

Ландау оставил после себя множество достижений это и многотомные научные труды по физике, и сотни метких афоризмов, и знаменитая теория счастья.

Ранг 2.5 так Ландау первоначально оценивал себя. Эта скромность вызвана тем, что Ландау полагал, что не произвел никаких фундаментальных достижений. Позже, по мере роста собственных достижений советский ученый повысил свой ранг до 1,5.

Подробнее..

Шкала Ландау умнейшие физики ХХ века

03.10.2020 20:01:59 | Автор: admin

Сольвеевские конгрессы серия международных конференций по обсуждению фундаментальных проблем физики и химии, проводимая в Брюсселе международными Сольвеевскими институтами физики и химии с 1911 года. На фото участники пятого Солвеевского конгресса слева направо нижний ряд: Ирвинг Ленгмюр (Нобелевская премия по химии, 1932 далее просто НПХ), Макс Планк (НПФ-1918), Мария Кюри (НПФ1903, НПХ-1911), Хенрик Лоренц (НПФ-1902), Альберт Эйнштейн (НПФ-1921), Поль Ланжевен, Шарль Гюи, Чарльз Вильсон (НПФ-1927), Оуэн Ричардсон (НПФ-1928). Средний ряд: Петер Дебай (НПХ-1936), Мартин Кнудсен, Уильям Брэгг (НПФ-1925), Хендрик Крамерс, Поль Дирак (НПФ-1933), Артур Комптон (НПФ-1927), Луи де Бройль (НПФ-1929), Макс Борн (НПФ-1954), Нильс Бор (НПФ-1922). Верхний ряд: Огюст Пикар (без нобелевки, зато с изобретением батискафа Трест, спустившегося на дно Мариинской впадины), Эмиль Анрио, Пауль Эренферст, Эдуард Герцен, Теофил де Дондер, Эрвин Шрёдингер (НПФ-1933), Жюль Эмиль Вершафельт, Вольфганг Паули (НПФ-1945), Вернер Гейзенберг (НПФ-1932), Ральф Фаулер, Леон Бриллюэн.

Лауреат Нобелевской премии советский физик Лев Ландау использовал логарифмическую шкалу для ранжирования лучших физиков XX века по их вкладу в науку. Лев Ландау (1908-1968) был одним из лучших физиков Советского Союза, внесший свой вклад в ядерную теорию, квантовую теорию поля и, среди прочих, астрофизику. В 1962 году он получил Нобелевскую премию по физике за разработку математической теории сверхтекучести. Ландау также написал великолепный учебник по физике, обучая целые поколения ученых. Блестящий ум, Ландау любил классифицировать все в своей жизни он оценивал людей по их интеллекту, красоте (физик известен своей любовью к блондинкам), вкладу в науку, тому, как они одевались и даже как разговаривали. Из этой статьи вы узнаете, кого выдающийся советский ученый считал лучшими физиками в истории человечества.

Сверхтекучесть способность вещества в особом состоянии (квантовой жидкости), возникающем при температурах, близких к абсолютному нулю, протекать через узкие щели и капилляры без трения.

Шкала Ландау

Одна из самых известных классификаций Ландау это его рейтинг величайших физиков ХХ века. Эта шкала логарифмическая, то есть вклад ученых, отнесенных к первому классу, в десять раз больше, чем вклад физиков, отнесенных ко второму классу, и так далее. Другими словами, чем больше число, тем меньший вклад, по мнению Ландау, внес тот или иной физик в науку.

Альберт Эйнштейн Ранг 0,5

Эйнштейн, создатель Общей теории относительности, по мнению советского ученого, принадлежит к своему собственному классу. Ландау считал себя величайшим умом среди весьма впечатляющей группы ученых, которые переосмыслили современную физику. Ландау, однако, считал, что если бы этот список был расширен до ученых предыдущих столетий, Исаак Ньютон отец классической физики, также присоединился бы к Эйнштейну, занимая почетную первую строчку в этой логарифмической шкале.

физик-теоретик, один из основателей современной теоретической физики

Вам будет интересно: Почему квантовая физика сродни магии?

Ранг 1

Группа в этом классе самых умных физиков включала лучшие умы, которые разработали теорию квантовой механики.

Вернер Гейзенберг (1901 — 1976) — немецкий физик-теоретик, получивший известность в поп-культуре благодаря альтер-эго Уолтера Уайта в фильме «Во все тяжкие». Он известен принципом неопределенности Гейзенберга, и его Нобелевская премия 1932 года категорически утверждает, что это было не что иное, как «создание квантовой механики».

Немецкий физик-теоретик, один из создателей квантовой механики, лауреат Нобелевской премии по физике (1932), член ряда академий и научных обществ мира.

Эрвин Шредингер (1887 — 1961) — австрийско-ирландский физик, подаривший нам печально известный мысленный эксперимент «кошка Шредингера» и других магов разума из квантовой механики. Уравнение Шредингера нобелевского лауреата вычисляет волновую функцию системы и то, как она изменяется с течением времени.

Эрвин Шрёдингер один из основоположников квантовой механики. Его уравнение волновой функции стало образцом проявления нестандартного мышления при изучении проблем микромира.

Еще больше увлекательных статей о выдающихся ученых и последних научных открытиях читайте на нашем канале в Google News

Поль Дирак (1902-1984) еще один гигант квантовой механики, этот английский физик-теоретик разделил Нобелевскую премию 1933 года с Эрвином Шредингером «за открытие новых продуктивных форм атомной теории.»

Нильс Бор (1885 — 1962) датский физик, который сделал фундаментальные дополнения к тому, что мы знаем об атомной структуре и квантовой теории, что привело к его Нобелевской премии по физике 1922 года.

Шатьендранат Бозе (1894 — 1974) индийский математик и физик, известен своими работами по квантовой механике. Один из создателей квантовой статистики, теории конденсата Бозе Эйнштейна. Бозонные частицы названы в его честь.

Шатьендранат один из членов-основателей (1935)[6] Индийской национальной академии наук

Юджин Вигнер (1902 — 1995) — венгерско-американский физик-теоретик, получивший в 1963 году Нобелевскую премию по физике за работы по теории атомного ядра и элементарных частиц. Как известно, он принял участие во встрече с Лео Силардом и Альбертом Эйнштейном, которая привела к написанию ими письма президенту Франклину Д. Рузвельту, результатом которого стало создание Манхэттенского проекта.

Луи де Бройль (1892-1987) — французский теоретик, внесший ключевой вклад в квантовую теорию. Он предложил волновую природу электронов, предположив, что вся материя обладает волновыми свойствами пример концепции корпускулярно-волнового дуализма, Центральной в теории квантовой механики.

Энрико Ферми (1901 — 1954) — американский физик, которого называют «архитектором ядерного века», а также «архитектором атомной бомбы». Он также создал первый в мире ядерный реактор и получил Нобелевскую премию по физике 1938 года за работу по индуцированной радиоактивности и за открытие трансурановых элементов.

Итальнский физик Энрико Ферми один из отцов-основателей атомной бомбы

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!

Вольфганг Паули (1900-1958) — австрийский теоретик-теоретик, известный как один из пионеров квантовой физики. В 1945 году он получил Нобелевскую премию по физике за открытие нового закона природы принципа исключения (он же принцип Паули) и развитие теории спина.

Макс Планк (1858-1947) — немецкий физик-теоретик, получивший в 1918 году Нобелевскую премию по физике за кванты энергии. Он был создателем квантовой теории, физики атомных и субатомных процессов.

Ранг 2.5

Ландау оставил после себя множество достижений это и многотомные научные труды по физике, и сотни метких афоризмов, и знаменитая теория счастья.

Ранг 2.5 так Ландау первоначально оценивал себя. Эта скромность вызвана тем, что Ландау полагал, что не произвел никаких фундаментальных достижений. Позже, по мере роста собственных достижений советский ученый повысил свой ранг до 1,5.

Подробнее..

Время эластично почему на вершине горы время идет быстрее, чем на пляже?

04.10.2020 00:13:22 | Автор: admin

Время неоднородно: оно течет с разной скоростью в зависимости от того, где вы находитесь и с какой скоростью двигаетесь.

Гравитация, как мы знаем сегодня, обладает способностью искривлять пространство и время. Как утверждал Эйнштейн в Общей теории относительности (ОТО), время, по мере приближения к Земле, идет медленнее. Это происходит из-за того, что гравитация большой массы, например, такой как наша планета, искривляет пространство и время вокруг нее. Этот эффект называется «эффектом замедления времени» и он проявляется даже на малых уровнях. Однако за пределами физических законов мы воспринимаем время иначе, точнее, искаженно. Так, если поместить одни часы на вершине горы, а другие оставить на пляже, то в конце-концов вы увидите, что все часы показывают разное время. Ученые впервые наблюдали эффект замедления времени в космическом масштабе, когда звезда проходила рядом с черной дырой. Затем тот же эффект был зафиксирован в меньших масштабах исследователи использовали пару чрезвычайно точных атомных часовых механизмов, причем одни часы были расположены на 33 сантиметра выше, чем другие. Результаты показали, что время снова замедлилось на часах, расположенных ближе к Земле.

Атомные часы прибор для измерения времени. В качестве периодического процесса используются собственные колебания, связанные с процессами, происходящими на уровне атомов или молекул.

Эффект замедления времени

Замедление времени восходит к Специальной теории относительности (СТО) Эйнштейна, согласно которой движение в пространстве на самом деле создает изменения в течении времени. Чем быстрее вы движетесь через три измерения, которые определяют физическое пространство, тем медленнее вы движетесь через четвертое измерение время, по крайней мере, относительно другого объекта. Так, часы в движении будут тикать медленнее, чем часы на земле. Если двигаться со скоростью, близкой к скорости света, эффект будет гораздо более выраженным.

Важно понимать, что замедление времени это не мысленный эксперимент или гипотетическая концепция, а реальность. Это доказали эксперименты Хафеле-Китинга, проведенные в 1971 году, когда на самолетах, летящих в противоположных направлениях, были установлены два атомных часовых механизма. Относительное движение на самом деле оказало измеримое воздействие и создало разницу во времени между двумя часами. Это также было подтверждено в других физических экспериментах.

Почему мы помним прошлое, а не будущее?

Но есть еще одна примечательная деталь: замедление времени в результате гравитационных эффектов. Возможно, вы видели фильм Кристофера Нолана «Интерстеллар», где близость черной дыры заставляет время на другой планете чрезвычайно замедляться (один час на этой планете равен семи земным годам). Эта форма замедления времени также реальна. Все дело в Общей теории относительности Эйнштейна, о чем написано в начале статьи гравитация может искривлять пространство-время, а следовательно, и само время. А значит, абсолютного времени не существует.

Чем ближе часы к источнику гравитации, тем медленнее проходит время; чем дальше часы от источника гравитации, тем быстрее будет идти время.

Выходит, для всех часов в мире и для каждого из нас время течет немного по-разному. Но даже если время течет с постоянно меняющимися скоростями по всей Вселенной, время все равно течет в каком-то объективном смысле, верно? Или нет?

Физика без времени

В своей книге «Порядок времени» итальянский физик-теоретик Карло Ровелли предположил, что наше восприятие времени наше ощущение, что время вечно течет вперед может быть в высшей степени субъективной проекцией. В конце-концов, когда вы смотрите на реальность в наименьшем масштабе (используя уравнения квантовой гравитации, например), время исчезает.

Итак, почему мы воспринимаем время как движение вперед? Ровелли отмечает, что, хотя время исчезает в чрезвычайно малых масштабах, мы наблюдаем энтропию: порядок превращается в беспорядок; яйцо разбивается и становится яичницей. Ровелли пишет, что ключевые аспекты времени описаны во втором законе термодинамики, который гласит, что тепло всегда переходит от горячего к холодному, как улица с односторонним движением. Например, кубик льда тает в чашке горячего чая, а не наоборот. Ровелли предполагает, что подобный феномен может объяснить, почему мы способны воспринимать только прошлое, а не будущее.

Читайте также: Как сильно время повлияло на выражения лиц людей?

«Каждый раз, когда будущее определенно отличается от прошлого, возникает что-то вроде тепла», — писал Ровелли в статье для Financial Times.

Термодинамика прослеживает направление времени к чему-то, называемому «низкой энтропией прошлого», все еще загадочному явлению, о котором бушуют дискуссии.» «Рост энтропии ориентирует время и допускает существование следов прошлого, а они допускают возможность воспоминаний, которые скрепляют наше чувство идентичности. Я подозреваю, что то, что мы называем «течением» времени, следует понимать, изучая структуру нашего мозга, а не изучая физику: эволюция превратила наш мозг в машину, которая питается памятью, чтобы предвидеть будущее. Вот к чему мы прислушиваемся, когда прислушиваемся к течению времени. Таким образом, понимание «течения» времени может иметь большее отношение к нейробиологии, чем к фундаментальной физике. Поиск объяснения ощущения потока в физике может оказаться ошибкой.

Ученым еще многое предстоит узнать о том, как мы воспринимаем время и почему оно действует по-разному в зависимости от масштаба. Но несомненно то, что за пределами физики наше индивидуальное восприятие времени также удивительно эластично.

Еще больше увлекательных статей о последних научных открытиях в области физики, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.

Странная субъективность времени

На вершине горы время движется иначе, чем на пляже. Но чтобы испытать искажение восприятия времени, не нужно отправляться в горы или на море. Так, в моменты сильного страха мозг выделяет большое количество адреналина, который ускоряет внутренние часы, заставляя воспринимать внешний мир как движущийся очень медленно.

Ровелли отмечает, для работы в области квантовой гравитации придется столкнуться с вопросами о природе времени.

Еще одно распространенное искажение возникает, когда мы фокусируем свое внимание определенным образом. Как отмечает Аарон Сакетт, адъюнкт-профессор маркетинга в Университете Сент-Томаса в интервью Gizmodo, если вы думаете о том, как в настоящее время проходит время, самым главным фактором, влияющим на ваше восприятие времени, является внимание.

Чем больше внимания вы уделяете течению времени, тем медленнее оно течет.

Когда вы отвлекаетесь от течения времени возможно, от чегото интересного, происходящего поблизости, вы с большей вероятностью теряете счет времени. Создается стойкое ощущение, что оно ускользает быстрее, чем раньше. Известная поговорка гласит: «Время летит, когда тебе весело», но реальность больше похожа на «время летит, когда ты думаешь о других вещах».

В свою очередь Ровелли считает, что то, что мы называем временем это богатая, стратифицированная концепция, имеющая множество слоев. Некоторые слои времени применимы только в ограниченных масштабах в ограниченных областях, но это не делает их иллюзиями.Иллюзией является представление о том, что время течет с абсолютной скоростью. Река времени может течь вечно вперед, но она движется с разной скоростью, между людьми и даже внутри вашего собственного разума.

Подробнее..

При какой максимальной гравитации может выжить человек?

09.10.2020 20:08:12 | Автор: admin

Возможно, человек и правда когда-нибудь отправиться на поиски планет, пригодных для жизни

В романе Курта Воннегута «Балаган или конец одиночества» сила гравитации постоянно менялась, то придавливая все живое к земле, то даруя удивительную легкость. Если представить, что нечто подобное произойдет в реальности, то первым вопросом будет «какую максимальную гравитацию выдерживает человеческое тело?» В 2015 году силач и актер «Игры престолов» побил тысячелетний рекорд, сделав пять шагов с 650-килограммовым бревном на спине. Для большинства из нас это был просто необыкновенный пример героической силы. Для ученых этот подвиг означал сокрушительный предел гравитационного притяжения, которое любой смертный мог когда-либо надеяться выдержать. В 2018 году ученые из Загребского университета в Хорватии наконец ответили на вопрос о том, какую максимальную силу гравитации способен выдержать человек. По словам авторов исследования, эти знания пригодятся будущим астронавтам при колонизации других планет.

Гравитация и тело человека

Человек освоил прямохождение около 3,6миллионов летназад. Наша походка формировалась поддействием силы тяжести, эквивалентной примерно на 9,8 ньютонов накилограмм массы тела. Рассчитав крепость костей имускулатуры, исследователи выяснили, что люди смогут передвигаться, пусть исогромным трудом, напланетах, чьягравитация в4раза превышает гравитацию на Земле. В случае, если гравитация на экзопланете будет превышать земную в пять раз, человек не сможет даже пошевелиться.

Однако главной опасностью при такой силе тяжести окажется нагрузка на сердце перекачивание крови в верхние отделы организма будет сильно затруднено, так как вся кровь прильет к нижним конечностям. В случае же, если гравитация превысит земную в десять раз, скелет сломается под тяжестью собственного тела.

К столь критической оценке исследователи пришли приняв во внимание тот факт, что наши кости впечатляющие сооружения, если говорить о технике. На самом деле, одна только большеберцовая кость способна выдержать примерно 90-кратную земную гравитацию, прежде чем расколоться. Работая с цифрами о силе человеческой мускулатуры, исследователи определили, что находясь в хорошей физической форме и регулярно тренируясь мы довольно просто могли бы противостоять силе тяжести не более 5 g.

Если вам интересно, какое будущее ожидает нашу цивилизацию, подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.

Хафтор Бьернссон также является гордым обладателем титула Самый сильный человек мира-2018

Но можно ли ходить при такой гравитации? С точки зрения физики, ходьба это, по существу, цикл контролируемого падения, где качание каждой ноги предотвращает встречу лица с землей. Этот паттерн «падение-сброс-падение-сброс» заставляет наш центр масс качаться вверх и вниз, где сосредоточена большая часть работы. Вот почему физики разработали собственную модель так называемой «перевернутой маятниковой походки», учитывающую колебания центра масс человека и время его раскачивания ногами. Рекорд Бьернссона (игра престолов), составляющий пять шагов, устанавливает довольно хороший ориентир для верхних пределов того, чего может достичь человеческая походка.

Объединив массу бревна, вес и размер ноги Бьернссона, команда определила, что человек с таким же телосложением может медленно передвигаться по планете с гравитацией или g примерно в 4,6 раза больше земной. Наше сердце едва справляется с гравитацией около 5 g, выше которой мы начинаем терять сознание. Таким образом, похоже, эта цифра устанавливает абсолютную границу для любого вида человеческого исследования.

Необходимо отметить, что, как пишут сами авторы исследования, работа имеет ряд ограничений. Так, авторы не учитывали роль скафандров и любых дополнительных технологий, которые могут увеличить предел допустимой силы тяжести. Тем не менее, для долгосрочного пребывания на незнакомой планете это вряд ли это подойдет.

Гравитация на экзопланетах

Претендентом на самую большую экзопланету земного типа является экзопланета BD+20594b планета, диаметром в половину диаметра Нептуна и примерно такой же массой. На ее поверхности гравитационное притяжение в три раза больше чем на Земле.

Так выглядит экзопланета земного типа BD+20594b. Представляете, какие там закаты?

Вам будет интересно: #видео | В зоне Златовласки обнаружена экзопланета земного типа

Вообще, BD+20594b довольно странная планета, поскольку масса большинства скалистых миров составляет менее 1,6 массы нашей планеты и гораздо меньший радиус, так что вряд может и не стоит выбирать ее в качестве потенциально будущего дома.

Авторы работы, опубликованной в журнале The Physics Teacher отмечают, чтоиз594экзопланет, достаточно изученных для того, чтобы оценить на них силу тяжести, пригодными длячеловека являются 422(если непринимать вовнимание другие условия, которые могут быть и пострашнее гравитации). А как вы думаете, приземлятся ли люди когда-нибудь на эти далекие миры, по крайней мере в обозримом будущем? Ответ будем ждать здесь, а также в комментариях к этой статье.

Подробнее..

Существовали ли другие вселенные до Большого взрыва?

13.10.2020 00:08:42 | Автор: admin

По мнению Пенроуза, Вселенная будет продолжать расширяться до тех пор, пока вся ее материя в конечном итоге не распадется, после чего на ее месте возникнет новая.

«До Большого взрыва существовала более ранняя Вселенная, которую сегодня можно наблюдать. Большой Взрыв не был началом», — эти слова произнес английский физик и математик сэр Роджер Пенроуз во время вручения Нобелевской премии по физике в 2020 году. Британская The Telegraph также приводит слова выдающегося ученого: «Что-то существовало до Большого взрыва и это что-то продолжит свое существование в будущем». Нобелевский лауреат считает, что наш Большой взрыв начался с того, что являлось далеким будущим более ранней эпохи. Причина, по которой он так думает, заключается в таинственной физике черных дыр еще в 1964 году, спустя девять лет после смерти Эйнштейна, сэр Роджер предположил, что черные дыры являются неизбежным следствием Общей теории относительности (ОТО). Его новаторская статья до сих пор считается самым важным вкладом в теорию относительности со времен Эйнштейна и доказательства Большого взрыва.

Что такое «точки Хокинга»?

Пенроуз обнаружил шесть «теплых» точек в небе, называемых «точками Хокинга» («hawking points»), диаметр которых примерно в восемь раз больше диаметра Луны. Свое название они получили в честь британского физика-теоретика Стивена Хокинга, который утверждал, что черные дыры «пропускают» излучение и в конечном итоге полностью испаряются. Время, которое требуется черной дыре, чтобы полностью испариться, огромно, возможно, больше, чем возраст нашей нынешней Вселенной, поэтому их нельзя обнаружить. Однако Пенроуз считает, что «мертвые» черные дыры из предыдущих вселенных или «эонов» теперь наблюдаемы. Если он прав, это доказывает правильность теорий Хокинга.

У нас есть Вселенная, которая все расширяется и расширяется. Вся масса в ней распадается и в этой моей сумасшедшей теории это отдаленное будущее становится Большим взрывом другого Эона. Черные дыры в этой другой вселенной могли исчезнуть из-за испарения Хокинга и создать точки в небе, которые я называю точками Хокинга. Мы их видим. Эти точки примерно в восемь раз превышают диаметр Луны и представляют собой слегка прогретые области. На сегодняшний день у нас есть весомые доказательства существования по крайней мере шести из них.

Нобелевский лауареат по физике 2020 года, сэр Роджер Пенроуз.

Ранее в этом году в журнале Monthly Issues of the Royal Astronomical Society вышла работа сэра Пенроуза, посвященная точкам Хокинга. В статье представлены данные наблюдений многочисленных ранее ненаблюдаемых аномальных круглых пятен в космическом микроволном фоновом излучении (реликтовом излучении), со значительно повышенной температурой.

Еще больше увлекательных статей о последних научных открытиях в области теоретической физики, читайте на нашем канале Google News.

Реликтовое излучение это, по сути, электромагнитное излучение, оставшееся от самой ранней космологической эпохи, которая пронизывает всю вселенную. Считается, что реликтовое излучение сформировалось примерно через 380 000 лет после Большого Взрыва и содержит тонкие указания на то, как формировались первые звезды и галактики.

Точки Хокинга это, по сути, погибшие черные дыры, которые существовали до Большого взрыва (породившего нашу Вселенную) и которые пережили свои собственные Вселенные. Однако теперь они находятся на исходе своей жизни и испускают излучение, испаряясь в ничто. Нобелевский лауреат отмечает, что «наш Большой взрыв начался с чего-то, что было отдаленным будущим предыдущего Эона (Вселенной), и в ней были бы такие же черные дыры, как в нашей Вселенной, проходящие через испарение Хокинга. Именно они произвели бы эти точки в небе, которые я называю точками Хокинга.»

Вам будет интересно: Может ли Вселенная существовать бесконечно?

Спорная теория

Как отмечает The Telegraph, эта идея спорна, хотя многие ученые считают, что Вселенная существует в непрерывном цикле расширения, происходящем до «Большого сжатия», за которым следует новый Большой взрыв. Пенроуз также отметил, что в прошлом черные дыры считались теоретически существующими объектами. Подробнее о том, как выглядит черная дыра и как ученым удалось ее сфотографировать читайте в этой статье.

В 1988 году Роджер Пенроуз разделил премию Вольфа по физике с профессором Стивеном Хокингом за совместную работу над черными дырами.

Сэр Роджер разделил Нобелевскую премию по физике с профессорами Рейнхардом Герцелем из Института внеземной физики Макса Планка и Андреа Гез из Калифорнийского университета, которые доказали, что в центре Млечного Пути находится сверхмассивная черная дыра Стрелец А (Sagittarius A*).

Напомним, что черные дыры являются самыми таинственными объектами во Вселенной, не считая, конечно, темной энергии и темной материи. В 2017 году Нобелевскую премию по физике вручили ученым коллабораций LIGO и VIRGO за открытие гравитационных волн ряби пространства-времени, вызванной столкновением двух сверхмассивных черных дыр. Это открытие положило начало новой эре исследований гравитации.

Подробнее..

По мнению некоторых физиков цифровое бессмертие возможно

25.10.2020 18:03:41 | Автор: admin

«Я скоро вернусь» первый эпизод второго сезона британского научно-фантастического телесериала-антологии Чёрное зеркало.

Сегодня термин «цифровое бессмертие» звучит все чаще, но что это такое? Если вы смотрели сериал «Черное зеркало», то возможно помните эпизод, в котором вдова сначала создала цифровую копию погибшего в аварии мужа, а позже заказала андроида точную копию супруга, загрузив в него уже собранный цифровой образ. Согласитесь, все это выглядит несколько жутко. Но возможно ли нечто подобное в будущем? И даже если мы не будем брать в расчет версию о создании человекоподобных роботов, то создать точную цифровую копию человека можно уже сегодня и вряд ли это кого-то удивит: социальные сети, банковские и мобильные операции, мобильные приложения мы сами добровольно предоставляем информацию о себе, друзьях, родственниках, коллегах, сових перемещениях, вкусовых предпочтениях и покупках. Соберите всю эту информацию вместе и вуаля цифровой образ готов. Кстати, именно об этом говорит автор 4 бестселлеров New York Times, физик-теоретик и популяризатор науки Митио Каку, считая цифровое бессмертие возможным и наиболее вероятным.

Поиски фонтана молодости

Тема продления человеческой жизни является давней целью многих ученых и мечтателей. Исторически короли, королевы и императоры пытались найти источник молодости, но все они потерпели неудачу. Вместо Фонтана молодости Хуан Понсе де Леон основал первое европейское поселение на Пуэрто-Рико Флориду. А китайский император Цинь 2000 лет назад искал по всей стране эликсир бессмертия. Но не нашел, вместо чего, по-видимому, и основал Японию, а затем и Корею.

Более того, Эпос о Гильгамеше одно из старейших сохранившихся литературных произведений в мире, повествует о миссии полубога Гильгамеша, заключавшуюся в поисках секрета бессмертия. Так, на протяжении всей своей истории человечество безуспешно ищет источник вечной молодости. Но изменилось ли что-нибудь с наступлением цифрового века?

Доктор Митио Каку, профессор теоретической физики в Городском колледже Нью-Йорка (CUNY), где он преподает уже более 25 лет, считает, что человечество достигнет цифрового бессмертия. А это значит, что всю нашу жизнь можно оцифровать. В ролике для Big Think Каку утверждает, что однажды, когда вы пойдете в библиотеку, вам не нужна будет книга о Уинстоне Черчилле, например, так как вы сможете пообщаться с его голограммой, в которую заложены все манеры, речь и, возможно, даже воспоминания самого Уинстона Черчилля. Физик-теоретик предполагает, что точно также, в один прекрасный день ваши потомки могут пойти в библиотеку и поговорить с вами. Конечно, при условии, что вы захотите быть оцифрованными.

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал. Там вы найдете анонсы свежих новостей нашего сайта!

На фото физик-теоретик, автор многочисленных научно-популярных книг и телепередач Митио Каку

Только представьте, сколько операций по кредитным картам вы совершили за последние годы. Если эта информация попадет не в те руки, то с легкостью расскажет о вас если не все, то очень многое где вы любите отдыхать, какие предпочитаете напитки, чем занимаетесь в свое свободное время. Имея совокупность ваших цифровых данных, являющихся по-сути, цифровыми отпечатками пальцев, составить ваше цифровое резюме умелому человеку не составит туда. Но где-то здесь возникает вопрос будет ли ваша цифровая копия вами?

Доктор Каку, отвечая на этот вопрос, говорит о том, что все от того, что вы определяете под «собой» если это биологическая сущность с вашими воспоминаниями, тогда, конечно, это не вы. Но если вы определяете свое существо как энтропию и информацию, то есть если вы говорите, что ваша душа это информация, которая развивается со временем по законам энтропии, тогда вы можете быть оцифрованы и, в какой-то степени, бессмертны.

Читайте также: Возможно ли цифровое бессмертие и нужно ли оно

Биологическое бессмертие

Конечно, говоря о бессмертии нельзя не рассмотреть бессмертие биологическое и генетическое. «У нас есть искусственные интеллектуальные системы, которые могут сканировать огромные объемы данных и анализировать их, поэтому в будущем мы возьмем геномы миллионов пожилых людей и геномы миллионов молодых людей, пропустим их через систему искусственного интеллекта и выясним где сосредоточена ошибка,» говорит Каку.

Мы знаем, что старение это накопление ошибок клеточных ошибок, биологических ошибок, генетических ошибок. Энтропия вот что такое старение. Посмотрите на гренландскую акулу именно среди этих животных зафиксирован один из мировых рекордов для позвоночных возраст некоторых особей достигают 400 лет и больше. Но если некоторые позвоночные могут жить так долго, как у них это получается?

Одной из наиболее важных подсказок, по мнению профессора Каку, являются теломеры: защитные концевые участки хромосом, функция которых заключается в поддержании целостности ДНК и защите генов. Мы также знаем, что теломераза, например, может останавливать встроенные в клетки всех живых организмов на земле «биологические часы». Подробнее о том, что такое биологические часы, читайте в нашем материале.

Внутри клеточных ядер находится 23 пары хромосом. На концах каждой хромосомы расположены теломеры. Они защищают нашу ДНК от повреждений так же, как пластиковые наконечники защищают края шнурков.

Например, исследователи из Калифорнийского города Менло-Парк взяли обычные клетки кожи человека и нанесли на них теломеразу, в результате чего работа биологических часов в этих клетках была остановлена, а значит, клетки могут воспроизводиться вечно. Но в чем подвох? Проблема, по мнению физика, заключается в раковых клетках, а точнее в том, что они также используют теломеразу на пути к бессмертию. Видите ли, раковые клетки бессмертны; вот почему они убивают. Иронично, не так ли? То, что дарует нам погибель, таит в себе секреты бессмертия. Но если мы знаем, что теломераза может быть успешно использована раковыми клетками, возможно, в будущем, мы сможем использовать ее для продления жизни.

Итак, я хочу сказать очень простую вещь: у нас нет источника молодости. Однако я думаю, что это только вопрос времени, когда, возможно, наши внуки получат возможность достичь возраста 30 лет и… остановиться. Возможно, нам удастся остановить биологические часы. Этого нельзя исключить.

Физик-теоретик Митио Каку.

И все же, ученый считает, что мы должны достичь цифрового бессмертия и тогда, возможно, сможем остановить процессы старения. Согласны ли вы с доктором Каку или считаете, что бессмертие удел мечтателей и фантастов? Ответ будем ждать здесь, а также в комментариях к этой статье.

Подробнее..

Может ли квантовая механика объяснить существование пространства-времени?

04.11.2020 22:18:48 | Автор: admin

Ученые ищут ответ на вопрос о том из чего состоит пространство-время уже много лет, но пока безуспешно

Квантовая механика странная. Для нас, существ, не способных видеть микромир не вооруженным глазом, представить себе как все устроено на уровне атомов довольно сложно. Между тем, согласно атомной теории, все во Вселенной состоит из мельчайших частиц атомов, скрепленных друг с другом электрическими и ядерными силами. Физические эксперименты, проведенные в ХХ веке показали, что атомы можно дробить на еще более мелкие, субатомные частицы. В 1911 году британский физик Эрнест Резерфорд провел ряд экспериментов и пришел к выводу, что атом похож на Солнечную систему, только по орбитам вместо планет вокруг него вращаются электроны. Два года спустя, взяв за основу модель Резерфорда, физик Нильс Бор изобрел первую квантовую теорию атома и в этой области теоретической физики все стало еще сложнее. Но если квантовая механика объясняет как взаимодействуют между собой мельчайшие частицы, может ли она объяснить существование пространства-времени?

Что такое пространство-время?

Уверена, большинство из нас воспринимают пространственно-временной континуум как нечто, само собой разумеющееся. И в этом нет ничего удивительного, ведь не каждый день мы размышляем над чем-то подобным. Но если хорошенько задуматься, то окажется, что ответить на вопрос о том, что представляет собой пространство-время не так уж просто.

Начнем с того, что в соотвествии с теорией относительности (ОТО) Эйнштейна, Вселенная имеет три пространственных измерения и одно временное измерение. При этом все четыре измерения органически связаны в единое целое, являясь почти равноправными и в определенных рамках и условиях способными переходить друг в друга. В свою очередь пространственно-временной континуум или пространство-время это физическая модель, дополняющая пространство временным измерением.

Пространство-время непрерывно.

В рамках общей теории относительности пространство-время также имеет единую динамическую природу, а его взаимодействие со всеми остальными физическими объектами и есть гравитация.

В рамках ОТО теория гравитации и есть теория пространства-времени, которое не является плоским и способно менять свою кривизну.

Из ОТО также следует, что гравитация является результатом массы, такой как планета или звезда, искажающая геометрию пространства-времени. Космический аппарат NASA Gravity Probe, запущенный в 2004 году, точно измерил, насколько гравитация Земли искривляет пространство-время вокруг нее, в конечном итоге подтвердив расчеты Эйнштейна. Но откуда взялось пространство-время? Ответ, как это ни странно, может скрывать в себе квантовая механика.

Квантовая механика и теория гравитации

Как пишет портал Astronomy.com, сегодня физики стоят на пороге революции, которая может привести к пересмотру всего что мы знаем о пространстве-времени и, возможно, к объяснению того, почему квантовая механика кажется такой странной.

«Пространство-время и гравитация должны в конечном итоге возникнуть из чего-то другого», пишет физик Брайан Свингл из Университета Мэриленда в статье, опубликованной в журнале Annual Review of Condensed Matter Physics. Иначе трудно понять, как гравитация Эйнштейна и математика квантовой механики могут примирить их давнюю несовместимость.

Квантовая механика противоречит ОТО

Взгляд Эйнштейна на гравитацию как проявление геометрии пространства-времени был чрезвычайно успешным. Но то же самое относится и к квантовой механике, которая с безошибочной точностью описывает махинации материи и энергии на атомном уровне. Однако попытки найти математическое решение, которое совместило бы квантовую странность с геометрической гравитацией, наталкивались на серьезные технические и концептуальные препятствия.

Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира популярной науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш новостной канал в Google News чтобы не пропустить ничего интересного.

По крайней мере, так было долгое время при попытках понять обычное пространство-время. Возможный ответ пришел из теоретического изучения альтернативных геометрий пространства-времени, мыслимых в принципе, но обладающих необычными свойствами. Одна из таких альтернатив известна как антидеситтеровское пространство, которое имеет тенденцию сжиматься само по себе, а не расширяться, как это делает Вселенная. Для жизни, безусловно, это было бы не самое приятное место. Но как лаборатория для изучения теорий квантовой гравитации, оно может многое предложить и даже стать ключом к квантовым процессам, которые могут быть ответственны за создание пространства-времени.

Что такое антидеситтеровское пространство?

Исследования антидеситтеровское пространства предполагают, например, что математика, описывающая гравитацию (то есть геометрию пространства-времени), может быть эквивалентна математике квантовой физики в пространстве с одним меньшим измерением.

Представьте себе голограмму плоскую двумерную поверхность, которая включает в себя трехмерное изображение. Подобным же образом, возможно, четырехмерная геометрия пространства-времени может быть закодирована в математике квантовой физики, работающей в трехмерном пространстве. Или, может быть, нужно больше измерений а вот сколько измерений требуется, являются частью проблемы, которую нужно решить.

Квантовая запутанность одна из сложнейших для понимания научных теорий

Во всяком случае, исследования в этом направлении открыли удивительную возможность: само пространство-время может быть порождено квантовой физикой, в частности загадочным явлением, известным как квантовая запутанность. Подробно о том, что представляет собой квантовая запутанность я рассказывала в этой статье.

Если попробовать объяснить более-менее простыми словами, то квантовая запутанность это сверхъестественная связь между частицами, разделенными огромными расстояниями. Испускаемые из общего источника, такие частицы остаются запутанными независимо от того, как далеко они друг от друга находятся. Если вы измерите свойство (например, спин) одной частицы, то узнаете, каким будет результат измерения спина другой частицы. Но до измерения эти свойства еще не определены, что противоречит здравому смыслу и подтверждается многими экспериментами. Кажется, что измерение в одном месте определяет, каким будет измерение в другом отдаленном месте.

Вам будет интересно: Почему квантовая физика сродни магии?

Энергичные усилия нескольких физиков подарили миру теоретические доказательства того, что сети запутанных квантовых состояний плетут ткань пространства-времени. Эти квантовые состояния часто описываются как «кубиты» биты квантовой информации. Запутанные кубиты создают сети с геометрией в пространстве с дополнительным измерением, выходящим за пределы числа измерений, в которых находятся кубиты. Таким образом, квантовую физику кубитов можно приравнять к геометрии пространства с дополнительным измерением.

Примечательно, что геометрия, созданная запутанными кубитами, может очень хорошо подчиняться уравнениям из общей теории относительности Эйнштейна, которые описывают движение под действием гравитации по крайней мере, последние исследования указывают в этом направлении.

Подводя итог отмечу, что никто точно не знает, какие квантовые процессы в реальном мире ответственны за соткание ткани пространства-времени. Возможно, некоторые допущения, сделанные в уже имеющихся расчетах, окажутся ошибочными. Но вполне возможно, что физика стоит на пороге проникновения в основы природы глубже, чем когда-либо. В существование, содержащее ранее неизвестные измерения пространства и времени.

Подробнее..

Действительно ли в Бермудском треугольнике пропадают корабли и самолеты?

09.12.2020 18:16:49 | Автор: admin

Действительно ли в Бермудском треугольнике пропадают самолеты и корабли?

Впервые о Бермудском треугольники заговорили в 1951 году, после того как о таинственных исчезновениях в этом районе мира впервые упомянул корреспондент Associated Press Эвард Ван Винкл Джонс. Тогда он назвал эту область «морем дьявола». Что же до самого словосочетания «Бермудский треугольник», то впервые его употребил писатель Винсент Гаддис в 1964 году в своей статье под названием Смертельный Бермудский треугольник о большом количестве кораблей и самолетов, исчезнувших в этом регионе. Статья Гаддиса послужила отправной точкой целой вереницы публикаций о тайнах треугольника, ограниченного вершинами в Майами, Бермудских островах и Сан-Хуане (Пуэрто-Рико). 11 лет спустя американский лингвист Чарльз Берлиц, будучи сторонником аномалий в Бермудском треугольнике, написал целую книгу, посвященную необычным свойствам этого места. Говорят, что в этом районе ежегодно пропадает в среднем четыре самолета и 20 кораблей. Но что происходит в этом регионе на самом деле и почему ученые уверены, что тайна Бермудского треугольника это миф?

Паранормальные явления

Начиная примерно с 1960-х годов разве что ленивый не слышал о Бермудском треугольнике. Говорят, что за сотнями таинственных исчезновений в море стоят странные шестиугольные облака, создающие «воздушные бомбы», способные сбивать самолеты и переворачивать корабли. На протяжении десятилетий серия исчезновений на площади 500 000 км между Майами, Пуэрто-Рико и Бермудскими островами оставалась необъяснимой и многими отвергалась как случайное совпадение.

Считается, что треугольник несет ответственность за гибель по меньшей мере 1000 человек, а также около 75 самолетов и сотен кораблей за последние 100 лет.

На самом же деле никаких дополнительных необъяснимых авиакатастроф и кораблекрушений в этом районе нет, несмотря на многочисленные слухи. Миф о Бермудском треугольнике явно пришелся по вкусу широкой общественности и, наверное, навсегда занял свое место в фильмах, сериалах, книгах, статьях, играх и всем, чем только может заинтересовать любителей популярной культуры. Даже в культовых «Секретных материалах» есть серия, в которой главные герои попадают на пропавшее в треугольнике судно и оказываются в прошлом в самый разгар Второй мировой войны.

Кадр из сериала «Секретные материалы», 3 эпизод 6 сезона.

Вообще, благодаря книге Берлица весь мир вот уже несколько десятилетий обсуждает самые невероятные теории, объясняющие тайны Бермудского треугольника НЛО, необычные облака, путешествия во времени и даже подводные монстры на подобие Лох-Несского чудовища что, как вы вероятно знаете, тоже миф. Ученые считают, что вместо монстра в озере Лох-Несс мог обитать гигантский угорь. Однако, даже несмотря на последующие разоблачения журналист Ларри Кущ проанализировал факты и обнаружил, что никакой тайны, которую следовало бы разгадать, нет, миф о Бермудском треугольнике живее всех живых (если так уместно говорить о мифах).

Вот что рассказал изданию Live Science Бенджамин Рэдфорд, заместитель главного редактора журнала Sceptical Inquirer science в 2012 году:

«Таинственные исчезновения», из-за которых все сходили с ума, были либо отчетными ошибками, либо откровенными измышлениями. В некоторых случаях нет вообще никаких записей о кораблях и самолетах, которые якобы пропали в Бермудском треугольнике; все эти суда на самом деле никогда не существовали вне воображения писателя. В других случаях корабли и самолеты были вполне реальны, но Берлиц и другие забывали упомянуть, что они «таинственно исчезали» во время сильных штормов. В других случаях суда тонули далеко за пределами Бермудского треугольника.»

Как пишет британская The Independent, исследователи из Университета Саутгемптона считают, что внутри треугольника время от времени поднимаются 300-метровые волны, которые и могут быть причиной того, что в этом регионе затонули корабли и самолеты. Свое видение происходящего ученые описали в документальном фильме «Загадка Бермудского треугольника», где для создания искусственных волн, способных поглотить воздушные и морские суда, использовались внутренние симуляторы.

Заявления о необычных и «паранормальных» явлениях в Бермудском треугольнике были сделаны еще в 1492 году, когда Христофор Колумб сообщил, что видел странные огни и показания компаса.

В 1918 году 165-метровое судно USS Cyclops, которое использовалось для перевозки топлива во время Первой Мировой Войны, пропало в Бермудском треугольнике. Миф о том, что корабль постигла сверхъестевенная участь стал очень популярным. Возможно, это была самая значительная потеря в истории ВМФ США.

Между тем многие исследователи полагают, что в этом печально известном районе Атлантики время от времени бушуют сильнейшие штормы, способные расколоть даже такое огромное и тяжелое судно, как USS Cyclops. Такие штормы могут приходить как с юга, так и с севера и могут служить потенциальной причиной образования чудовищных, 300-метровых волн.

Странные облака

Но сильнейшие штормы не единственная возможная причина исчезновения судов в Бермудском треугольнике. Среди представителей научного сообщества есть исследователи, среди которых метеоролог доктор Стив Миллер из Университета в Колорадо, которые считают, что шестиугольные облака (не раз замеченные над этим регионом) действительно создают «воздушные бомбы», с ветром, порывы которого достигают 273 километров в час.

Странные шестиуголные облака над Бермудским треугольником.

Именно они могут быть ответственны за сотни нераскрытых инцидентов на море. «Воздушные бомбы», как утверждает Миллер, образуются так называемыми микроразрывами взрывами воздуха, которые спускаются со дна облака, а затем попадают в океан.

Исследователи также отмечают, что над западной оконечностью Бермудских островов появляются крупномасштабные облака шириной от 30 до 88 километров. Используя радиолокационные спутники для измерения того, что происходит под необычными облаками, исследовательская группа Миллера обнаружила, что ветры на уровне моря также достигают опасно высоких скоростей, создавая в результате волны высотой до 13 метров.

Ну что же, все вышеперечисленное свидетельствует о том, что скорее всего таинственный Бермудский треугольник это регион с крайне неблагоприятными погодными условиями. А как вы думаете, что происходит в этом таинственном участке земного шара? Ответ будем ждать здесь а также в комментариях к этой статье.

Подробнее..

В чем секрет самой дорогой картины в мире?

17.12.2020 16:17:01 | Автор: admin

Картина Спаситель мира

За всю историю человечества художники нарисовали множество великих картин. Самой известной из них, пожалуй, является Мона Лиза художника Леонардо да Винчи. Но самой дорогой картиной итальянского деятеля искусств считается Спаситель мира, который в 2017 году был продан за 400 миллионов долларов. Картину, на которой изображен Иисус Христос с прозрачным шаром, в далекие времена заказал французский король Людовик XII. И у этого изображения есть одна интересная черта стеклянный шар не отражает свет, что многими расценивается как очень грубая ошибка художника. Однако, недавно ученые из американского штата Калифорния выяснили, что великий художник ни в чем не ошибся. Доказать это им помогла технология компьютерного моделирования.

Самая дорогая картина в мире

Картина Спаситель мира также известна как Сальватор Мунди. На ней Иисус Христос держит прозрачный шар, который олицетворяет собой мироздание. Если присмотреться, можно заметить, что шар совершенно не искажает пространство за собой. А ведь если объект прозрачен и имеет округлую форму, одежда должна исказится, а на поверхности материала появиться световые блики. Некоторые люди считают, что Леонардо да Винчи совершил грубую ошибку. Но художник всегда был внимателен к деталям, поэтому ученые считают, что ни о какой ошибке не может быть и речи.

Неужели Леонардо да Винчи допустил ошибку?

Исследователи из американского штата Калифорния предположили, что на картине фигурирует не монолитный, а полый шар. Если бы это был цельный кусок стекла, то одежда Иисуса действительно бы исказилась, потому что объект бы имел свойства линзы. А вот если внутри шара ничего нет, в отсутствии искажения нет ничего странного. Картина была нарисована в конце XV века и в то время Леонардо да Винчи уже хорошо знал, что полый стеклянный шар не должен искажать пространство.

Читайте также: Могут ли ученые воссоздать запахи древних времен?

Ошибка художника

Чтобы доказать, что никакой ошибки нет, ученые воссоздали шар на компьютере. Они использовали технологию обратного рендеринга, когда 3D-объект создается на основе двухмерного изображения. На основе созданной композиции исследователи пришли к выводу, что находящиеся позади шара объекты не искажались бы только в том случае, если он был полым. По их расчетам, на картине изображен шар диаметром 6,8 сантиметров, который удерживается на расстоянии 25 сантиметров от тела. При этом толщина стенок равняется 1,3 миллиметрам.

На изображении A показано, как должна выглядеть картина. А на изображении B как она нарисована

Раскрытие тайны картины Спаситель мира очень важное событие. Дело в том, что в ноябре 2017 года он был продан на аукционе Christies за 450 миллионов долларов. По текущему курсу это почти 33 миллиарда рублей. Картина считается самым дорогим произведением мира в истории. В июне 2019 года стало известно, что картина хранится на яхте одного из принцев Саудовской Аравии. Он будет находиться там до тех пор, пока не будет построен культурный центр, где картина станет одним из экспонатов.

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал. Там вы найдете анонсы свежих новостей нашего сайта!

Самые интересные картины

Вообще, продажа и покупка картин это очень интересная тема. В 2018 году на аукционе была продана картина Портрет Эдмонда Белами, которая полностью написана искусственным интеллектом. Она ушла с молотка за 432 500 долларов и это первый в истории случай продажи картины, нарисованной компьютером. Авторами компьютерного художника являются французские студенты, объединившиеся в команду Obvious. Созданный ими искусственный интеллект научился рисовать картины, изучая портреты исторических личностей. Подробнее об этом произведении искусства можно почитать в этом материале.

Портрет Эдмонда Белами написанный искусственный интеллектом

Также на тему искусства и науки можете почитать статью о том, как американские ученые смогли записать картину японского художника Кацусика Хокусая Большая волна в Канагаве в белковых молекулах. Благодаря разработанной ими технологии, всю информацию из Нью-Йоркской публичной библиотеки можно сохранить внутри одной чайной ложки белка. Процесс сохранения данных внутри белков очень сложен, но в этой статье я попытался объяснить все простыми словами. Приятного чтения!

Подробнее..

Можно ли путешествовать по Вселенной с помощью черных дыр?

19.12.2020 02:20:57 | Автор: admin

По мнению некоторых ученых, черные дыры могут быть отличным способом путешествий по бескрайней Вселенной.

Вселенная полна загадок. Возьмем, к примеру, черные дыры область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть ее не могут не только объекты, движущиеся со скоростью света, но и фотоны самого света. Напомню, что существование этих таинственных объектов впервые было подтверждено в 2017 году после открытия гравитационных волн. А два года спустя, в 2019 году астрономы впервые получили самый настоящий снимок тени черной дыры. Но что еще ученым известно об этих удивительных, массивных объектах? По мнению авторов нового исследования, сверхмассивные черные дыры могут оказаться самыми настоящими «тоннелями», с помощью которых путешественники на космических кораблях теоретически могут путешествовать по бескрайней Вселенной. Примечательно, что новое исследование согласуется с тем, что думал о черных дырах великий физик-теоретик Стивен Хокинг.

Черные дыры путь в другие вселенные

В 1915 году Альберт Эйнштейн направил на публикацию работу с основными уравнениями общей теории относительности (ОТО). Применив универсальную скорость света в своих уравнениях, ученый предположил, что законы физики остаются неизменными в любой данной системе отсчета. Как мы знаем сегодня, теория гравитации описанная Эйнштейном, предсказала существование черных дыр и пространственно-временных тоннелей. А британский физик-теоретик Стивен Хокинг и вовсе считал, что черные дыры могут оказаться порталом в другие вселенные.

В работе 2015 года, опубликованной в журнале Physical Review Letters, Стивен Хокинг, Эндрю Строминджер из Гарвардского университета и Малкольм Перри из Кембриджского университета, пришли к выводу о том, что информация, поглощенная черной дырой, отправляется прямиком в другую Вселенную.

Хокинг и его коллеги опровергают утверждение о том, что все, что попадает в черную дыру, исчезает в ней бесследно и безвозвратно. Знаменитый физик-теоретик полагал, что черные дыры не живут вечно, а часть информации, поглощенной ими не исчезает бесследно, а как бы просачивается наружу в виде фотонов с почти нулевой энергией. Эти фотоны остаются в пространстве после испарения черной дыры процесса, который получил название «излучение Хокинга».

Излучение Хокинга главный аргумент исследователей относительно распада (испарения) небольших черных дыр. Считается, что в процессе распада черная дыра излучает в пространство элементарные частицы, преимущественно фотоны.

Стивен Хокинг выступает с докладом на собрании ведущих физиков мира в Королевском технологическом институте, 2015 год.

Согласно работе 2015 года, вся информация поглощенная черной дырой будет храниться на границе этой области, называемой горизонтом событий. Фотоны будут выступать переносчиками информации, на них будут записаны данные о свойствах частиц, «съеденных» черной дырой. «Если вы попали в черную дыру, не волнуйтесь из нее есть выход» сказал Хокинг в зале Стокгольмского университета. «Вот корабль погружается в черную дыру и перемещается в другую Вселенную».

Так как все в нашем мире закодировано квантово-механической информацией. Согласно законам квантовой механики, эта информация полностью никогда не исчезнет, что бы с ней не случилось. Даже если ее засосет в черную дыру. Правда, в теории Хокинга есть один немаловажный нюанс путешествие сквозь черную дыру можно только в одну сторону альтернативную вселенную. Сегодня, однако, многие исследователи считают, что черные дыры теоретически могут быть не только порталами в другие миры, но и тоннелями, с помощью которых можно путешествовать по Вселенной.

Это интересно: Черные дыры можно использовать в качестве источника бесконечной энергии

Можно ли путешествовать сквозь черные дыры?

В работе, опубликованной в ноябре 2020 года в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, астрофизики предполагают, что сверхмассивные черные дыры на самом деле могут быть «проходными» червоточинами. Напомню, под червоточинами ученые понимают гипотетическую особенность пространства-времени, представляющую собой в каждый момент времени «тоннель» в пространстве. Исследователи отмечают, что масштабы нашей Вселенной колоссальны, а с помощью червоточин космические путешественники вполне могли бы проложить путь к самым дальним уголкам Вселенной.

И вот тут начинается самое интересное червоточины предсказаны общей теорией относительности Эйнштейна (как когда-то черные дыры), но вот их существование на сегодняшний день не доказано. Команда астрофизиков во главе с Михаилом Пиотровичем, астрофизиком из Центральной астрономической обсерватории в Пулково в Санкт-Петербурге, предложила новый способ поиска гипотетических тоннелей в ткани пространства-времени.

Интересно, что астроном Карл Саган считал, что кротовые норы единственный возможный способ путешествий по Вселенной.

Как пишут авторы научной работы, червоточины в центре чрезвычайно ярких галактик могут «излучать характерный спектр», который можно обнаружить с помощью наблюдений и мощных телескопов. Захват этой сигнатуры не только обеспечит доказательства существования червоточин, но и откроет совершенно новые возможности для потенциальных космических полетов и даже путешествий во времени.

«Очень интересным и необычным следствием существования червоточин такого типа является факт того, что эти червоточины естественные машины времени», — слова Михаила Пиотровича приводит портал Vice.

«Кротовые норы, которые мы рассматриваем в настоящем исследовании, являются проходимыми червоточинами, поэтому теоретически космический корабль может путешествовать сквозь них. Но, конечно, следует понимать, что мы очень мало знаем о внутреннем строении червоточин и, более того, мы не знаем наверняка, существуют ли они вообще».

Некоторые галактики содержат светящиеся ядра, называемые активными ядрами галактик (AGN), которые выбрасывают в окружающее пространство массивные двойные струи, состоящие из заряженной материи, которые движутся со скоростью, близкой к скорости света. Ученые полагают, что AGN подпитываются приливными взаимодействиями между сверхмассивными черными дырами и аккреционными дисками, которые формируются из газа, пыли и звезд, падающих в них.

Читайте также: Стивен Хокинг был прав: черные дыры способны испаряться

Червоточины могут связывать далекие участки Вселенной, подобно тоннелю.

Пиотрович и его коллеги предполагают, что AGN это «устья червоточин», а не сверхмассивные черные дыры. Если это действительно так, то эти галактические ядра могут быть связаны друг с другом через пространство и время, что может привести к падению материи через оба устья связанной пары AGN. На самом деле идея о том, что AGN могут оказаться червоточинами, возникла еще в 2005 году, но новое исследование первое в своем роде, предлагающее новый способ возможного обнаружения легендарных тоннелей.

Так или иначе, ближайший подобный объект находится в миллионах световых лет от Млечного Пути, так что мы при всем желании не сможем проверить слова ученых на практике. Тем не менее, обнаружение доказательств существования червоточин даже издалека стало бы настоящим прорывом в нашем понимании Вселенной. Более того, обнаружение червоточин также поможет ученым больше узнать о черных дырах. А как вы думаете, можно ли путешествовать сквозь черные дыры и червоточины и кто из великих ученых прошлого и настоящего все-таки прав? Ответ будем ждать здесь, а также в комментариях к этой статье.

Подробнее..

Что нужно знать о кевларе материале, прочнее стали?

21.12.2020 20:18:03 | Автор: admin

Cверхпрочный кевлар известен своим применением в бронежилетах и автомобильной промышленности. Применяется в промышленном произведстве начиная с 1971 года.

Природа богата удивительными материалами. Возьмем, к примеру, дерево: этот материал настолько прочный и универсальный, что его можно использовать практически для всего на свете от изготовления бумаги до строительства домов. Еще есть шерсть, которая позволяет животным сохранять тепло при минусовых температурах и кожа материал, способный к восстановлению после повреждений всего за несколько дней. Однако, какими бы невероятными ни были эти материалы, они далеко не идеальны и не подходят для универсального применения. Но есть ли материал, которым мы пользуемся ежедневно? Прочный синтетический материал с красивым названием кевлар, часто описывают как материал «в пять раз прочнее стали при равном весе». Интересно, что применяется кевлар как в изготовлении лодок, тетивы для лука, так и в автомобильной промышленности. В этой статье поговорим о кевларе и причинах, по которым он настолько прочный.

Что такое кевлар?

По сути, кевлар это сверхпрочный пластик. В мире существуют буквально сотни синтетических пластмасс, изготовленных путем полимеризации химическего процесса образования высокомолекулярных соединений (полимеров) из низкомолекулярных (мономеров), которые обладают совершенно разными свойствами. Что же до кевлара, то его удивительные свойства частично объясняются его внутренней структурой и тем, что он сделан из волокон, которые плотно связаны друг с другом.

Отметим, что кевлар запатентованный материал, производимый только химической компанией DuPont, поставляется в двух основных разновидностях под названием кевлар 29 и кевлар 49 (другие разновидности изготавливаются для специального применения). По своей химической структуре кевлар напоминает другой универсальный защитный материал номекс.

Кевлар и номекс это примеры химических веществ, называемых синтетическими ароматическими полиамидами или арамидами для краткости. Эти синтетические материалы изготавливаются в химической лаборатории (в отличие от натуральных тканей, например хлопка или шерсти). Как и номекс, кевлар является дальним родственником нейлона, первого коммерчески успешного «суперполиамида», разработанного компанией DuPont в 1930-х годах.

Ну чем не перчатка бесконечности? На фото защитные перчатки из кевлара от Dupon.

Кевлар был открыт в 1964 голу американским химиком Стфани Кволек (1923-2014). Патент на изобретение кевлара Кволек получила вместе с Полом Морганом в 1966, а начиная с 1971 года кевлар активно применяется в промышленном производстве. Несмотря на то, что изначально кевлар был разработан как легкая замена стальных креплений в автомобильных шинах, сегодня он известен во всем мире благодаря использованию бронежилетов и защитных перчаток.

Свойства кеврала

Как уже упоминалось выше, кевлар примерно в пять раз прочнее стали, при этом он относительно легкий. Интересно и то, что в отличие от большинства пластмасс кевлар не плавится: материал выдерживает высокие температуры и разлагается только при температуре около 450C. В отличие от своего родственного материала номекс, кевлар может воспламеняться, но горение обычно прекращается, если убрать источник тепла. Очень низкие температуры не оказывают никакого влияния на кевлар: представители компании Dupon не обнаружили «никакого охрупчивания или деградации материала» вплоть до температуры -196C.

Как и другие пластмассы, длительное воздействие ультрафиолетового света (например, при солнечном свете) вызывает обесцвечивание и некоторую деградацию волокон кевлара. Этот материал может противостоять атакам различных химических веществ, хотя длительное воздействие сильных кислот со временем может его разрушить.

Кевлар выпускают в виде: технических нитей; пряжи; ровинга; тканей.

Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и технологий? Подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram чтобы не пропустить ничего интересного!

Производство кевлара

Вы, вероятно, знаете, что натуральные материалы, такие как шерсть и хлопок, должны быть скручены в волокна, прежде чем превратиться в полезные текстильные изделия. То же самое верно и для искусственных волокон, таких как нейлон, кевлар и номекс.

Существует два основных этапа изготовления кевлара. Первый связан непосредственно с химией сначала необходимо произвести основной пластик, из которого сделан кевлар (химическое вещество под названием поли-пара-фенилен терефталамид). Непосредственное превращение химического продукта в более полезный, практичный и прочный материал происходит в ходе второго, заключительного этапа производства.

В настоящее время более 80% кевлара в мире производится на заводе Честерфилда в Спруэнсе. Синтетическое волокно наматывается на катушки, как показано здесь, а затем превращается в другие продукты.

С помощью сложного процесса горячий и вязкий раствор поли-пара-фенилен терефталамида пропускается через фильеру (металлический формовщик, немного похожий на сито). В результате получаются длинные, тонкие, прочные и жесткие волокна, которые наматываются на барабаны. Затем волокна разрезаются по длине и сплетаются в жесткий коврик, известный нам как кевлар.

Читайте также: Из каких материалов можно строить дома на Марсе?

Где и для чего используется кевлар?

Кевлар может использоваться сам по себе или в сочетании с другими материалами для придания им дополнительной прочности. Широкую известность этот материал получил, вероятно, благодаря его использованию в пуленепробиваемых бронежилетах и передаче «Разрушители легенд», но у него есть десятки других применений. Так как изначальной целью разработчиков было создание легкого прочного волокна, которое можно было бы использовать при производстве шин, сегодня кевлар используется в автомобильной промышленности, но не только. Известно его применение при производстве лодок, самолетов и даже в строительной отрасли, хотя и не является основным конструкционным и строительным материалом.

Подробнее..

Физики доказали существование анионов третьего царства частиц

06.01.2021 22:16:46 | Автор: admin

Законы квантовой механики описывают поведение элементарных частиц.

2020 год запомнится миру не только как год, побивший все мыслимые и немыслимые температурные рекорды, но и как период человеческой истории, в ходе которого было доказано существование третьего царства частиц под названием «анионы», которые существуют в двух измерениях одновременно. Вообще, говоря о физике частиц, необходимо отметить, что до недавнего времени их существовало всего две категории или царства бозоны и фермионы. Критерий деления элементарных частиц на два лагеря это значение спина, квантового числа, которое характеризует собственный момент импульса частицы. Иными словами, если спин отдельно взятой частицы определяется целым числом перед вами бозон, а если полуцелым фермион. В этом году исследователи обнаружили первые признаки существования третьего царства частиц анионов, поведение которых не похоже на поведение ни бозонов, ни фермионов. Рассказываем что такое анионы и почему их открытие имеет огромное значение для современной физики.

Что такое «анионы»?

Каждая последняя частица во Вселенной от космических лучей до кварков является либо фермионом, либо бозоном. Эти категории делят строительные блоки Вселенной на два различных царства. В уходящем 2020 году исследователи обнаружили первые признаки существования третьего царства частиц анионов. Интересно что анионы не ведут себя ни как фермионы, ни как бозоны; вместо этого их поведение находится где-то посередине.

В статье, опубликованной летом 2020 года в журнале Science, физики обнаружили первые экспериментальные доказательства того, что эти частицы не вписываются ни в одно из известных физикам царств. «Раньше у нас были бозоны и фермионы, а теперь у нас есть это третье царство элементарных частиц», сказал Фрэнк Вильчек, лауреат Нобелевской премии по физике из Массачусетского технологического института в интервью изданию Quanta Magazine.

Так как законы квантовой механики, описывающие поведение элементарных частиц, сильно отличаются от известных законов классической физики, понять их довольно трудно. Чтобы сделать это, исследователи предлагают представить себе… рисунок петель. Все потому, что когда анионы сплетены, один из них как бы «обвивается» вокруг другого, изменяя квантовые состояния.

В ходе научного исследования ученые доказали, что анионы принадлежат к отдельному классу элементарных частиц.

Еще больше увлекательных статей о законах квантовой механики и последних открытиях в области физики читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.

Итак, представьте себе две неразличимые частицы, похожие на электроны. Возьмите одну, а затем обмотайте ее вокруг другой так, чтобы она вернулась туда, откуда начала свой путь. На первый взгляд может показаться что ничего не изменилось. И действительно, на математическом языке квантовой механики две волновые функции, описывающие начальное и конечное состояния, должны быть либо равны, либо иметь отклонение в одну единицу. (В квантовой механике вы вычисляете вероятность того, что наблюдаете, возведя в квадрат волновую функцию, так что этот коэффициент 1 вымывается).

Если волновые функции частицы идентичны, то перед вами бозоны. А если они отклоняются на 1 коэффициент, то вы смотрите на фермионы. И хотя вывод, полученный в ходе нового исследования может показаться чисто математическим упражнением, он имеет серьезные последствия для современной физики.

Три царства элементарных частиц

Исследователи также отмечают, что фермионы это антисоциальные члены мира частиц, так как никогда не занимают одно и то же квантовое состояние. Из-за этого электроны, которые относятся к классу фермионов, попадают в различные атомные оболочки вокруг самого атома. Из этого простого явления возникает большая часть пространства в атоме удивительное разнообразие периодической системы и вся химия.

Читайте также: Ученые приблизились к пониманию того, почему существует Вселенная

Бозоны, с другой стороны, являются стадными частицами, обладающими счастливой способностью объединяться и разделять одно и то же квантовое состояние. Таким образом, фотоны, которые относятся к классу бозонов, могут проходить друг через друга, позволяя световым лучам беспрепятственно перемещаться, а не рассеиваться.

Бозон Хиггса это событие, вытекающие из столкновений между протонами в Большом адронном коллайдере CERN. При столкновении в центре частица распадается на два фотона (пунктирные желтые и зеленые линии)

Но что произойдет, если закольцевать одну квантовую частицу вокруг другой? Вернется ли она в исходное квантовое состояние? Чтобы понять произойдет это или нет, необходимо углубиться в краткий курс топологии математического изучения форм. Считается, что две формы топологически эквивалентны, если одна может быть преобразована в другую без каких-либо дополнительных действий (склеивания или разделения). Пончик и кофейная кружка, как гласит старая поговорка, топологически эквивалентны, потому что одно может быть плавно и непрерывно сформировано в другое.

Рассмотрим петлю, которую мы сделали, когда вращали одну частицу вокруг другой. В трех измерениях эту петлю можно сжать до точки. Топологически это выглядит так, как если бы частица вообще не двигалась. Однако в двух измерениях петля не может сжиматься, она застревает на другой частице. Это означает, что сжать петлю в процессе не получится. Из-за этого ограничения обнаруженного только в двух измерениях петля одной частицы вокруг другой не эквивалентна пребыванию частицы в том же самом месте. Да, голова идет кругом. Вот почему физикам понадобился третий класс частиц анионы. Их волновые функции не ограничены двумя решениями, определяющими фермионы и бозоны и эти частицы не являются ни тем ни другим.

«Топологический аргумент стал первым признаком существования анионов», считает один из авторов научной работы Гвендаль Фев, физик из Сорбоннского университета в Париже. Когда электроны ограничены в движении в двух измерениях, они охлаждаются почти до абсолютного нуля, подвергаясь воздействию сильного магнитного поля.

Исследователи построили в лаборатории маленький адронный коллайдер чтобы доказать существование анионов.

В начале 1980-х годов физики впервые использовали эти условия для наблюдения «дробного квантового эффекта Холла», при котором электроны собираются вместе, чтобы создать так называемые квазичастицы, имеющие долю заряда одного электрона. В 1984 году в основополагающей двухстраничной работе Фрэнка Вильчека, Даниэля Ароваса и Джона Роберта Шриффера было показано, что эти квазичастицы могут быть любыми. Но ученые никогда не наблюдали подобного поведения квазичастиц, а значит не могли доказать, что анионы не похожи ни на фермионы, ни на бозоны.

Это интересно: Почему квантовая физика сродни магии?

Вот почему новое исследование революционно физика наконец удалось доказать, что анионы ведут себя как нечто среднее между поведением бозонов и фермионов. Интересно и то, что в 2016 году три физика описали экспериментальную установку, напоминающую крошечный адронный коллайдер в двух измерениях. Фев и его коллеги построили нечто подобное чтобы измерить флуктуации токов в коллайдере.

Им удалось показать, что поведение анионов в точности соответствует теоретическим предсказаниям. В общем и целом авторы научной работы надеятся, что запутанные анионы смогут сыграть важную роль в создании квантовых компьютеров. Подробнее о том, что такое квантовый компьютер и как он работает, читайте в материале моего коллеги Рамиса Ганиева.

Подробнее..

Физики доказали существование энионов третьего царства частиц

07.01.2021 02:18:15 | Автор: admin

Законы квантовой механики описывают поведение элементарных частиц.

2020 год запомнится миру не только как год, побивший все мыслимые и немыслимые температурные рекорды, но и как период человеческой истории, в ходе которого было доказано существование третьего царства частиц под названием «энионы», которые существуют в двух измерениях одновременно. Вообще, говоря о физике частиц, необходимо отметить, что до недавнего времени их существовало всего две категории или царства бозоны и фермионы. Критерий деления элементарных частиц на два лагеря это значение спина, квантового числа, которое характеризует собственный момент импульса частицы. Иными словами, если спин отдельно взятой частицы определяется целым числом перед вами бозон, а если полуцелым фермион. В этом году исследователи обнаружили первые признаки существования третьего царства частиц энионов, поведение которых не похоже на поведение ни бозонов, ни фермионов. Рассказываем что такое энионы и почему их открытие имеет огромное значение для современной физики.

Что такое «энионы»?

Каждая последняя частица во Вселенной от космических лучей до кварков является либо фермионом, либо бозоном. Эти категории делят строительные блоки Вселенной на два различных царства. В уходящем 2020 году исследователи обнаружили первые признаки существования третьего царства частиц энионов. Интересно что энионы не ведут себя ни как фермионы, ни как бозоны; вместо этого их поведение находится где-то посередине.

В статье, опубликованной летом 2020 года в журнале Science, физики обнаружили первые экспериментальные доказательства того, что эти частицы не вписываются ни в одно из известных физикам царств. «Раньше у нас были бозоны и фермионы, а теперь у нас есть это третье царство элементарных частиц», сказал Фрэнк Вильчек, лауреат Нобелевской премии по физике из Массачусетского технологического института в интервью изданию Quanta Magazine.

Так как законы квантовой механики, описывающие поведение элементарных частиц, сильно отличаются от известных законов классической физики, понять их довольно трудно. Чтобы сделать это, исследователи предлагают представить себе… рисунок петель. Все потому, что когда энионы сплетены, один из них как бы «обвивается» вокруг другого, изменяя квантовые состояния.

В ходе научного исследования ученые доказали, что энионы принадлежат к отдельному классу элементарных частиц.

Еще больше увлекательных статей о законах квантовой механики и последних открытиях в области физики читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.

Итак, представьте себе две неразличимые частицы, похожие на электроны. Возьмите одну, а затем обмотайте ее вокруг другой так, чтобы она вернулась туда, откуда начала свой путь. На первый взгляд может показаться что ничего не изменилось. И действительно, на математическом языке квантовой механики две волновые функции, описывающие начальное и конечное состояния, должны быть либо равны, либо иметь отклонение в одну единицу. (В квантовой механике вы вычисляете вероятность того, что наблюдаете, возведя в квадрат волновую функцию, так что этот коэффициент 1 вымывается).

Если волновые функции частицы идентичны, то перед вами бозоны. А если они отклоняются на 1 коэффициент, то вы смотрите на фермионы. И хотя вывод, полученный в ходе нового исследования может показаться чисто математическим упражнением, он имеет серьезные последствия для современной физики.

Три царства элементарных частиц

Исследователи также отмечают, что фермионы это антисоциальные члены мира частиц, так как никогда не занимают одно и то же квантовое состояние. Из-за этого электроны, которые относятся к классу фермионов, попадают в различные атомные оболочки вокруг самого атома. Из этого простого явления возникает большая часть пространства в атоме удивительное разнообразие периодической системы и вся химия.

Читайте также: Ученые приблизились к пониманию того, почему существует Вселенная

Бозоны, с другой стороны, являются стадными частицами, обладающими счастливой способностью объединяться и разделять одно и то же квантовое состояние. Таким образом, фотоны, которые относятся к классу бозонов, могут проходить друг через друга, позволяя световым лучам беспрепятственно перемещаться, а не рассеиваться.

Бозон Хиггса это событие, вытекающие из столкновений между протонами в Большом адронном коллайдере CERN. При столкновении в центре частица распадается на два фотона (пунктирные желтые и зеленые линии)

Но что произойдет, если закольцевать одну квантовую частицу вокруг другой? Вернется ли она в исходное квантовое состояние? Чтобы понять произойдет это или нет, необходимо углубиться в краткий курс топологии математического изучения форм. Считается, что две формы топологически эквивалентны, если одна может быть преобразована в другую без каких-либо дополнительных действий (склеивания или разделения). Пончик и кофейная кружка, как гласит старая поговорка, топологически эквивалентны, потому что одно может быть плавно и непрерывно сформировано в другое.

Рассмотрим петлю, которую мы сделали, когда вращали одну частицу вокруг другой. В трех измерениях эту петлю можно сжать до точки. Топологически это выглядит так, как если бы частица вообще не двигалась. Однако в двух измерениях петля не может сжиматься, она застревает на другой частице. Это означает, что сжать петлю в процессе не получится. Из-за этого ограничения обнаруженного только в двух измерениях петля одной частицы вокруг другой не эквивалентна пребыванию частицы в том же самом месте. Да, голова идет кругом. Вот почему физикам понадобился третий класс частиц энионы. Их волновые функции не ограничены двумя решениями, определяющими фермионы и бозоны и эти частицы не являются ни тем ни другим.

«Топологический аргумент стал первым признаком существования энионов», считает один из авторов научной работы Гвендаль Фев, физик из Сорбоннского университета в Париже. Когда электроны ограничены в движении в двух измерениях, они охлаждаются почти до абсолютного нуля, подвергаясь воздействию сильного магнитного поля.

Исследователи построили в лаборатории маленький адронный коллайдер чтобы доказать существование энионов.

В начале 1980-х годов физики впервые использовали эти условия для наблюдения «дробного квантового эффекта Холла», при котором электроны собираются вместе, чтобы создать так называемые квазичастицы, имеющие долю заряда одного электрона. В 1984 году в основополагающей двухстраничной работе Фрэнка Вильчека, Даниэля Ароваса и Джона Роберта Шриффера было показано, что эти квазичастицы могут быть любыми. Но ученые никогда не наблюдали подобного поведения квазичастиц, а значит не могли доказать, что анионы не похожи ни на фермионы, ни на бозоны.

Это интересно: Почему квантовая физика сродни магии?

Вот почему новое исследование революционно физика наконец удалось доказать, что энионы ведут себя как нечто среднее между поведением бозонов и фермионов. Интересно и то, что в 2016 году три физика описали экспериментальную установку, напоминающую крошечный адронный коллайдер в двух измерениях. Фев и его коллеги построили нечто подобное чтобы измерить флуктуации токов в коллайдере.

Им удалось показать, что поведение энионов в точности соответствует теоретическим предсказаниям. В общем и целом авторы научной работы надеятся, что запутанные энионы смогут сыграть важную роль в создании квантовых компьютеров. Подробнее о том, что такое квантовый компьютер и как он работает, читайте в материале моего коллеги Рамиса Ганиева.

Подробнее..

Симуляция или нет? Почему некоторые ученые полагают, что наш мир нереален?

09.01.2021 00:18:18 | Автор: admin

Кадр из сериала «Черное зеркало», эпизод Playtest.

В одной из серий мультсериала «Рик и Морти» один из главных героев, будучи похищенным инопланетянами, попадает в ультра-высокотехнологичную компьютерную симуляцию и не замечает этого, продолжая заниматься привычными делами. Но может ли нечто подобное происходить с нами? Может ли быть так, что все, что мы видим, чувствуем, и слышим на самом деле нереально? В 2003 году профессор Оксфордского университета, шведский философ Ник Бостром написал статью, в которой привел аргументы в пользу того, что наш мир компьютерная симуляция. По мнению Бострома, «если мы живем в симуляции, то наблюдаемая Вселенная всего лишь крошечный кусочек того, что физически существует. Хотя мир, который мы видим, в некотором смысле «реален», на фундаментальном уровне реальности он не находится». Но неужели все в нашей Вселенной от мельчайшего атома до самой большой галактики не более чем компьютерный проект на жестком диске какого-то всемогущего существа?

Аргумент моделирования

Да, на первый взгляд представление о реальности как о компьютерной симуляции может показаться смехотворным. Но если вспомнить достижения человечества в области компьютерных игр, виртуальной реальности и робототехники (а некоторые игры сегодня настолько хорошо передают визуальные и физические свойства нашего мира), что вопрос о том, не живем ли в чем-то подобном больше не кажется бредом сумасшедшего.

В своей основополагающей статье 2003 года Ник Бостром впервые сформулировал «аргумент моделирования». Суть его заключается в том, что наша реальность на самом деле искусно смоделирована и управляется с помощью продвинутых компьютерных технологий. Шведский философ предположил, что развитые цивилизации, обладая технологиями с огромными вычислительными мощностями, могут запустить компьютерное моделирование своих предков то есть нас с вами и, учитывая сложность технологии, мы не будем знать, что на самом деле наш мир нереален.

Интересно и то, что всего за несколько десятилетий ученым удалось разработать устройства, способные изучать и имитировать многие основные характеристики человеческого интеллекта. Если вычислительная мощность продолжит расти по существующей траектории, возможно, наши потомки (или другая разумная жизнь) смогут легко создать симуляцию Вселенной.

Возможно, вся наша жизнь нереальна. Но мы никогда об этом не узнаем. Или нет?

Несколько известных ученых и философов выразили свою поддержку теории моделирования. Так, в 2016 году во время ежегодных дебатов в Американском музее естественной истории (Isaac Asimov Memorial Debate) астрофизик и популяризатор науки Нил Деграсс Тайсон сказал, что шансы того, что наша Вселенной является моделируемой реальностью, составляют 50 на 50. Тайсон также указал на большой разрыв в интеллекте между шимпанзе и людьми и это при том, что наши ДНК совпадают на 98%. Таким образом, существо, во много раз превосходящее нас по уровню интеллектуального развития, может как существовать, так и потенциально создать симуляцию нашего мира.

Еще один аргумент в пользу теории моделирования исходит от физика-теоретика Джеймса Гейтса из Мэрилендского университета, который изучает материю на уровне кварков субатомных частиц, из которых состоят протоны и нейтроны в ядрах атомов. По мнению ученого, кварки подчиняются правилам, которые в чем-то напоминают компьютерные коды, корректирующие ошибки в обработке данных. Правда, как именно эти «корректирующие коды», которые в реальном мире помогают работать браузерам, оказались в уравнениях о кварках, электронах и суперсимметрии остается загадкой.

Это интересно: Может ли Вселенная осознанно имитировать собственное существование?

В свою очередь космолог Алан Гут из Массачусетского технологического института предполагает, что Вселенная может реально существовать и одновременно являться лабораторным экспериментом. Согласно его гипотезе, наш мир создан неким сверхразумом, подобно тому, как биологи в лабораториях растят колонии микроорганизмов. В таком случае Вселенная, в которой проводился бы подобный эксперимент, осталась бы целой и невредимой. Новый мир образовался бы в отдельном пространственно-временном пузыре, который быстро отделился бы от материнской вселенной и потерял с ней контакт.

Тем не менее, какие бы удивительные и порой провокационные теории не выдвигали исследователи, почти невозможно доказать, что мы находимся в реальной вселенной, потому что любое "доказательство" может быть частью программы.

Природа реальности

Несмотря на солидные философские и теоретические аргументы, некоторые из которых изложены выше, в 2017 году команда исследователей из Оксфордского университета нашла достаточно убедительные доказательства того, что наша Вселенная это нечто большее, чем мобильное приложение. Доказательства? Попытки смоделировать конкретные квантовые явления, такие как эффект Холла, быстро выходят из-под контроля согласно работе, опубликованной в журнале Science Advances, моделирование всего нескольких сотен электронов с помощью квантового метода требует большего количества атомов, чем существует во Вселенной.

Кадр из мультсериала «Рик и Морти» в котором главные герои оказываются в симуляции, созданной пришельцами.

Но что же происходит, если допустить, что мы живем в симуляции? Некоторые эксперты предполагают, что по мере продолжения работы программы будут возникать проблемы так сказать, сбои в матрице. Как пишет The New Yorker, некоторые философы, например Дэвид Чалмерс из Нью-Йоркского университета, предполагают, что все более странные события в «реальном» мире могут свидетельствовать о том, что наша Вселенная является чьей-то симуляцией. За пределами моделирования Вселенной эти события могут представлять собой расходящиеся «точки» в реальности. Таким образом, каждый выбор, каким бы незначительным он ни был, может создать свою собственную Вселенную.

Читайте также: Астрономы создали 8 миллионов Вселенных внутри компьютера. И вот что они узнали

И все же, в то время как странные события и странно упорядоченная природа фундаментальной математики указывают на возможность того, что наш мир это компьютерная симуляция, недавние квантовые исследования предполагают, что Вселенная слишком сложна для моделирования. А как вы думаете, наша реальность и правда симуляция или есть еще более умопомрачительные теории? Ответ будем ждать здесь, а также в комментариях к этой статье.

Подробнее..

Возможны ли путешествия во времени с точки зрения математики?

05.10.2020 20:14:35 | Автор: admin

Путешествие во времени детерминировано и локально свободно, говорится в новой статье, разрешающей вековой парадокс.

Вряд ли сегодня на Земле найдется человек, который ни разу не задумывался о путешествиях во времени. Во многом это заслуга популярной культуры с самого момента своего возникновения, концепция путешествий во времени вошла в культуру и повлияла на наше восприятие времени. Как пишет в своей книге «Путешествия во времени. История» американский писатель, историк науки Джеймс Глик, самой концепции таких путешествий немногим более сотни лет. Так, если верить «Оксфордскому словарю английского языка», впервые термин «путешествие во времени» (англ. time travel) появился в английском языке в 1914 году обратным словообразованием от уэллсовского Путешественника во Времени (так писатель-фантаст Гербер Уэллс называет главного героя своего романа Машина времени (1895)). Выходит, каким-то невероятным образом большую часть своей истории человечество жило не задаваясь вопросом о том, что было бы, отправься они в прошлое или будущее. Теперь же, физики из Университета Кливленда разрешили вековой парадокс, доказав, что с точки зрения математики путешествия во времени теоретически возможны.

Парадокс дедушки

В ходе исследования, опубликованного в журнале Classical and Quantum Gravity физики из Университета Квинсленда использовали математическое моделирование, чтобы согласовать Общую теорию относительности (ОТО) Эйнштейна с классической динамикой. Теория Эйнштейна допускает возможность того, что человек, используя временную петлю, отправляется назад во времени, чтобы убить своего деда. Однако классическая динамика диктует, что последовательность событий, последовавших за смертью дедушки, завершится тем, что путешественник во времени перестанет существовать.

Британская The Independent приводит слова слова авторов исследования Жермена Тобара и Фабио Коста о том, что в течение многих лет они ломали голову над тем, как классическая динамика может соответствовать предсказаниям Эйнштейна. Их размышления в итоге привели к созданию математической модели, призванной выяснить могут ли эти две теории сосуществовать. В основу модели легла, как это не странно, пандемия коронавируса.

Допустим, вы путешествовали во времени, пытаясь остановить нулевого пациента Covid-19 от заражения вирусом. Однако если вы остановите этого человека от заражения, это устранит мотивацию для вас вернуться и остановить пандемию. Это парадокс непоследовательность, которая часто заставляет людей думать, что путешествия во времени не могут происходить в нашей Вселенной. Логически это трудно принять, потому что это повлияло бы на нашу свободу совершать любые произвольные действия. Это означало бы, что вы можете путешествовать во времени, но не можете сделать ничего, что вызвало бы возникновение парадокса.

Фабио Коста (слева) и Жермен Тобар (справа).

Подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram чтобы первым узнавать новости о последних научных открытиях.

Несмотря на то, что сама математика сложна, она сводится к чему-то довольно простому. Дискуссия о путешествиях во времени фокусируется на замкнутых кривых, подобных времени, что впервые предположил Альберт Эйнштейн. И Тобар и Коста считают, что до тех пор, пока только две части целого сценария в рамках Cпециальной теории относительности (СТО) все еще находятся в «причинном порядке», остальное подчиняется свободе воли.

В примере с нулевым пациентом с коронавирусом вы можете попытаться остановить заражение нулевого пациента, но при этом вы подхватите вирус и сами станете нулевым пациентом или это будет кто-то другой. Что бы вы ни делали, основные события будут просто перестраиваться вокруг вас. Это будет означать, что вне зависимости от ваших действий пандемия произойдет, давая вашему молодому «я» мотивацию вернуться и остановить ее.

Как бы вы ни старались создать парадокс, события всегда будут приспосабливаться друг к другу, чтобы избежать любого несоответствия. Ряд математических процессов, которые обнаружили исследователи, показывают, что путешествия во времени со свободой воли логически возможны в нашей Вселенной без какого-либо парадокса.

Высокоточный машины времени сегодня есть только в фильмах и математических расчетах

Хотя это звучит разочаровывающе для человека, пытающегося предотвратить пандемию или убить Гитлера, математикам это помогает понять как мы думаем о времени. Так или иначе, новое исследование предполагает, что любой, кто в конечном итоге разрабатывает способ осмысленного путешествия во времени, может сделать это и экспериментировать без скрытого страха разрушить мир по крайней мере, не сразу.

Удивительная физика

Новое открытие также примечательно тем, что сглаживает проблемы с другой гипотезой, согласно которой путешествия во времени возможны, но сами путешественники будут ограничены в том, что делают это останавливает их от создания парадокса. В такой модели путешественники во времени могут делать все, что хотят, но парадоксы невозможны.

Читайте также: Возможны ли путешествия во времени?

Но несмотря на цифры и полученные результаты, главной проблемой путешествий во времени остается искривление пространства и времени, необходимое для того, чтобы попасть в прошлое машины времени, которые ученые разработали до сих пор, настолько высоконадежны, что в настоящее время существуют только как вычисления на странице. И все же, исследователи настроены оптимистично, ведь их работа предполагает, что мы будем свободны делать с миром все, что захотим в прошлом: он будет соответствующим образом перестраиваться.

Подробнее..

У Вселенной может быть пятое измерение

18.02.2021 18:07:51 | Автор: admin

Ученые почти уверены, что нашли портал в пятое измерение.

Еще в 1920-х годах прошлого века, в попытках объединить силы гравитации и электромагнетизма, Теодор Калуца и Оскар Клейн предположили о существовании дополнительного измерения за пределами привычных трех пространственных измерений и времени которые в физике объединены в 4-мерное пространство-время. Если оно существует, то такое новое измерение должно быть невероятно крошечным и незаметным для человеческого глаза. В конце 1990-х годов эта идея пережила замечательный ренессанс, когда ученые осознали, что существование пятого измерения может дать ответы на некоторые из фундаментальных вопросов физики элементарных частиц. В частности, Юваль Гроссман из Стэнфордского университета и Маттиас Нойберт, в те годы профессор Корнельского университета, в своем исследовании показали, что внедрение стандартной модели физики элементарных частиц в 5-мерное пространство-время может объяснить интригующие закономерности, наблюдаемые в массах элементарных частиц.

Чем является темная материя?

Считается, что темная материя это таинственная форма материи, недоступная прямому наблюдению, так как она не участвующая в электромагнитном взаимодействии. ТЕмная материя также составляет большую часть массы Вселенной. В начале 1930-х годов радиоастроном Ян Оорт укрепил гипотезу о существовании темной материи обнаружив, что для того, чтобы Местная группа галактик двигалась, должно существовать больше материи, чем мы наблюдаем. С тех самых пор темная материя помогает исследователям объяснить как работает гравитация, потому что многие объекты просто растворились бы или развалились без некого «х-фактора» темной материи. Так как эта таинственная субстанция не разрушает частицы, которые мы видим и «чувствуем», она должна обладать и другими особыми свойствами.

Однако в физике не мало проблем и помимо темной материи существует целых спектр вопросов, на которые нет ответа в рамках стандартной модели. «Одним из наиболее значимых примеров является так называемая проблема иерархии, вопрос, почему бозон Хиггса намного легче, чем характерная шкала гравитации. Стандартная модель не может вместить некоторые другие наблюдаемые явления. Одним из наиболее ярких примеров является существование темной материи», пишут авторы исследования, опубликованного в журнале The European Physical Journal C.

Таинственная темная материя не видима для наблюдения.

Чтобы всегда быть в курсе последних новостей из мира популярной науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш канал в Google News!

Физики из Университета Иоганна Гутенберга в Майнце, Германия, пришли к выводу, что темная материя могла появиться в результате деятельности фермионов частиц с полуцелым значением спина. Исследование направлено на то, чтобы объяснить присутствие темной материи с помощью модели WED (models for dark matter). В ходе работы были изучены массы фермионов, которые, по мнению ученых, могут путешествовать в пятое измерение через порталы, создавая темную материю и «фермионную темную материю» в пятом измерении.

Как отметили авторы исследования в беседе с VICE, их первоначальная цель заключалась в том, чтобы «объяснить возможное происхождение масс фермионов в теориях с искаженным дополнительным измерением».

Новая частица, существование которой еще только предстоит доказать, является разновидностью фермиона или субатомной частицы. Физики считают, что эти частицы могут путешествовать через пятое измерение, связывая темную материю со всей наблюдаемой материей во Вселенной. Авторы исследования утверждают, что эта новая частица сможет взаимодействовать с бозоном Хиггса и будет иметь с ним большое сходство. Вот только ее масса будет тяжелее, так что даже с помощью коллайдера или ускорителя частиц ее нельзя обнаружить.

Вам будет интересно: Что такое бозон Хиггса и почему ученые хотели его открыть

Как найти частицу пятого измерения?

Обычная материя, как известно, состоит из фермионов. Так что если пятое измерение реально, то фермионы скорее всего в него попадают. И если эти «тяжелые» частицы существуют, то обязательно связывает видимую материю с составляющими темной материи. Изучая 5D-уравнения относительно масс фермионных частиц, физики пришли к выводу о том, что «если эта тяжелая частица существует, то она обязательно будет связывать видимую материю, которую мы знаем и которую мы подробно изучили, с составляющими темной материи, если предположить, что темная материя состоит из фундаментальных фермионов, которые находятся в дополнительном измерении».

Авторы описали частицу как возможного нового посланника в темный сектор.

Читайте также: Чего мы до сих пор не знаем о темной материи?

Интересно, что с помощью новаторской теории, обилие темной материи в космосе в астрофизических экспериментах можно будет объяснить. «После многих лет поисков возможных подтверждений наших теоретических предсказаний мы теперь уверены, что механизм, который мы обнаружили, сделает темную материю доступной для будущих экспериментов, потому что свойства нового взаимодействия между обычной материей и темной материей которое опосредуется нашей предложенной частицей могут быть точно рассчитаны в рамках нашей теории», пишет Маттиас Нойберт, глава исследовательской группы.

Более того, авторы научной работы полагают, что новая предложенная ими частица может сыграть важную роль в космологической истории Вселенной и даже может быть ответственной за создание гравитационных волн. Подробнее о том, что такое гравитационные волны и как ученым удалось их обнаружить, читайте в материале моего коллеги Артема Сутягина.

Подробнее..

Астрономы обнаружили у черных дыр волосы

24.02.2021 22:05:27 | Автор: admin

Ученые обнаружили у черных дыр «волосы»!

С того самого момента, как Альберт Эйнштейн обнаружил в своих уравнениях гравитационные волны, прошло 105 лет мгновение по меркам Вселенной, да и для человечества это не так много. Тем не менее за прошедшее столетие мы узнали о Вселенной столько нового! Намного больше, чем предполагал Эйнштейн. Представьте себе его изумление, застань он обнаружение гравитационных волн или публикацию первого снимка черной дыры. Что уж говорить об открытиях лауреатов Нобелевской премии по физике 2020 года ее удостоились Роджер Пенроуз из Великобритании, Райнхард Генцель из Германии и Андреа Гез из США. Пенроуз математически доказал, что черные дыры должны возникать в обычном для космоса процессе: при взрывах сверхновых. А Генцель и Гез обнаружили сверхмассивный компактный объект в центре Млечного Пути. Небесное тело, открытое лауреатами, стало первым обнаруженным в космосе объектом, который абсолютно точно является черной дырой. Но и это еще не все. Недавно международная группа астрономов доказала, что у вращающихся черных дыр могут существовать волосы, то есть дополнительные параметры, которые зависят от поглощенной материи.

Теорема отсутствия волос

Согласно теореме отсутствия волос, черные дыры можно описать путем решения гравитационных и электромагнитных уравнений Эйнштейна-Максвелла (ОТО), из которых следует, что черные дыры могут иметь всего три характеристики массу, угловой момент (скорость вращения, спин) и электрический заряд. Если эти значения сходятся, то эти черные дыры можно называть близнецами наблюдатель не сможет отличить их друг от друга даже если они будут образованы совершенно разными способами.

Отмечу, что математического доказательства общей теоремы об отсутствии волос не существует, поэтому математики называют ее гипотезой. Так как никакой другой наблюдаемой информации об этих пожирающих свет объектах нет, они кажутся ученым гладкими и уникально «лысыми» некоторые физики говорят, что черные дыры напоминают лысую голову без волос.

Черная дыра область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что даже фотоны не света не могут ее покинуть.

Некоторые физики сравнивают черные дыры с головой без волос. Но, они, возможно, ошибаются.

Результаты нового исследования, однако, ставят под сомнение теорему отсутствия волос или, по крайней мере, ее универсальное применение: с помощью компьютерного моделирования авторы работы продемонстрировали, что «экстремальные» черные дыры те, чей спин или электрический заряд полностью исчерпан действительно имеют несколько тонких «волосков». Авторы исследования, опубликованного в журнале Physical Review D также отмечают, что «волосы» черных дыр однажды можно будет обнаружить с помощью детекторов гравитационных волн (LIGO и VIRGO).

Еще больше увлекательных статей о последних открытиях в области физики и космологии читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.

Откуда у черных дыр «волосы»?

На протяжении многих лет ученые искали способы обойти теорему об отсутствии волос с помощью различных лазеек. Исследователи также искали особенности, которые указывали бы на существование неизвестных фундаментальных полей, способных взаимодействовать с черными дырами.

В 2012 году математик Стефанос Аретакис и его коллеги из Университета Торонто предположили, что на горизонте событий некоторых черных дыр могут наблюдаться нестабильности. Эти нестабильности фактически придавали бы некоторым областям горизонта событий черной дыры более сильное гравитационное притяжение, чем другим, что сделало бы идентичные черные дыры различимыми.

Работа Аретакиса и его коллег показала, что свой след в виде возмущения на упрощенной модели невращающейся экстремальной черной дыры может оставить скалярное поле, подарив черной дыре "волосы". Именно "волосы" исследователи назвали зарядом Аретакиса, который различен у каждой черной дыры.

Как пишет Quanta Magazine, сегодня мы знаем о существовании одного скалярного поля поле Хиггса. Поле Хиггса, однако, неустойчиво и быстро распадается, но не другие скалярные поля, связанные с темной материей, темной энергии и различными нитями теории струн. Команда исследователей из Массачусетского университета в своей работе показала, что экстремально вращающиеся черные дыры могут иметь гравитационный эквивалент заряда Аретакиса.

Скалярное поле в некоторых теориях гравитации используется для описания гравитационного поля.

«То, что Аретакис обнаружил с помощью своего математического анализа это то, что на горизонте остался след скалярного поля, — пишут авторы исследования. Это так называемый заряд Аретакиса, и мы обнаружили, что существует аналогичный заряд, связанный с гравитационным полем».

Читайте также: Черные дыры можно использовать в качестве источника бесконечной энергии

Физики считают, что гравитационные волосы возникают из-за возмущений в кривизне пространства-времени на горизонте событий черной дыры и зависят от того, как черная дыра была сформирована. Поскольку существуют различия в точных деталях того, как образуется каждая черная дыра, это означает, что у каждой черной дыры будут разные гравитационные «волосы», даже если масса, скорость вращения и заряд черных дыр одинаковы.

Существует также вероятность того, что гравитационные «волосы» могут быть замечены во время слияния черных дыр. То есть если когда-нибудь «волосы» удастся обнаружить, ученые смогут получить ценное понимание физики вне рамок Стандартной модели. Отметим, что авторы нового исследования не опровергли теорему отсутствия волос, но показали, что она применима не ко всем черным дырам.

Подробнее..

Обнаружено новое доказательство теории струн

21.09.2020 02:11:02 | Автор: admin

Всего несколько лет назад казалось, что теория струн этоновая теория всего. Но сегодня струнная вселенная порождает больше вопросов, чем ответов

Теория струн призвана объединить все наши знания о Вселеной и объяснить ее. Когда она появилась, то буквально очаровывала своей кажущейся простотой и лаконичностью, объединяя то, что раньше казалось невозможным. Однако с течением времени стало понятно, что эта красивая теория только кажется простой и, к великому сожалению многих исследователей, порождает куда больше вопросов, чем ответов. Эта теория описывает одномерные, вибрирующие волокнистые объекты, называемые «струнами», которые распространяются в пространстве-времени и взаимодействуют друг с другом. Несмотря на то, что сегодня популярностью среди физиков пользуются другие теории, ученые постепенно, кусочек за кусочком, продолжают открывать и расшифровывать фундаментальные струны физической Вселенной с помощью математических моделей. Так, согласно результатам нового исследования, математики из университета штата Юта обнаружили новое доказательства теории струн.

В теории струн мироздание похоже на невероятно малые, вибрирующие нити энергии, способные извиваться, растягиваться и сжиматься. Физики-теоретики считают, что все сущее состоит из струн, однако проверить это экспериментальными методами до сих пор никому не удалось.

Струны Вселенной

Искусно сочетая в себе идеи квантовой механики и общей теории относительности (ОТО), струнная теория, как полагают физики, должна построить будущую теорию гравитации. Однако сегодня ученые все больше критикуют теорию струн и все реже уделяют ей внимание из-за огромного количества вопросов, которые она порождает. Однако согласно результатам нового исследования, опубликованного в журнале Letters in Mathematical Physics, теория струн все же, имеет право на существование.

Математики из университета штата Юта и Сент-Луисского университета опубликовали результаты математических расчетов о двух ветвях теории струн. В ходе работы исследователи изучили специальное семейство компактных K3-поверхностей связанных комплексных двумерных поверхностей. Они представляют собой важные геометрические инструменты для понимания симметрий физических теорий.

Пример поперечного сечения поверхности K3 в 3-х мерном пространстве, используемой математиками для изучения струнных двойственностей между F-теорией и гетеротической теорией в восьми измерениях.

Напомним, что одной из важных особенностей теории струн является то, что она требует дополнительных измерений пространства-времени для математической согласованности. Однако далеко не каждый способ обработки этих дополнительных измерений, также называемый «компактификацией», дает модель с правильными свойствами для описания природы. Для так называемой восьмимерной компактификации модели теории струн, называемой F-теорией, дополнительные измерения должны иметь форму поверхности K3.

В новой работе исследователи рассматривали двойственность двух видов теории струн F-теории и гетеротической в восьми измерениях.

Теории струн быть

Команда нашла четыре уникальных способа разрезать поверхности K3 особенно полезным способом, с помощью якобианских эллиптических расслоений комплексов из нескольких волокон, по форме напоминающих батон или бублик. Исследователи построили явные уравнения для каждого из этих расслоений и показали, что концепции теории струн в реальном физическом мире имеют право на существование.

Пример К3 поверхности

«Вы можете думать об этом семействе поверхностей как о буханке хлеба, а о каждой фибрации как о «ломтике» этой буханки», пишут исследователи. Изучая последовательность «ломтиков», мы можем визуализировать и лучше понять всю буханку. По мнению авторов статьи, важной частью этого исследования является выявление определенных геометрических строительных блоков, называемых «делителями», внутри каждой поверхности K3.

Вам будет интересно: Восход и закат теории струн

Часы кропотливой работы, в результате позволили математикам доказать теоремы каждого из четырех расслоений, а затем протолкнуть каждую теорему через сложные алгебраические формулы. Издание SciTechDaily приводит слова авторов исследования о том, что для последней части этого процесса ученые использовали программное обеспечение Maple и специализированный пакет дифференциальной геометрии, который оптимизировал вычислительные усилия.

Наша Вселенная очень странная и возможно состоит из струн

Отметим, что начиная с 1980-х гг., теория струн породила целых пять собственных версий. И хотя каждая из них построена на струнах и дополнительных измерениях (все пять версий объединены в общую теорию суперструн, о чем подробно писал мой коллега Илья Хель), в деталях эти версии довольно сильно расходились.

Еще больше увлекательных статей о нашей удивительной Вселенной читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.

Парадокс заключается в том, что все пять версий на сегодняшний день можно назвать одинаково верными. Однако доказать наличие струн экспериментальным путем так никому и не удалось. И все же, несмотря на весь скептицизм и критику теории струн, новая работа доказывает ее право на существование. Таким образом, нельзя исключать теорию струн из списка потенциальных кндидатов Теории Всего универсальной теории, объединяющей все наши знания о мире и Вселенной.

Подробнее..

Как ученые предсказывают будущие события

10.12.2020 22:02:31 | Автор: admin

Сегодня ученые могут предсказать как будут развиваться события в мире в ближайшие десятилетия. И никакой магии.

Можно ли предсказать будущее? Этим вопросом представители нашего вида задаются на протяжении истории. В попытках «обуздать судьбу» люди чего только не делают гадают на картах, кофейной гуще, придумывают разнообразные значения линиям на руке, обращаются за помощью к так называемым провидцам и экстрасенсам, составляют гороскопы в общем, в ход идет абсолютно все, что хоть мало-мальски способно предсказать будущие события. Вот только все вышеописанные способы не имеют совершенно никакого отношения к науке и в лучшем случае используются в качестве развлечения. Между тем, современная наука продвинулась далеко вперед в прогнозировании будущих событий так, на основе имеющихся данных климатологи с помощью компьютерного моделирования создают модели, предсказывающие как изменятся погодные условия на Земле через 20-30 лет. Эти модели, однако, не отвечают на вопрос о том, что ждет завтра именно вас, а потому широкую общественность, как правило, практически не интересуют. А зря, так как сегодня с помощью науки мы действительно можем заглянуть в будущее.

Научный метод система регулятивных принципов, приемов и способов, с помощью которых можно достигнуть объективного познания окружающей действительности.

Как наука предсказывает будущее?

Современное развитие технологий позволяет ученым быть самыми настоящими предсказателями, способными ответить на вопросы о том, где окажется человечество через пару сотен лет, что произойдет с окружающей средой и даже нашей Вселенной. Так, большинство ученых используют предсказания в своих исследованиях применяя научный метод генерируя гипотезы и предсказывая, что произойдет. Эти предсказания могут иметь самые разные последствия и направлять развитие целых научных дисциплин, как это было в случае с теорией относительности Эйнштейна и теорией эволюции Дарвина, которые на протяжении многих лет лежали в основе исследований в области физики и биологии.

Сегодня научный метод все чаще используется учеными для предсказаний и прогнозирования будущих событий. Во многом это связано с экспоненциальным ростом вычислительных мощностей, что позволяет постепенно создавать более детальные и точные модели, способные предсказать стихийные бедствия, например землетрясения и цунами.

И все же, несмотря на научно-технический прогресс, прогнозирование будущих погодных условий пронизано неопределенностью

Чтобы всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Google News.

Одним из прекрасных примеров создания экспериментальных предсказаний и генерации гипотез является работа одного из величайших ученых 19-го века Джозефа Джона Томсона, который провел новаторскую серию физических экспериментов, делая предсказания. Его эксперименты впоследствии привели к открытию электрона и внесли большой вклад в наше понимание современного мира. Завершив эксперименты Томсон показал, что его предсказания имеют некоторую основу и соответствуют наблюдениям.

Альберт Эйнштейн и Стивен Хокинг, в свою очередь использовали элегантные математические теории, чтобы предсказать, как, по их мнению, ведет себя Вселенная. Сегодня их предсказания фактически направляют развитие целых научных парадигм.

Астрономия и предсказание в исследованиях

Астрономия породила несколько замечательных примеров предсказаний в науке, в основном построенных на законах движения, предложенных Ньютоном. Одним из лучших примеров является открытие планеты Нептун, которое одновременно демонстрирует мастерство работы Ньютона и других астрономов. Открытие этой планеты показало, что размышления Ньютона во многом были верны, а теория относительности Эйнштейна объясняла физику даже на таких далеких расстояниях от Земли.

Уран планета Солнечной системы, седьмая по удалённости от Солнца.

Планета Уран, открытая Уильямом Гершелем в 1781 году, к 1846 году сделала почти полный оборот вокруг Солнца. Взволнованные астрономы поняли, посмотрев на звездные карты что ее орбита была нерегулярной и не соответствовала предсказанию Ньютона. Они предсказали, что единственным возможным объяснением этого является тот факт, что планета находится под влиянием другой большой планеты, расположенной дальше, оказывающей гравитационное притяжение. В Англии и во Франции астрономы задались целью предсказать положение этой новой планеты и затем найти ее.

Планету обнаружили два астронома: Урбен Ле Верье в Париже и Джон коуч Адамс в Кембридже. Ле Верье приписывает заслугу себе, поскольку был первым, кто объявил об открытии. Открытие Урана как нельзя лучше демонстрирует силу предсказания в научных исследованиях.

Читайте также: Будущее планеты зависит от того, сколько времени дети проводят на природе

Археология и прогнозирование в исследованиях

Как это ни странно, но даже историки в своих исследованиях обращаются к предсказаниям. Большинство ученых, согласно статье, опубликованной на портале explorable.com, выдвигают тезис (эквивалент гипотезы если хотите), стремясь найти доказательства, подтверждающие или опровергающие ее.

Так выглядит сегодня легендарный город, о котором писал сам Гомер в своих поэмах «Илиада» и «Одиссея».

Одним из величайших примеров является авантюрист и протоархеолог Харальд Шлиман. Он твердо верил, что в «Илиаде» Гомера указаны географические данные, которые позволят ему найти местоположение самой Трои Приама (последнего троянского царя). Шлиман терпеливо собирал информацию и получил финансирование, прежде чем отправиться в путь, используя «Илиаду» в качестве дорожной карты. В результате его усилий был обнаружен разрушенный город, который большинство ученых сегодня считают Троей, и его предсказания подтвердились. Таким образом научный метод и, не побоюсь этого слова, смелость, свойственная исследователям, способны пролить свет на тайны прошлого и будущего.

Подробнее..

Новый взгляд на Вселенную что такое фрагменты энергии?

22.12.2020 20:20:27 | Автор: admin

Новое исследование американских физиков-теоретиков может перевернуть все, что мы знаем о Вселенной.

Вселенная состоит из скоплений миллиардов галактик, соединенных между собой в единую сеть космическую паутину. Но как она устроена на более глубинном уровне? Новая теория, выдвинутая двумя физиками-теоретиками из Университета штата Северная Каролина гласит, что ни частиц ни волн не существует. Все, что есть это фрагменты энергии, строительные блоки нашей Вселенной. В основе теории лежит основополагающая идея о том, что энергия всегда течет через пространство и время. По этой причине авторы исследования предлагают думать об энергии как о линиях, которые входят и выходят из области пространства, никогда не пересекаются друг с другом и не имеют ни начала, ни конца. Отметим, что новая теория противоречит Общей теории относительности Эйнштена (ОТО), которая, несмотря на недостатки, является самой точной на сегодняшний день физической теорией, описывающей устройство Вселенной.

От Аристотеля до наших дней

В 4 веке до нашей эры древнегреческий философ Аристотель сформулировал идею о том, что Вселенная состоит из пяти строительных блоков материи: земли, воды, воздуха, огня и небесного эфира. Эта идея оставалась популярной более 2000 лет и не давала покоя нескольким поколениям алхимиков, которые пытались разбогатеть, превращая землю в золото. Их безуспешные попытки продолжались до тех пор, пока химик Роберт Бойль не отказался от классических элементов в пользу идеи о том, что вся материя состоит из частиц. Интересно, что идея Бойля в результате привела к одному из самых взрывоопасных периодов в истории науки, включая формулировку классической механики сэром Исааком Ньютоном.

Триумф физики частиц продолжался до тех пор, пока шотландский ученый Джеймс Максвелл не ввел в свои уравнения электромагнитные волны. Вместе частицы и волны стали известными строительными блоками всей материи. Частицы служили отдельными кирпичиками, как материя, существующая в одной точке пространства. Электромагнитные волны составляли своего рода раствор, удерживающий все это вместе, словно энергия, рассеивающаяся повсюду в пространстве подобно волнам.

Согласно новой теории ни частиц ни волн не существует.

Это интересно: Почему квантовая физика сродни магии?

Как пишет The Conversation, разделение материи на частицы и волны облегчило предсказания для физиков, потому что они могли легко описать поведение частиц и волн. Но в физике ничего не дается легко, и теория быстро перевернулась с ног на голову.

В начале XX-го века знаменитый двухщелевой эксперимент показал, что частицы и волны не так сильно отличаются друг от друга. Эксперимент показал, что частицы иногда могут вести себя как волны, а свет иногда ведет себя как частицы. В 1915 году Альберт Эйнштейн сформулировал Общую теорию относительности (ОТО), которая объясняет гравитацию, основываясь на способности пространства искривляться. Вместе все эти открытия сформировали курс современной физики, но связь между этими ними по-прежнему остается неясной.

Что такое «фрагмент энергии»?

«Используя новые математические инструменты, мы продемонстрировали новую теорию, которая может точно описать Вселенную. Вместо того чтобы основывать теорию на искривлении пространства и времени, мы предположили, что может существовать строительный блок, который является более фундаментальным, чем частица и волна», пишет соавтор исследования Ларри Сильверберг, профессор механики и аэрокосмической техники в Университете Северной Каролины.

Он и его коллега Джеффри Эйшен сочли фрагмент энергии отличным кандидатом на роль искомого строительного блока Вселенной, обладающего свойствами и частиц и волн. Авторы исследования, которое пока что не прошло экспертную оценку и не опубликовано в научном журнале, отмечают, что фрагмент энергии очень похож на звезды в далекой галактике: издалека галактика выглядит как яркое пятнышко света, излучающегося наружу. Но при ближайшем рассмотрении астрономы могут определить отдельные звезды, составляющие галактику. Фрагмент энергии, по словам ученых, представляет собой концентрацию энергии, которая течет и рассеивается наружу, прочь от центра.

Космический телескоп Hubble наблюдает за тем, как формируются звезды в далеких галактиках.

Введя фрагмент энергии в вычисления, физики сформулировали новый набор уравнений для решения физических задач. Свою теорию исследователи решили проверить на двух задачах, в свое время решенных Альбертом Эйнштейном.

Еще больше увлекательных статей о последних открытиях в области физики и высоких технологий вы найдете на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.

орбита Меркурия

Эйнштейн точно предсказал, что искривление пространства-времени массой Солнца заставит орбиту Меркурия со временем колебаться. Отметим, что ОТО была подтверждена двумя наблюдениями, сделанными астрономами. Первым был крошечный ежегодный сдвиг орбиты Меркурия, предсказанный великим физиком. Второй изгиб света, когда Меркурий проходит через искривленное пространство-время вблизи Солнца.

«Если бы у нашей новой теории был шанс заменить частицу и волну предположительно более фундаментальным фрагментом, мы должны были бы решить эти проблемы с помощью нашей теории», пишет Сильверберг.

Вот так выглядит орбитальная прецессия явление, при котором ось вращения тела меняет направление в пространстве под действием момента внешней силы.

Чтобы решить проблему Меркурия, Сильверберг и Эйшен смоделировали Солнце как массивный фрагмент энергии, а Меркурий как меньший фрагмент энергии, вращающийся вокруг него. В задаче об изгибе света Солнце моделировалось одинаково, но свет моделировался как безмассовая точка, движущаяся со скоростью света (фотон). После вычисления траекторий движущихся фрагментов энергии исследователи получили те же ответы, что и Эйнштейн. Любопытно, не так ли?

Полученные решения показывают, насколько эффективным может оказаться фрагмент энергии при моделировании поведения материи от микро-до макроскопического масштаба. Хотя формулировка ученых пока не способна произвести революции в физике, их теория может позволить иначе взглянуть на Вселенную.

Подробнее..

Категории

Последние комментарии

© 2006-2021, umnikizdes.ru