Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Наука физика

Существует радиостанция, которая работает с 1982 года и никто не знает почему

19.07.2020 20:08:56 | Автор: admin

Согласитесь, есть нечто особенное в старых, советских магнитофонов и радиоприемниках

На территории самой большой страны в мире есть город, окутанный множеством тайн. Так, согласно одной из них, в Санкт-Петербурге существует загадочная радиостанция, которая вещает с 1982 года. Существует даже предположение о том, что «MDZhB» (МДЖБ) это шпионская радиостанция, своеобразный способ президента России Владимира Путина следить за всеми живыми существами на планете (нечто подобное писали в британской express.co.uk в 2017 году), однако на сегодняшний день известно лишь о том, что сигнал зарегистрирован в болотистой местности недалеко от Санкт-Петербурга.

Что такое MDZhB?

Начнем с того, что все разговоры о загадочной радиостанции это разговоры о шуме с частотой 4625 кГц и чаще всего это просто жужжащий звук. Однако иногда среди этого «белого шума» встречаются кодовые слова и цифры, произносимые с русским акцентом. И кроме того, что источник сигнала расположен где-то в болотистой местности близ Санкт-Петербурга, о нем больше ничего не известно. Одна из причин такого не побоюсь этого слова недоразумения, заключается в том, что за этой трансляцией никто особо и не следил.

Однако согласно другим «теориям» MDZhB секретные шпионские технологии инопланетян и российские военные или другие секретные правительственные проекты добро пожаловать в Сумеречную Зону/Зону 51/Секретные материалы/Полтергейст и далее по списку. Но знаете, что самое замечательное во всей этой истории? Любой человек в мире может настроиться на эту радиостанцию.

Одна дикая теория состоит в том, что это система» мертвого человека » для запуска ядерных бомб из России в том случае, если страна уже была ангилизирована.

Первая запись трансляции предполагаемой радиостанции была сделана в 1982 году. Профессор Дэвид Стэпплс, специалист по сигнальной разведке из Лондонского городского университета, считает, что «в сигнале не содержится абсолютно никакой информации.» Стэпплс считает, что шум немного изменился за эти годы, но он всегда включал в себя ту или иную форму регулярного жужжания, прерываемого голосом, который иногда, очевидно, читал сообщение.

Как пишет BBC Future, считается, что частота принадлежит российским военным, хотя они никогда не признавали этого. Станции начали вещать в конце эпохи холодной войны, когда коммунизм был уже в упадке. Сегодня они работают из двух мест около Санкт-Петербурга и Москвы. Как ни странно, после распада Советского Союза активность не прекратилась, а резко возросла.

Вам будет интересно: Почему теории заговора о коронавирусе такие нелепые?

Безумные теории

Итак, давайте посмотрим на ситуацию критически: если радиостанция действительно инопланетная шпионская программа, то какие еще следы присутствия на Земле представителей внеземных цивилизаций были обнаружены учеными? Почему никто о них ничего не знает? (Варианты ответы про теории заговора не принимаются и вот почему). Что касается более рациональных предположений, то согласно одной из теорий, станция используется российской армией для обнаружения дальности ракет в ходе испытаний. Это объяснение, однако, не выглядит правдоподобным, так как волны, необходимые для такого типа обнаружения, будут звучать больше как «автомобильная сигнализация», а не продолжительное жужжание.

Отметим, что высокочастотные радиосигналы могут распространяться только по прямой линии и в конечном итоге затухают, сталкиваясь с препятствиями или достигая горизонта. Но у коротковолновых частот есть дополнительная хитрость они могут отражаться от заряженных частиц в верхних слоях атмосферы, что позволяет им зигзагообразно перемещаться между землей и небом и преодолевать тысячи, а не десятки километров.

Еще одно возможное объяснение заключается в том, что эта радиостанция существует чтобы «озвучивать», насколько далеко находится отражающий слой заряженных частиц. Чем выше расстояние до отражающего слоя и время путешествия сигнала до неба и обратно, тем выше частота, которую он должен иметь.

О том, что такое Бермудский треугольник и почему не стоит бояться призраков, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!

Любой желающий может слушать таинственную радиостанцию, просто настроив радио на нужную частоту

И все же, многие считают, что эта радиостанция представляет собой гибрид двух вещей. Постоянное жужжание это просто маркер, говорящий что-то вроде «эта частота моя, эта частота моя», чтобы люди не могли ее использовать. А вот государственную важность MDZhB приобретает только в моменты кризиса, например, на случай военной агрессии или другой чрезвычайной ситуации. В такой ситуации работа загадочной радиостанции станет способом инструктирования всемирной русской шпионской сети и российской армии в отдаленных районах. А как вы думаете, что такое MDZhB? Слышали о ней когда-нибудь? Ответ будем ждать здесь!

Подробнее..

Чем опасна ртуть и где она применяется

31.07.2020 18:12:54 | Автор: admin

Ртуть красива, но опасна.

С детства нам твердят, что ртуть опасна, но при этом многие семьи до сих пор пользуются ртутными градусниками. В Европе их запретили из-за опасности для человека, но именно там ее добывают больше всего. Наравне с энергией атома именно ртуть является тем, опасность чего все понимают, но никак не могут от нее отказаться. Вот такая она противоречивая, но благодаря ее свойствам она до сих пор применяется в огромном количестве отраслей медицины и промышленности. Если вам интересно узнать, как ее получают, где применяют и чем она грозит человеку, кроме привычного очень опасно, то вы зашли по адресу.

Что такое ртуть

Давайте сначала разберемся с тем, что вообще представляет из себя ртуть. На латыни ее название звучит, как Hydrargyrum. Она является элементом шестого периода периодической системы элементов, которую подарил нам Д. Менделеев. Атомный номер ртути в таблице — 80, а относится она к подгруппе цинка.

Ртуть не является газом, жидкостью или металлом — она является переходным металлом. При комнатной температуре она представляет собой тяжелую жидкость серебристо-белого цвета. Самой главной особенностью для простого человека является чрезвычайная опасность паров ртути, которые очень ядовиты.

65 миллионов лет назад атмосфера Земли была загрязнена ртутью

Есть всего двахимических элемента, которые при нормальных условиях находятся в жидком состоянии. Ртуть является одним из них наряду с бромом.

В чем опасность ртути

Несмотря на то, что ртуть выглядит как что-то целостное, она выделяет очень много паров, которые при попадании в организм приводят не только к поражению легких, но и к другим часто необратимым изменениям. Особенно опасна она на стадии внутриутробного развития.

При попадании в организм ртуть оказывает токсичное воздействие на пищеварительную, иммунную и нервную системы. Кроме этого, поражаются кожа, почки, легкие и даже глаза. Не зря же Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) относит ртуть к десятку основных веществ, которые представляют наибольшую угрозу для общественного здравоохранения.

Так лучше не делать.

Наиболее опасна ртуть в виде паров или раствора. При попадании в воду она приводит к гибели микроорганизмов и остается в ней навсегда в виде того самого раствора. В итоге, она может попасть в систему водоснабжения и нанести вред целому населенному пункту. Тем более, что для воздействия на человека достаточно даже минимального количества ртути.

Также разделяют два типа ртутных соединений — органические и неорганические. Первые (например, диметилртуть) являются намного более опасными, так как более эффективно взаимодействуют с системами организма.

Сколько таблиц химических элементов существует на самом деле?

Как добывают ртуть

Получение ртути производится промышленным способом. Для ее добычи приходится обрабатывать минерал под названием киноварь или красный камень. Извлечение металла производится путем окислительно-дистилляционного обжига. В результате образуются пары ртути. Они имеют высокую температуру и должны подвергнуться дополнительной обработке. Эти пары конденсируются и очищаются, давая на выходе привычную ртуть.

Крупные залежи ртути в настоящее время находятся в Испании и Словении.

Очень редко, но ртуть все же можно найти в виде месторождений в жидком виде. Впрочем, на современном уровне технологий это не так важно. В старые времена найти ртуть именно в готовом виде действительно было важно.

Применение ртути в медицине

Продолжая тему опасности ртути, стоит отметить, что раньше люди об этом не знали и наоборот лечились ей в чистом виде. Вплоть до 60-х годов прошлого века люди не думали о возможных проблемах. Они ставили зубные пломбы, в которых были соединения ртути, принимали лекарства, в составе которых она была, и совершенно не переживали по поводу разбитого градусника. Более того, многие дети тогда специально разбивали градусники, чтобы играть с ртутью. Она интересно переливается, и если не знать о ее опасности, то все нормально. Скажете, что это так себе развлечение? Тогда вспомните, как все поголовно крутили спиннеры.

Они перетекают и сливаются, но еще и отравляют воздух.

Если взять более давние времена, то в средние века было нормой дать человеку выпить стакан ртути. Считалось, что тяжелая жидкость протолкнет все лишнее в организме, а заодно расправит кишки. Чем заканчивалось такое лечение, история умалчивает, но вряд ли пациенты жили долго и счастливо.

Вплоть до 1967 года в СССР и до конца 1970-х годов в США ртуть активно применялась для лечения сифилиса из-за его высокой устойчивости к другим препаратам. Правда, после такого лечения у людей выпадали волосы и нарушались другие функции организма.

Можно сколько угодно приводить примеры антисептиков, диуретиков, слабительного и других препаратов, в состав которых входила ртуть. Сейчас она осталась только в градусниках (не во всех странах) и в качестве консерванта для некоторых вакцин, но в минимальных дозах.

Что делать, если разбил градусник

Разбитый градусник может показаться незначительной проблемой, но это все равно проблема. В нем будет минимум 2 грамма ртути, что уже не мало. Даже на государственных порталах, в частности на mos.ru, есть ответ на вопрос, как поступить в этом случае.

Если вы разлили небольшое количество ртути (разбитый градусник), первым делом выведите из помещения людей и животных, затем откройте окно и закройте дверь. Так же надо обязательно защитить органы дыхания маской или повязкой. После этого немедленно начинайте собирать ртуть.

Это выглядит очень безобидно, но расслабляться не стоит.

Два грамма ртути, которые содержаться в одном градуснике, в закрытом помещении объемом 20 кубических метров создают концентрацию паров, которая в тысячи раз превышает безопасный для человека уровень.

Как собрать ртуть

При сборе ртути ни в коем случае не сметайте ее веником, чтобы не спровоцировать образование мелкой ртутной пыли. Чем крупнее будут капли — тем лучше. Пылесос тоже плохой помощник, так как испарившаяся ртуть пройдет через фильтры и окажется в воздухе в еще более опасном виде.

Небольшое количество вытекшей из градусника ртути можно собрать с помощью обычной медицинской груши или листа бумаги и вязальной спицы или толстой иглы. Для сбора самых мелких капель можно использовать кусочки пластыря.

Все, что вы собрали и чем вы это собирали, положите в банку и плотно закройте крышкой. После этого тщательно вымойте место происшествия. Хорошим вариантом будет протереть это место раствором марганца или мыльно-содовым раствором. По окончании уборки обязательно тщательно вымойте руки с мылом.

Тщательно мойте руки после уборки ртути.

Как выкинуть разбитый градусник и ртуть из него

Ни в коем случае не выбрасывайте собранную ртуть в мусоропровод или канализацию. Это может привести к дальнейшему риску бесконтрольного заражения. Поставьте банку с собранными отходами на балкон или в гараж и при первой возможности передайте ее в демеркуризационный центр для утилизации.

Как понять, что отравился ртутью

Симптомы отравления ртутью проявляются примерно через 8-24 часа. К основным симптомам относятся общая слабость, боль при глотании, головная боль и повышение температуры. Спустя некоторое время начинают болеть десны и живот, а также проявляются желудочные расстройства и даже воспаления легких. Известны даже случаи смертельного исхода.

Крем для кожи может стать причиной отравления. Как этого избежать?

Какой градусник точнее? Электронный или ртутный?

Специалистам часто приходится отвечать на этот вопрос. Обычно они говорят, что точнее будет именно ртутный градусник, но дома надо иметь и электронный. Объясняют они это тем, что оба прибора могут иметь погрешности и их показания надо перепроверять.

При обычных условиях ртуть всегда жидкая.

Погрешность ртутного градусника составляет примерно 0,1 градуса. Для электронного отклонения, как правило, находятся в диапазоне от 0,2 до 0,4 градуса. Самая большая погрешность у бесконтактных градусников — до 0,5 градуса. Если датчик бесконтактного градусника не протереть, то отклонения могут и вовсе составить 1,5-2 градуса.

Надо помнить, что особенностью ртутного градусника является то, что он показывает максимальную за время измерения температуру, в то время, как электронный обычно дает средние показания, а бесконтактный и вовсе сиюминутные. Температура тела может за 5 минут меняться в пределах одного градуса. Это тоже надо иметь в виду.

Применение бесконтактного термометра наиболее целесообразно для измерения температуры посетителей общественных мест или пассажиров самолетов, а также детей. В этих случаях не получится задержать человека на 5 минут для более точного измерения температуры

Ртуть в промышленности

В промышленности ртуть применяется куда чаще, чем в медицине. В том числе нашла она применение и в высокоточных термометрах благодаря широкому диапазону рабочих температур (тех, при которых она остается в жидком состоянии).

Ртуть надо не только производить, но и утилизировать.

Парами ртути до сих пор заполняются люминесцентные лампы. Ее пары светятся в тлеющем разряде, а в спектре испускания много ультрафиолетового света. Чтобы свет стал видимым, изнутри лампу покрывают люминофором. Без такого покрытия лампа будет источником жесткого ультрафилетового излучения. В таком виде их используют для обеззараживания поверхностей и помещений. Например, в вагонах метро (в депо) или при обработке поручней эскалатора, когда они находятся внизу.

Так ультрафиолетом обрабатывают вагоны метро.

Алхимики прошлого верили, что ртуть является основой любого вещества, и если вернуть ей твердое состояние при помощи серы или мышьяка, то она станет золотом, но у них естественно ничего не получилось

Ртуть применяется в некоторых частях электросхем с высокой средней силой тока (сотни ампер), в датчиках положения, в некоторых химических источниках тока, в полупроводниковых детекторах радиоактивного излучения и даже в качестве рабочего тела некоторых гидродинамических подшипников, работающих под большой нагрузкой.

Раньше ртуть также применялась при производстве краски, покрывающей подводную часть кораблей, чтобы избежать ее обрастания. До середины XX века ртуть активно применялась в манометрах, барометрах и других погодных приборах. Отсюда и пошла традиция измерять давление в миллиметрах ртутного столба.

Принцип работы ртутного столба.

Нашла ртуть свое применение и в модной индустрии. Например, раньше ее использовали в шляпном производстве для выделки фетра и для амальгамированияповерхностей при производстве зеркал.

Если не знаете, где читать самые интересные новости из мира науки, то заходите в наш новостной Telegram-канал. Там очень много крутых статей!

Сейчас ртути стараются находить аналоги, чтобы снизить зависимость от этого опасного элемента, но пока до конца это сделать не получилось. Нам же остается только относиться к ней с осторожностью и не пренебрегать нормами безопасности.

Подробнее..

Мифы о радиации. Что правда, а что нет

11.08.2020 20:19:42 | Автор: admin

Радиация опасна, но что-то о ней является мифам

Мутации, свечения и средства защиты Радиация это, наверное, то, вокруг чего намного больше мифов, чем вокруг чего-либо еще. Ее не видно и как она действует на человека, знают далеко не все. Тут еще и создатели боевиков на пару с создателями видеоигр придумывают дополнительные факты. В итоге, каждый думает, что хочет, но толком никто не может сказать, что же такое радиация и как с ней бороться. Мифов становится все больше и больше, а благодаря широкому распространению социальных сетей, они разлетаются иногда просто с пугающей скоростью. Давайте лучше разберемся, что из того, что мы знаем — мифы, а что — правда. Мы подготовили для вас несколько разоблачений. Приступим?

Защищает ли свинец от радиации

Считается, что свинец является чуть ли не единственным способом защититься от радиации. Что-то правдивое в этом утверждении есть, но полностью правдой считать это нельзя сразу по нескольким причинам.

В первую очередь надо понимать, что есть разные типы излучения. При разных типах радиации испускаются разные частицы, и не все они способны задерживаться свинцом. Есть те, для которых свинец просто бесполезен, а есть и те, для которых просто не нужен.

Как работает АЭС? Опасны ли атомные станции?

Например, альфа-излучение (ядра атомов гелия-4) очень эффективно задерживаются буквально тонкими тканями. То есть вам достаточно быть в одежде и очках. В этом случае излучение уже не доберется до вашей кожи или сделает это с очень слабыми значениями. Пострадать от этого вы не сможете.

Обратная ситуация с бета-излучением. Тут речь идет об электронах, которые имеют куда более низкую ионизирующую способность. При этом их проникающая способность, наоборот, намного выше. Впрочем, и тут достаточно какой-то небольшой защиты, например, фольги.

Фольга спасает от радиации, но так делать не стоит.

Есть еще и гамма-излучение. У него сравнительно небольшая ионизирующая способность, но при этом самая лучшая среди остальных типов излучения проникающая способность. Именно поэтому его считают наиболее опасным, так как от него достаточно сложно защититься. Считается, что именно от такого типа излучения и должен защищать свинец во всех его проявлениях.

Свинец действительно будет более эффективным, чем некоторые другие типы защиты. При одинаковой толщине защиты именно свинец задержит больше частиц из-за своей большей плотности, но и его нельзя считать панацеей от радиации.

Как работают атомные ледоколы и почему Россия лидирует в этом направлении

В первую очередь, надо понимать, что слой свинца все равно должен быть достаточно большим, чтобы хоть как-то защитить от серьезной опасности. Именно поэтому, когда речь идет о бункерах и атомных станциях, куда проще пользоваться чуть более Толстым слоем бетона. Он и в строительстве проще, и не такой токсичный. При этом токсичность является проблемой не только на производстве, но и во время нахождения в таком бункере.

Когда радиация действительно серьезная, то надо лезть в бункер, остально не поможет.

Правда ли радиоактивные вещества светятся

Во многом благодаря видеоиграм, вроде Half-Life и фильмам катастрофам, люди думают, что радиоактивные вещества светятся каким-то ярким светом, но это не так. Иногда радиолюминесценция — так называют связанное с радиоактивностью свечение — все же наблюдается, но крайне редко. Даже в тех случаях, когда свечение есть, оно вызвано не столько радиоактивностью материала, а сколько взаимодействием радиации с окружающими материалами.

Как захоранивают ядерное топливо, и как долго оно опасно

Примером могут служить часовые стрелки, которые применялись в механизмах 20-30-х годов прошлого века. Для свечения этих стрелок радий включали в краску на основе меди и сульфида цинка. В результате они светились зеленым и те часы, которые дожили до наших дней, все еще продолжают светится, что говорит о том, что излучение от них продолжается. Видимо от этого и пошло представление, что радиоактивные предметы и жидкости должны светиться.

На самом деле все не так.

В живой природе люминесценция тоже встречается, но у светлячков или растений она никак связана с радиацией и вызвана совершенно другими процессами. В случае с радиолюминесценцией, надо просто понимать, что возникает она крайне редко и только при взаимодействии с другими веществами. Даже соли урана, которые сами по себе имеют зеленый свет, не светятся при распаде.

Создана ли радиация человеком

Так как все случаи радиационного загрязнения природы и гибели людей связаны с деятельностью человека, принято считать, что радиация это в принципе творение рук человеческих, но это не так.

Самая большая подводная лодка и история создания субмарин

Радиация имеет полностью естественное происхождение. Она была до нас и будет, даже если мы сами или что-то уничтожит нас на нашей планете. Например, солнечные лучи это тоже радиация, просто она сильно отфильтрована нашей атмосферой. Хотя, в жарких странах, где лучи проходят через атмосферу по прямой, естественный радиационный фон достаточно высокий. Умереть от этого вряд ли получится, но на полюсах все же безопасней.

Загар — это прекрасно, но загорать надо с умом. не забывайте про крем.

Везде в космосе есть радиация. Все из-за того, что она является ничем иным, как высокоэнергетическими частицами, которые ионизируют атомы. В итоге они могут приводить к структурным изменениям и даже разрушать молекулы человеческого тела. Ядра некоторых атомов нестабильны и они могут, излучая частицы, переходить в стабильное состояние. В итоге и получается альфа-, бета- или гамма-излучение.

Эти частицы есть везде. Поэтому и существует понятие естественный радиационный фон. Он не причиняет вреда человеку, так как мы к нему адаптировались, но с избыточными дозами, вроде солнечных мест и зон радиационных испытаний или катастроф, лучше быть осторожным.

Когда мы пишем о радиации, это всегда вызывает большой резонанс среди наших читателей. Они пишут много комментариев, но куда активнее обсуждают это в нашем Telegram-чате. Можно буквально зачитаться. Да и самому поспорить об этом интересно.

Защищает ли йод от радиации

Йод совершенно никак не может защитить от радиации. Но в некотором роде помочь он может. Дело в том, что щитовидная железа накапливает йод для нужд организма. Во время радиационного выброса в воздухе и на различных предметах (включая продукты питания) находится много радиоактивного йода-131. Щитовидная железа устроена так, что она активно вбирает в себя любой йод, пока не заполнит хранилища. В итоге, во время радиационных катастроф рекомендуется принимать йод, чтобы щитовидная железа получила то, что ей надо. Лишний йод (радиоактивный) выведется из организма. В противном случае он может привести к развитию рака.

Простой йод из аптечки незаменим при некоторых видах загрязнений, но просто так пичкаться им не стоит.

О необходимости принимать йод должно сообщить МЧС. Если во время катастрофы в воздухе находится небольшое количество радиоактивного йода, то ударная его доза может только навредить организму. Это же относится и к другим веществам (включая витамины), которые считаются радиопротекторами. Если рядом есть АЭС, то лучше иметь запас этих веществ, но принимать их, только если скажут.

Ходить с дозиметром не обязательно. Если что-то случится, вам скажут. Должны, по крайней мере.

Может ли радиация стать причиной мутации

Многие люди смотрят фантастические фильмы и думают, что радиационное облучение открывает в организме новые супер-способности. На самом деле радиация действительно может привести к мутации, но только она крайне маловероятно будет настолько хорошей, что ее носителя возьмут в Люди Х.

Какие бывают мутации и чем они отличаются

Радиация способна повреждать спирали ДНК. Часто повреждение носит локальный характер и затрагивает только одну нить. В этом случае поврежденные участки могут замещаться нуклеотидами. Если повреждены обе нити, то полностью утрачивается генетическая информация, а клетка может запустить механизм самоуничтожения.

Примерно так и работает лучевая терапия для раковых больных. Даже раковые клетки могут саморазрушаться, если в них произойдут сильные структурные изменения. С другой стороны, обычная клетка может стать раковой, если получит повреждения.

Шутить с радиацией не стоит, но ее надо «знать в лицо» и понимать, как с ней бороться.

Сильно переживать по этому поводу не стоит, если вы соблюдаете элементарные правила безопасности. Например, если вы не находитесь под палящим солнцем без солнцезащитного крема. Фоновая радиация не способна причинить вред человеку, так как он привыкает к ней, но если вы на несколько дней переезжаете в район повышенной радиации, например, поближе к ядерному полигону или в жаркую страну, с этим надо быть очень осторожным. Клетки кожного эпителия могут повредиться. Одним из самых неприятных последствий является развитие меланомы, которая имеет очень плохие прогнозы с точки зрения лечения.

Помните, что мифы о радиации в основном касаются преуменьшения ее вреда. Поэтому берегите себя, более осторожно относитесь к жаркому солнцу, особенно в полдень, когда оно наиболее активно, и держитесь подальше от мест радиационных испытаний и катастроф.

Подробнее..

Почему наша Вселенная такая странная и существуют ли законы физики?

25.08.2020 00:04:08 | Автор: admin

Как хорошо мы знаем Вселенную, чтобы утверждать, что известные законы физики существуют?

Природа может быть разной для разных людей. Природа может быть чудесной. Природа может быть странной. У природы есть законы. Природа продолжает удивлять ученых, которые пытаются эти законы понять. За последние несколько десятилетий научное сообщество пришло к принятию концепции «естественности» это термин, придуманный Эйнштейном, который описывает изящно сложные законы природы. Ученые считают, что если Вселенная естественна, то ее можно объяснить математически. Но если ее природа неестественна, то некоторые законы физики произвольны и кажутся чрезвычайно тонко настроенными, чтобы позволить жизни (как мы ее знаем) возникнуть и существовать. И все же, ученые стремятся к единому описанию реальности. Но современная физика допускает множество различных описаний, многие из которых эквивалентны друг другу и связаны ландшафтом математических возможностей.

Тайны Вселенной

В череде обыденных будней может показаться, что мы знаем о мире и Вселенной достаточно, чтобы утвердительно ответить на вопрос о том, существуют ли все известные законы физики. Однако ученые, изучающие квантовый мир могут с этим не согласиться. Как пишет Quanta Magazine, физики нашли много примеров двух совершенно различных описаний одной и той же физической системы.

Итак, если физические ингредиенты это частицы и силы, то рецепты это математические формулы, кодирующие их взаимодействия. В таком случае, сам процесс приготовления пищи и есть процедура квантования, которая превращает уравнения в вероятности физических явлений. Вот почему квантовые физики задаются вопросом, как разные «рецепты приготовления» приводят к одинаковым результатам.

Еще больше увлекательных статей о том, как устроена наша Вселенная, читайте на нашем канале в Google News

Альберт Эйнштейн, как известно, считал, что, учитывая некоторые общие принципы, существует уникальный способ построить последовательную, функционирующую вселенную. С точки зрения Эйнштейна, если бы мы достаточно глубоко исследовали сущность физики, существовал бы один и только один способ, которым все компоненты материя, излучение, силы, пространство и время сочетались бы вместе, чтобы заставить реальность работать, подобно тому, как уникально сочетаются шестеренки, пружины, циферблаты и колесики механических часов.

Физика элементарных частиц

Современная Стандартная модель физики элементарных частиц действительно представляет собой плотно сконструированный механизм, состоящий всего из нескольких компонентов. Однако вместо того, чтобы быть уникальной, Вселенная кажется одним из бесконечного множества возможных миров. Мы понятия не имеем, почему именно эта комбинация частиц и сил лежит в основе структуры природы.

Возможно, мы живем в Мультивселенной

Кроме того, стандартная модель содержит 19 констант природы такие числа, как масса и заряд электрона, которые должны быть измерены в экспериментах. Значения этих «свободных параметров», по-видимому, не имеют более глубокого смысла.

Если наш мир всего лишь один из многих, то как мы можем существовать одновременно с альтернативными вселенными? Нынешнюю точку зрения можно рассматривать как полярную противоположность эйнштейновской мечте об уникальном космосе. Современные физики охватывают огромное пространство возможностей и пытаются понять его всеобъемлющую логику и взаимосвязь. Из золотоискателей они превратились в географов и геологов, детально описывающих ландшафт и изучающих силы, которые его сформировали.

Вам будет интересно: Почему физики считают, что мы живем в Мультивселенной?

Теория струн

Теория струн стала переломным моментом для современной физики. На данный момент она является единственной теорией, ближе всех подобравшейся к той самой «теории всего» мечте Альберта Энйштена, способную описать все частицы и силы, включая гравитацию, а также подчиняясь строгим логическим правилам квантовой механики и теории относительности.

Хорошей новостью во всей этой истории является то, что у теории струн нет циферблата (как у механических часов). Не имеет смысла спрашивать, какая теория струн описывает нашу Вселенную, потому что существует только одна. Отсутствие каких-либо дополнительных признаков приводит ученых к выводу о том, что все числа в природе должны определяться самой физикой. Они не являются «константами природы», а лишь переменными, фиксируемыми уравнениями (возможно, неразрешимо сложными).

Однако важно понимать, что существует сложное, огромное количество решений теории струн. В физике это не является чем-то необычным. Мы традиционно различаем фундаментальные законы, заданные математическими уравнениями и решения этих уравнений. Как правило, существует всего несколько законов, но бесконечное число решений. Возьмем законы Ньютона. Они четки и элегантны, но описывают невероятно широкий спектр явлений, от падающего яблока до орбиты Луны.

Если вы знаете начальные условия конкретной системы, то сила этих законов позволяет решать уравнения и предсказывать, что произойдет дальше. Мы не ожидаем и не требуем априори уникального решения, которое описывает все.

В теории струн некоторые особенности физики, которые мы обычно рассматриваем как законы природы такие как конкретные частицы и силы, на самом деле являются решениями. Они определяются формой и размером скрытых дополнительных измерений. Пространство всех этих решений часто называют «ландшафтом», но это преуменьшение. Даже самые впечатляющие горные пейзажи бледнеют в сравнении с необъятностью этого пространства.

Ландшафт Вселенной

Но как ученые изучают обширный ландшафт физических моделей Вселенной, которые легко могут иметь сотни измерений? Чтобы это понять, давайте представим себе ландшафт как в значительной степени неразвитую пустыню, большая часть которой скрыта под толстыми слоями неразрешимой сложности. Только на самых окраинах мы находим пригодные для жизни места. Здесь мы находим основные модели, которые полностью понимаем. Они не имеют большой ценности для описания реального мира, но служат удобной отправной точкой для изучения местных окрестностей.

Возможно, законов физики не существует

Хорошим примером может служить теория квантовой электродинамики (КТП), описывающая взаимодействие материи и света. Эта модель имеет единственный параметр, называемый константой тонкой структуры , которая измеряет силу силы между двумя электронами. В теории квантовой электродинамики все процессы можно рассматривать как возникающие из элементарных взаимодействий. Например, силу отталкивания между двумя электронами можно представить в виде обмена фотонами. КТП просит нас рассмотреть все возможные способы, которыми два электрона могли бы обмениваться фотоном, что на практике означало бы, что физики должны решить сложнейшую задачу, с бесконечным множеством решений.

Чтобы всегда быть в курсе последних новостой из мира науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш канал в Telegram

Почему все это так волнительно для физики? Прежде всего, вывод о том, что многие, если не все, модели являются частью одного огромного взаимосвязанного пространства, является одним из самых удивительных результатов современной квантовой физики. Это изменение перспективы, достойное термина «сдвиг парадигмы». Он говорит нам, что вместо того, чтобы исследовать архипелаг из отдельных островов, мы обнаружили один огромный континент.

В некотором смысле, изучая одну модель достаточно глубоко, мы можем изучить их все. Мы можем исследовать, как эти модели связаны, освещая их общие структуры. Важно подчеркнуть, что это явление в значительной степени не зависит от того, описывает ли теория струн реальный мир или нет. Это неотъемлемое свойство квантовой физики, которое останется здесь, какой бы ни оказалась будущая теория всего.

Подробнее..

Взрывы, которые невозможно представить физики предсказали как погибнет наша Вселенная

28.08.2020 18:15:29 | Автор: admin

Осознание того, что наше существования непостоянно вызывает смешанные чувства

В череде размеренных будней мы не так часто задумываемся о чем-то глобальном и всеобъемлющем. Согласитесь, не так много людей каждый день всерьез размышляют о том, какое будущее ждет нашу Вселенную. А ведь если хорошенько поразмыслить окажется, что и о прошлом Вселенной известно не так уж много. И все же научный метод вооруженный воображением позволяет ученым выдвигать разнообразные теории относительно нашего общего будущего. Такие термины, как «тепловая смерть», «большой разрыв» и «вакуумный распад» на первый взгляд могут показаться пугающими, однако они описывают некоторые из теорий гибели нашей Вселенной. Все эти теории, как надеюсь известно читателю, описывают смерть Вселенной спустя миллиарды лет. Но что произойдет, если существование Вселенной закончится внезапно в этот самый момент?

Наша Вселенная

Когда космолог из университете Северной Каролины Кэти Мак думает о конце всего, это ее успокаивает. Такое мнение астрофизик высказала в интервью Радио 1 Newsbeat. Доктор Кэтрин Мак занимается исследованием темной материи, распада вакуума и изучает эпоху реионизации период истории Вселенной между 550 млн лет и 800 млн лет после Большого Взрыва. Отмечу, что Мак рассматривает гибель Вселенной не так, как большинство коллег она утверждает, что раз Большой взрыв внезапно породил Вселенную, то и ее гибель может произойти так же спонтанно.

В своей новой книге «Конец всего» астрофизик пишет, что ученые понятия не имеют, почему ранняя Вселенная расширялась именно так, как расширялась напомню, физики называют раннее быстрое расширение Вселенной космической инфляцией это означает, что они также не могут сказать, что пространство не начнет яростно, быстро разрываться снова в любой момент.

Вам будет интересно: Пять веков Вселенной: в каком мы живем и что это значит?

Вселенная может погибнуть также внезапно, как родилась

Мак пишет о том, что процессы, происходящие во всей Вселенной в принципе могут произойти с каждым из нас: мы находимся во Вселенной и если она вдруг погибнет, погибнем и мы. То, что происходит там, в космосе, за пределами нашей планеты, очаровало исследовательницу с юных лет.

Одна из вещей, которые я пытаюсь сделать в книге, — это немного разделить этот экзистенциальный ужас. Я правда хочу помочь людям иметь более личную связь с тем, что происходит во Вселенной.

Хотим мы этого или нет, но мы с вами являемся частью Вселенной. Важно понимать, что абсолютно все вокруг нас и в самом космосе имеет начало и конец звезды, планеты, галактики и даже черные дыры рано или поздно заканчивают свое существование. Возможно, Вселенная и правда погибнет внезапно, как утверждает Кэти Мак, однако в недавно опубликованном исследовании отмечается, что в течение «следующих нескольких триллионов лет», когда Вселенной какой мы ее знаем уже не будет, звезды будут продолжать взрываться, но не как сверхновые, а просто будут медленно, очень медленно угасать.

Странная Вселенная

В исследовании, опубликованном в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, ученые пишут о том, что в будущем Вселенная станет немного грустным, одиноким и холодным местом. Ведущий автор исследования физик-теоретик Мэтт Каплан называет это «Тепловой смертью» момент времени, когда Вселенная будет состоять в основном из черных дыр и сгоревших звезд.

В ходе исследования Каплан изучил потенциальные звездные взрывы и обнаружил, что в будущем белые карлики превратятся в сверхновые. Когда они станут плотнее, эти звезды станут «черными карликами», способными производить железо в своих ядрах.

Кадр из мультсериала Футурама: Фрай, Бендер и профессор наблюдает смерть Вселенной

В работе утверждается, что звезды, масса которых меньше примерно в 10 раз массы Солнца, не обладают гравитацией или плотностью, чтобы производить железо в своих ядрах, как это делают массивные звезды, поэтому они не смогут прямо сейчас стать сверхновой. Когда белые карлики остынут в течение следующих нескольких триллионов лет, они станут более тусклыми и в конечном итоге замерзнут и станут «черными карликовыми» звездами, которые больше не светят.

Чтобы всегда быть в курсе последних новостей из мира популярной науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.

Поскольку железо не может быть сожжено, оно будет накапливаться, подобно яду и в итоге спровоцирует коллапс звезды, после чего та станет сверхновой. По оценкам Каплана, первый из этих теоретических взрывов произойдет примерно через 10-1100 лет. Эо так много, что все равно что произнести слово «триллион» почти сто раз. Иными словами, это умопомрачительно далеко в будущем.

Выходит, звезды будут взрываться, но мы вряд ли можем представить себе огромное количество тусклых, еле заметных взрывов огромного количества звезд. И все же, все звезды, которые превращаются в черные карлики, не взорвутся. Взорвутся только те, чья масса находится между 1,2 и 1,4 массами Солнца а это приблизительно 1% всех существующих сегодня звезд. Остальные примерно 99% звезд останутся черными карликами. Самые большие черные карлики станут сверхновыми первыми, за ними последуют меньшие, и тогда Вселенная, скорее всего, превратится в гигантскую пустоту, совершенно неузнаваемую. Согласитесь, это правда трудно себе представить.

Еще более удивительной выглядит теория Мультивселенной, согласно которой существует великое множество миров

Каплан пишет, что к этому моменту галактики рассеются, черные дыры испарятся, а расширение Вселенной разнесет все оставшиеся объекты так далеко друг от друга, что никто никогда не увидит, как взорвутся другие. Свет даже физически не сможет проникнуть так далеко.

Отмечу, что исследователи продолжают узнавать все больше как о ранней Вселенной, так и о ее возможном. В июле отдельная группа экспертов предположила, что Вселенная может быть на 1,2 миллиарда лет моложе, чем 13,8 миллиарда лет, как это принято считать.

Больше всего мне нравится вакуумный распад. И веселье, вероятно, не то слово, которое я должен использовать о разрушении Вселенной, но это забавная идея. Ты что-то меняешь в уравнениях, а потом обнаруживаешь, что где-то во Вселенной может материализоваться нечто вроде пузыря смерти, который просто расширится со скоростью света и уничтожит все.

Кэти Мак, астрофизик из университета Северной Каролины.

А какая гипотеза гибели Вселенной нравится вам? Ответ будем ждать здесь!

Подробнее..

Восход и закат теории струн

31.08.2020 18:08:41 | Автор: admin

Некоторые исследователи считают теорию струн практически лженаукой. Но так ли это?

Многие физики считают теорию струн главным кандидатом на объединение теорий квантовой физики и гравитации в единую теорию всего. Но существует и противоположное мнение, согласно которому эта концепция является практически лженаукой, так как проверить ее с помощью экспериментов невозможно. И все же некоторые исследователи считают, что у нас, возможно, появился способ это сделать согласно новой гипотезе, которая противопоставляет теорию струн теории космической инфляции. Все это сводится к следующему вопросу: не скрыты ли квантовые секреты Вселенной от наших глаз или же есть некие детали, с помощью которых теорию струн можно объяснить?

Инфляционная модель Вселенной гипотеза о физическом состоянии и законе расширения Вселенной, которое началось сразу после Большого взрыва. Инфляция предполагает период ускоренного расширения Вселенной (в сравнении со стандартной моделью горячей Вселенной).

Космическая инфляция

Один из способов исключить эту идею заключается в том, чтобы доказать, что она не предсказывает особенность нашей Вселенной. А теория струн, как оказалось, постоянно сталкивается с проблемой описания наиболее популярного объяснения того, что происходило в первые мгновения существования Вселенной сразу после Большого взрыва: инфляции.

«Инфляция самое убедительное объяснение того, почему наша Вселенная выглядит так, как она выглядит, и откуда взялась ее структура», — считает Марилена Лаверде, физик из университета Стоуни-Брук. Инфляция объясняет, как, в некотором смысле, мы получили все во Вселенной из ничего. Теория утверждает, что ранняя Вселенная прошла через фазу экстремального расширения. Этот процесс увеличивал случайные всплески в квантовом вакууме и превращал их в галактики и другие объекты вокруг нас.

Однако теоретикам было трудно показать, как и работает ли вообще инфляция работает в теории струн. Самый многообещающий путь к этому так называемая конструкция ККЛТ (KKLT construction) убеждает далеко не всех. Некоторые исследователи отмечают, что в глубине сознания многих людей, занимающихся теорией струн, давно поселилось сомнение: действительно ли она работает?

Еще больше увлекательных статей о том, какое будущее ожидает человеческую цивилизацию, читайте на нашем канале в Google News

Насколько правдоподобна теория струн?

В 2018 году группа струнных теоретиков утверждала, что, возможно, инфляция просто не может произойти в теории. Эта так называемая гипотеза де Ситтера утверждала, что любая версия концепции, которая могла бы описать пространство де Ситтера термин для того типа Вселенной, в которой мы предполагаем существование инфляции, имела бы какой-то технический недостаток, который поместил бы ее в «болото» отвергнутых теорий.

Отмечу, что любое ограничение инфляции повысило бы вероятность проверки теории струн на реальных данных. По словам Кумруна Вафы, физика из Гарвардского университета и одного из авторов гипотезы, исследователи могут начать строить доказательства этой идеи если смогут связать ее с хорошо известными физическими законами. Один из подходов к укреплению доверия может попытаться объяснить, какое физическое правило ограничивает инфляцию или, если поставить вопрос более практично: как физики-теоретики смогут убедить космологов пересмотреть наиболее предпочтительную теорию?

Наша Вселенная и правда очень странная

Ответ, как это часто бывает, пришел откуда не ждали оказывается, инфляция уже имеет нерешенную проблему: далеко не все физики согласны с тем, что происходит с мельчайшими квантовыми частицами (речь идет о расширение вакуума и увеличении его статики).

Теория всего

Физикам не хватает рабочей теории, которая описывала бы мир ниже уровня так называемой планковской длины чрезвычайно малого расстояния, на котором они ожидают появления квантовой гравитации. Сторонники инфляции, как правило, полагают что однажды смогут включить в нее все «транс-планковские» детали и что они не будут иметь большого значения при построении любых прогнозов. Но как именно это произойдет, остается неизвестным.

Как пишет Scientific American, согласно новой гипотезе чрезвычайно крошечная квантовая нечеткость всегда должна оставаться чрезвычайно крошечной и квантовой, несмотря на увеличивающий эффект расширения. Если эта идея верна, она подразумевает ограничения на величину инфляции, которая может произойти, потому что слишком большая ее часть будет означать слишком большое увеличение транс-планковских деталей.

А как вы думаете, верна ли теория струн? Ответ будем ждать в комментариях к этой статье а также в нашем Telegram-чате

Таким образом, в новом подходе к теории струн исследователи действительно могут искать ответы вглядываясь в звездное небо. Существует несколько различных моделей реального процесса инфляции и астрофизики пока не располагают данными, подтверждающими хотя бы одну из них.

Теория всего позволила бы нам ответить на фундаментальные вопросы о Вселенной

Еще одним важным моментом, конфликтующим с теорией струн являются гравитационные волны. Их существование доказали в 2017 году, так что ученым доподлинно известно, что гравитационные волны оставляют после себя слабый, но отчетливый отпечаток в космическом фоновом микроволновом излучении (реликтовом излучении). Однако согласно новой гипотезе, существование гравитационныхволн допускается, правда, их должно быть совсем немного. Настолько, что любой признак гравитационных волн будет означать, что теория струн не применима к нашей Вселенной. Так что физики, вероятно, должны будут придумать для них другое объяснение.

Подробнее..

Как старые телевизоры доказывают теорию Большого взрыва?

10.09.2020 00:18:08 | Автор: admin

Старые телевизоры, как это не удивительно, доказывают теорию Большого взрыва

В век высоких технологий мы не особо задумываемся о старой бытовой технике. И уж тем более о старых, огромных телевизорах. Их место теперь занимают плоские черные прямоугольники с жидкокристаллическими экранами. Но что, если мы недооцениваем старое поколение телевизоров? Ведь они оснащены антеннами для приема широковещательных сигналов, что, безусловно, чрезвычайно архаично по современным стандартам. Тем не менее, эти антенны в некотором смысле являются весьма специфическим типом радиотелескопа и могут быть использованы учеными, чтобы… обнаружить Большой Взрыв. На протяжении бесчисленных поколений философы, теологи и поэты размышляли о нашем космическом происхождении, выдвигая самые разнообразные гипотезы. Все изменилось в XX веке, когда теоретические, экспериментальные и наблюдательные открытия в физике и астрономии, наконец, вывели эти вопросы в область проверяемой науки.

Как родилась Вселенная?

Сегодня ученым известно, что сочетание космического расширения, первобытного изобилия легких элементов, крупномасштабной структуры Вселенной и космического микроволнового фона объединилось, чтобы положить начало Большому Взрыву. Хотя космический микроволновый фон (реликтовое излучение) был обнаружен только в середине 1960-х годов, внимательный наблюдатель мог бы обнаружить его в самых неожиданных местах: например, в старом телевизоре.

Реликтовое излучение - это космическое микроволновое фоновое излучение, возникшее в ранней Вселенной вскоре после Большого взрыва

Тот факт, что галактики на разных расстояниях проявляют разные свойства, был первой подсказкой для исследователей, которая и привела их к идее Большого Взрыва. Однако наиболее важные доказательства, подтверждающие это эпохальное событие, появились только в середине 1960-х годов.

Чтобы понять, как все устроено, необходимо понять, что такое реликтовое излучение (космическое фоновое микроволновое излучение). Сегодня, первым что бросается в глаза во воемя изучения Вселенной, являются галактики, а точнее их несметное количество: ученым видно приблизительно 2 триллиона. И это согласно лучшим современным оценкам. Галактики в непосредственной близости к Млечному Пути очень похожи между собой: их заполняют звезды, похожие на звезды в нашей собственной галактике. Но что на счет законов физики?

Старый телевизор вполне может пригодиться

Логично предположить, что законы физики в других галактиках такие же как в нашей. Их звезды также должны состоять из протонов, нейтронов и электронов, а их атомы подчинялись бы тем же квантовым законам, что и атомы в Млечном Пути. Однако есть небольшая разница в освещении, которое мы получаем. Вместо тех же атомных спектральных линий, которые мы находим здесь, дома, свет от звезд в других галактиках показывает смещенные атомные переходы.

Каждый элемент во Вселенной имеет свой собственный уникальный набор атомных переходов, которые соответствует определенному набору спектральных линий. Мы можем наблюдать эти линии в галактиках, отличных от нашей собственной, но хотя картина та же самая, линии, которые мы наблюдаем, систематически смещены относительно линий, которые мы создаем с атомами на Земле. Эти сдвиги уникальны для каждой конкретной галактики, но все они следуют определенной схеме: чем дальше находится галактика (в среднем), тем больше смещение ее спектральных линий в сторону красной части спектра. Чем дальше мы смотрим, тем больше сдвигов мы видим.

Еще больше по теме: Что ученым известно о возрасте и расширении Вселенной?

Спектральные линии

Спектральные линии возникают, когда световые волны определенных цветов поглощаются. Как пишет Forbes, свет может быть смещен, потому что эти галактики быстро отдалялись от Большого взрыва. Первоначальные наблюдения Хаббла за расширением Вселенной в 1929 году последовали впоследствии… [ + ] более подробные, но и неопределенные наблюдения. График Хаббла ясно показывает соотношение красного смещения и расстояния с превосходящими данными по сравнению с его предшественниками и конкурентами; современные эквиваленты идут гораздо дальше. Заметим, что особые скорости всегда присутствуют, даже на больших расстояниях, но что общая тенденция, связывающая расстояние с красным смещением, является доминирующим эффектом.

Теория Большого взрыва основная космологическая модель Вселенной

Этот последний пункт оказался в полном согласии с нашими наблюдениями и помог нам понять, что с течением времени расширяется сама ткань пространства. Причина, по которой свет становится краснее, чем дальше мы смотрим, заключается в том, что Вселенная расширяется с течением времени, и свет внутри этой вселенной получает свою длину волны, растянутую расширением. Чем дольше свет путешествовал, тем больше красное смещение из-за расширения. Когда мы движемся вперед во времени, излучаемый свет смещается к большим длинам волн, которые имеют более низкие температуры и меньшие энергии. Но это означает, что если мы посмотрим на Вселенную противоположным образом представив ее такой, какой она была в далеком прошлом, — мы увидим свет с меньшими длинами волн, с более высокими температурами и большими энергиями. Чем дальше вы экстраполируете, тем горячее и энергичнее должно быть это излучение.

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

По мере того как ткань Вселенной расширяется, длины волн любого присутствующего излучения будут растягиваться. Это верно как для гравитационных волн, так и для электромагнитных волн; любая форма излучения имеет свою длину волны растянутой (и теряет энергию) по мере расширения Вселенной. По мере того как мы углубляемся в прошлое, излучение должно появляться с более короткими длинами волн, большими энергиями и более высокими температурами.

Хотя это был захватывающий теоретический скачок, ученые (начиная с Джорджа Гамова в 1940-х годах) начали экстраполировать это свойство все дальше и дальше, пока не был достигнут критический порог в несколько тысяч Кельвинов. В этот момент, как следовало из рассуждений, присутствующее излучение будет достаточно энергичным, чтобы некоторые из отдельных фотонов могли ионизировать нейтральные атомы водорода: строительный блок звезд и первичное содержимое нашей Вселенной.

Смотреть на звезды сегодня можно сидя на диване

Когда вы переходите из вселенной, которая была выше этого температурного порога, в ту, которая была ниже его, Вселенная переходит из состояния, которое было заполнено ионизированными ядрами и электронами, в состояние, заполненное нейтральными атомами. Когда материя ионизирована, она рассеивается от излучения; когда материя нейтральна, излучение проходит прямо через эти атомы. Этот переход знаменует собой критический момент в прошлом нашей Вселенной.

Это интересно: Расплетая радугу как тайны света привели человечество к открытию темной материи?

После образования нейтральных атомов, вследствие охлаждения Вселенной ниже определенного критического порога, фотоны света движутся по прямой линии, на которую влияет только длина волны расширения пространства. Впечатляющая реализация этого сценария заключается в том, что сегодня это излучение остыло бы от нескольких тысяч Кельвинов до всего лишь нескольких градусов выше абсолютного нуля, поскольку Вселенная должна была расшириться где-то от сотни до нескольких тысяч раз с той эпохи. Она и сегодня должна оставаться фоном, приходящим к нам со всех сторон в пространстве. Он должен иметь определенный набор спектральных свойств: распределение абсолютно черного тела. И он должен быть обнаружен где-то в диапазоне от СВЧ до радиочастот.

Помните, что свет, каким мы его знаем, — это гораздо больше, чем просто видимая часть, к которой чувствительны наши глаза. Свет приходит в различных длинах волн, частотах и энергиях. То, что было ультрафиолетовым, видимым и инфракрасным светом миллиарды лет назад, становится микроволновым и радио излучением.

Подробнее..

10 самых важных экспериментов, изменивших наш мир

19.07.2020 14:06:53 | Автор: admin

Эксперименты бывают разные.

Чего только не сотворили ученые и исследователи во благо науки. Какие только безумные эксперименты они не ставили, чтобы открыть что-то новое. Все это сейчас может вызывать улыбку или, наоборот, недоумение из-за странности происходившего, но тогда это было действительно важно, а о том, что это будет странно, никто и не догадывался. Тем не менее многим из таких экспериментов мы обязаны тем, что сейчас у нас есть. В этой статье вам предлагается подборка самых странных, необычных, крутых и очень важных исследований, которые когда-либо проводились. Возможно, они привели к открытию того, чем вы пользуетесь в обычной жизни.

Научные эксперименты

Даже мы, простые люди, каждый день ставим эксперименты, результат которых влияет на нашу жизнь. Например, что будет, если погреть котлеты в микроволновке не 40, а 50 секунд? Или что будет, если поехать домой не так, а вот так, будет ли это быстрее? Как не странно, это тоже эксперименты, которые помогают нам понять мир. Примерно тем же занимаются ученые.

Самые удачные эксперименты меняют многое и остаются в истории. Можно сказать, что это нерукотворный памятник нашему пытливому уму и стремлению человечества двигаться вперед и покорять новые научные вершины.

Ниже я приведу примеры удачных экспериментов и даже один научный провал, который покажет, что не все всегда идет так, как задумано, даже если изначально эксперимент был очень крутым.

В Австралии открыто новое животное, но оно уже вымерло.

Измерение мира Эратосфеном

Это исследование было проведено в конце третьего века до нашей эры энтузиастом — ученым по имени Эратосфен, родившимся в 276 году до н.э. в Кирене (греческое поселение на территории современной Ливии).

Эратосфен постоянно переключался с одного на другое, так как был очень увлекающимся человекам. При этом он работал библиотекарем в знаменитой Александрийской библиотеке. Именно там он провел свой знаменитый эксперимент. Он слышал, что в городе Сиене на реке Нил (современный Асуан) полуденное солнце светило прямо, не отбрасывая тени, в день летнего солнцестояния. Заинтригованный Эратосфен измерил тень, отбрасываемую вертикальной палкой в Александрии в тот же день и время. Он определил, что угол солнечного света там составляет 7,2 градуса или 1/50 от круга в 360 градусов.

Вклад Эратосфена в географию нельзя переоценить.

Греки знали, что Земля сферическая. Эратосфен решил, что зная расстояние между двумя городами и то, что угол тени составляет 1/50 от полной окружности, можно перемножить эти два значения и получить длину окружности Земли. В итоге, он получил цифру 45 700 километров. Реальная длина окружности составляет примерно 40 000 километров.

Читывая точность измерительных приборов того времени и то, что расстояние между городами было определено с погрешностью, можно сказать, что его вывод оказался очень даже точным, а отклонение не такое уж и большое. Именно он, увлекаясь подобными измерениями, придумал науку географию, отцом которой его считают до сих пор.

Секреты долголетия: окружающая среда, гены и география

Кто открыл пульс и течение крови

О крови и о том, как она течет внутри живых организмов, говорили многие, включая Галена — греческого врача-философа, теория которого просуществовала около полутора тысяч лет. Но только в 1628 году была опубликована иная теория, которая изменила все.

Опубликовал ее Уильям Харви, который был королевским врачом при дворе Джеймса I. Такая работа давала ему время и деньги на исследования, которыми он с удовольствием занимался, иногда ставя очень странные и даже жуткие эксперименты.

Кровь — основа организма. И ее изучение очень важно.

Например, Харви публично нарезал животных, чтобы показать, что внутри них очень мало крови. Также он проводил эксперименты на змеях, показывая, что если зажать сосуды, которые ведут к сердцу, то оно сжимаемся и белеет, а если те, которые из него выходят, то оно распухает. Так он доказал течение крови через сердце.

Он также ставил эксперименты на добровольцах. В частности, перекрывая ток крови к конечностям, чтобы понять, как она циркулирует по организму человека.

Какие опасные вещества попадают в кровь вместе с кремами от загара?

В результате своих исследований он сделал вывод, что кровь течет по двум кругам, формируется в печени из еды, которую люди едят, и обязательно проходит через легкие, насыщаясь духом. Но в любом случае, она двигается по всему телу, заходя даже в самые удаленные его уголки.

Это сейчас мы знаем, что кровь течет через легкие. Когда-то этого не знали.

Свою теорию он опубликовал в 1628 году в книге De Motu Cordis (Движение сердца). Его подход, основанный на фактических данных, изменил медицинскую науку, и сегодня он признан отцом современной медицины и физиологии.

Кто открыл генетику

Ребенок всегда похож на родителей — от небольшого сходства до полноценной копии. Многие люди во все времена задавались вопросом, зачем это нужно.

Ответы на эти вопросы стали появляться примерно 150 лет назад от ученого, родившегося на территории нынешней Чешской республики в 1822 году. У родителей Грегора Менделя не было денег на образование детей и в 1843 году он присоединился к августинскому ордену, монашеской группе, которая делала упор на исследования и обучение.

Первое генетическое исследование шизофрении среди африканцев выявило редкие мутации. Но что это значит?

Укрывшись в монастыре в Брно, застенчивый Грегор сразу начал интересоваться наукой. Сначала он пробовал скрещивать цветы, получая новые оттенки и форму лепестков. Особенно его привлекали фуксии. Потом он переключился на горох, тщательно документируя свои опыты и доказав, что при скрещивании зеленого и желтого гороха всегда получается желтый. Однако скрещивание этих двух желтых потомков периодически снова выдавало зеленый горох.

К генетике пришли через растения.

Он опередил свое время. Его исследованиям уделялось мало внимания в свое время, но спустя десятилетия, когда другие ученые обнаружили и воспроизвели эксперименты Менделя, они стали рассматриваться как прорыв.

Гениальность экспериментов Менделя заключалась в том, что он сформулировал простые гипотезы, которые очень хорошо объясняют некоторые вещи, вместо того, чтобы сразу решать все сложности наследственности. Так он заложил основы генетики и дал современным ученым отличную базу для развития.

Как открыли цветовые спектры света

Исаак Ньютон во время вспышки чумы в его студенческом городке пережидал эпидемию в другом месте и часто заходил на местный рынок, где раздобыл детскую игрушку в виде призмы. Она просто показывала, что в нее входит свет, а на выходе получается радуга. Это было все, что она могла дать, но Ньютон начал изучать ее более внимательно и сделал важное открытие.

Он доказал, что привычный свет разбивается на цветовые спектры. Это открытие позволило создать науку под названием оптика, являющуюся неотъемлемой частью современной физики.

Чтобы доказать, что дело было не в призме, он пропускал свет через одну призму, а один из выделенных цветовых потоков — через другую. Он не менял свой цвет, значит дело было не в призме и она не могла изменить проходящий через нее свет, окрасив его.

Все пользовались этими призмами, но никто не думал, как они работают.

В оригинальной статье 1672 года Ньютон недостаточно полно описал установку, с которой он работал, поэтому его современники изо всех сил старались повторить эксперимент, но им это не удавалось. Впрочем, результаты никто не ставил под сомнение, так как они были очень убедительными.

Ньютон творил много странных вещей, включая углубление в библейскую нумерологию, оккультизм и втыкание иголок в свои веки, но все это не помешало ему сделать много важных открытий и увековечить свое имя в истории.

Как солнечный свет влияет на продуктивность человека?

Как распространяются световые волны

Если что-то сказать, то за счет вибрации воздуха звук передается в уши слушателя. Если бросить камень, то по воде идут волны, но у них всегда есть среда, в которой они движутся. Свет проходит и через воздух, и через воду, и даже через вакуум.

Именно это и вызывало вопросы в конце 19-го века. Никто не понимал, почему нет среды, но есть движение света. Единственным объяснением было существование светоносного эфира.

Работая вместе в Университете Западного Кейса в Огайо, Альберт Майкельсон и Эдвард Морли намеревались доказать существование этого эфира. То, что у них получилось, является возможно самым известным неудавшимся экспериментом в истории.

Альберт Майкельсон.

Гипотеза ученых заключалась в следующем: когда Земля вращается вокруг Солнца, она постоянно проходит сквозь эфир, создавая эфирный ветер. Когда путь светового луча движется в том же направлении, что и ветер, свет должен двигаться немного быстрее по сравнению с движением против ветра.

В начале 1880-х годов Майкельсон изобрел тип интерферометра, инструмента, который объединяет источники света. Интерферометр Майкельсона излучает свет через одностороннее зеркало. Свет разделяется на две части и получающиеся лучи движутся под прямым углом друг к другу. Через некоторое время они отражаются от зеркал назад к центральному месту встречи. Если световые лучи приходят в разное время из-за какого-то искажения (скажем, от эфирного ветра), они создают характерную интерференционную картину.

Исследователи защитили свой прибор от вибраций, поместив его на твердую плиту из песчаника, и изолировали его в подвале здания кампуса. Майкельсон и Морли медленно поворачивали плиту, ожидая увидеть интерференционные картины, когда световые лучи синхронизируются с направлением эфира, но скорость света не менялась.

Что такое миражи и как они появляются?

В итоге эксперимент провалился, но ученые не сдавались и в 1907 году Майкельсон стал первым американцем, получившим Нобелевскую премию за исследования на основе оптических приборов. А сомнения в теории эфира положили начало исследованиям многих других ученых. В том числе именно это косвенно привело к открытию Альбертом Эйнштейном теории относительности.

Эксперимент Марии Кюри

Мария Кюри является одной из немногих женщин, имена которых отмечены в больших экспериментах.

Родившись в 1867 году в Варшаве, она иммигрировала в Париж в возрасте 24 лет, чтобы получить возможность продолжить изучение математики и физики. Там она познакомилась и вышла замуж за физика Пьера Кюри. При всем ее таланте и способностях, она бы, скорее всего, не закрепилась в научных кругах, если бы не он. При этом именно она выдвигала основные идеи в той области, в которой они делали открытия.

Для своей докторской диссертации в 1897 году Мари начала исследовать новомодный вид излучения, похожий на рентгеновские лучи и обнаруженный всего годом ранее. Используя прибор, называемый электрометром, созданный Пьером и его братом, Мари измерила таинственные лучи, испускаемые торием и ураном. Независимо от минералогического состава элементов (один был желтым кристаллом, а второй — черным порошком) интенсивность излучения менялась исключительно в зависимости от количества самого элемента.

Мария Кюри — одна из главных женщин в науке.

Кюри пришла к выводу, что радиоактивность — термин, который она придумала — была неотъемлемым свойством отдельных атомов, вытекающим из их внутренней структуры. До этого момента ученые считали атомы элементарными и неделимыми. Мари открыла дверь для понимания материи на более фундаментальном, субатомном уровне.

Кюри была первой женщиной, получившей Нобелевскую премию в 1903 году, и одной из немногих людей вообще, получивших вторую Нобелевскую премию в 1911 году (за ее более поздние открытия элементов радия и полония).

Важное открытие: яйца динозавров не были покрыты скорлупой

Что такое собака Павлова

Наверное, этот эксперимент является самым нарицательным и слова собака Павлова часто применяют, когда говорят о какой-либо привычке.

Российский физиолог Иван Павлов даже получил Нобелевскую премию в 1904 году за свою работу с собаками, исследуя, как слюна и желудочный сок переваривают пищу. Исследование может показаться странным и малозначительным, но именно оно дало ответы на многие вопросы, касающиеся пищеварения.

Павлов и его ученики провели эксперимент с группой собак. Одним сначала показывали еду, а потом кормили их, а вторая группа присоединилась на более поздней стадии эксперимента. В результате выяснилось, что те собаки, которые знали, что после того, как они видели еду, они ее получат, начинали вырабатывать слюну и желудочный сок заранее. Вторая группа не показывала такого результата.

Павлов много экспериментировал с собаками.

Позже эксперимент повторяли с символами, которые собаки видели перед кормлением. Например, загорающийся свет. В итоге было выяснено, что выработка слюны и желудочного сока является рефлекторной и не зависит от сознательных действий.

Так же эксперимент показал, что рефлексы могут быть условными и безусловными. То есть не все рефлексы зашиты в организм изначально и могут приобретаться по мере развития. Попытка отказаться от таких приобретенных рефлексов сейчас лежит в основе многих видов терапии.

Когда люди начали использовать собак для передвижения?

Является ли электрон частицей заряда

Двадцатый век стал для физики бурным временем: в течение чуть более десяти лет мир познакомился с квантовой физикой, специальной теорией относительности и электронами — первым доказательством того, что атомы имеют делимые части.

Надо было понять, являются ли электроны носителями заряда. Тут к делу и подключился Роберт Милликан, который до этого не добился особых высот в физике.

В своей лаборатории в Чикагском университете он начал работать с контейнерами с густым водяным паром, называемыми облачными камерами, и изменять напряженность электрического поля внутри них. Облака капель воды образовывались вокруг заряженных атомов и молекул, прежде чем спуститься под действием силы тяжести. Регулируя напряженность электрического поля, он мог замедлить или даже остановить падение капель, противодействуя гравитации с помощью электричества.

Пойди разберись с этими электронами.

Позже Милликан и его ученики поняли, что с водой работать сложно, так как она быстро испаряется. В итоге они перешли на масло, которое разбрызгивалось при помощи распылителя от духов.

Все более изощренные эксперименты с каплями масла в конечном итоге определили, что электрон действительно представляет собой единицу заряда. Они оценили его значение с большой точностью. Это был переворот для физики элементарных частиц

Как работают солнечные батареи

Как частицы образуют волны

Как думаете, свет — это частица или волна? Многие ученые остановились на том, что свет — это частица, основываясь на экспериментах Ньютона с призмами. Но доказательства Томаса Янга разрушили это убеждение.

Янг интересовался всем — от египтологии (он помог расшифровать Розеттский камень) до медицины и оптики. Чтобы исследовать сущность света, в 1801 году Янг подготовил эксперимент. Он проделал две тонкие щели в непрозрачном объекте, пропустил сквозь них солнечный свет и наблюдал, как лучи отбрасывают ряд ярких и темных полос на экране. Разные участки Янг объяснял тем, что свет распространяется волнообразно, как рябь на пруду, с гребнями и впадинами от разных световых волн, усиливающими и компенсирующими друг друга.

Розеттский камень плита из гранодиорита, которую нашли в 1799 году в Египте недалеко от города Розетта, рядом с Александрией. На нем были выбиты три идентичные по смыслу текста, в том числе два на древнеегипетском языке.

Хотя современные физики в начале отвергли выводы Янга, повторение его экспериментов с двумя щелями показало, что частицы света действительно движутся, как волны. Дальнейшие эксперименты доказывали, что такое распространение света возможно только в том случае, если частицы движутся, как волны. Это открытие и его особенности в том числе лежат в основе квантовой физики.

Свет тоже состоит из волн.

Доказательство процветания биологических видов

К 1960-м годам экологи пришли к соглашению, что среды обитания процветают главным образом благодаря разнообразию видов в них. Считалось, что изменение соотношения представителей этих видов не приводит к изменению всей среды обитания. Но Роберт Пейн был с этим не согласен.

Пейн провел свои эксперименты, связанные с исключением морских звезд из приливных бассейнов вдоль побережья штата Вашингтон. Оказалось, что уничтожение этого единственного вида может дестабилизировать целую экосистему.

В этой экосистеме важна каждая рыбка.

Без морских звезд их добычу начали поглощать мидии, сильно увеличивая свою популяцию. Это приводило к тому, что они начали вытеснять водоросли и занимать их место. В итоге вся экосистема превратилась просто в рассадник мидий.

Открытие Пейна оказало большое влияние на сохранение видов живых организмов, доказав, что надо сохранять не отдельные виды, а целые экосистемы.

Так открытие Пейна перевернуло взгляд на всю систему взаимодействия живых организмов. Он умер в 2016 году и в последние годы много работал над изучением влияния человека на исчезновение видов, в том числе и за счет глобального потепления.

Расскажите, какое открытие заинтересовало вас больше всего.

Подробнее..

Физики полагают, что наша цивилизация падет в течение десятилетий. Но почему?

16.08.2020 14:19:31 | Автор: admin

Если не остановить обезлесение, наш цивилизация падет в течение 40 лет

В разгар глобального кризиса здравоохранения нам всем не хватает хороших новостей. Но реальность такова, что новостей тревожных сегодня больше и их нельзя игнорировать. Еще каких-то 30-40 лет назад наши родители с оптимизмом и уверенностью смотрели в будущее, но мы с вами не можем себе этого позволить по целому ряду причин, первой и важнейшей из которых является изменение климата. Хотим мы этого или нет, но мир стоит на пороге экологической катастрофы именно такие слова в интервью с Владимиром Познером произнес выдающийся интеллектуал современности, лингвист Ноам Хомский. Его слова подтверждает новая работа физиков-теоретиков, опубликованная в журнале Nature Scientific Reports, согласно которой вероятность гибели человеческой цивилизации в результате обезлесения составляет 90%.

Леса Земли

Ну что ж, пришла пора поговорить о будущем планеты. Физики из Института Алана Тьюринга в Лондоне и университета Тарапаки в Чиле провели пару статистических исследований в ходе которых пришли к выводу о том, что безудержное потребление ведет человечество к «быстрому катастрофическому коллапсу», который может произойти в ближайшие два четыре десятилетия. Безусловно, это теоретическая работа, имеющая ряд ограничений например, неизменность вырубки лесов и потребления ресурсов планеты, однако к ее выводам стоит прислушаться и вот почему.

В прошлом, еще до того как один вид животных стал доминирующим на нашей планете (речь идет о Homo Sapiens), леса покрывали по меньшей мере 60 миллионов квадратных километров суши. Однако в настоящий момент менее 40 миллионов квадратных километров Земли можно назвать лесистой местностью.

Расчеты показали, что при сохранении нынешних темпов роста населения и потребления ресурсов, в частности лесных, наша цивилизация находится всего в нескольких десятилетиях до необратимого краха.

Жерардо Акино (Gerardo Aquino) и Мауро Болонья (Mauro Bologna), авторы научной работы.

С исследователями трудно не согласиться плотность леса, или же нынешнее отсутсвие таковой, является катастрофической. Лесные пожары в Бразилии и Сибири, о чем мы рассказывали ранее, ускорили и без того стремительный и опасный процесс обезлесения. Сравнивая темпы вырубки лесов с темпами потребления человечества, Болонья и Акино определили, что даже по самым оптимистичным оценкам существует 90% вероятность того, что наш вид в течение десятилетий канет в небытие.

Вырубка лесов Амазонки выросла на рекордные 25% в первой половине 2020 года.

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

Отмечу, что в последние несколько десятилетий дискуссия об изменении климата приобрела глобальное значение, что отразилось на национальной и глобальной политике. В качестве возможных причин наблюдаемых изменений ученые рассматривают ряд факторы, обусловленных деятельностью человека: чаще других упоминаются загрязнение воды и воздуха (главным образом парниковый эффект), а также вырубка лесов. Хотя степень человеческого вклада в парниковый эффект и температурные изменения все еще остается предметом обсуждения, обезлесение является неоспоримым фактом.

Вымирание человечества

Основываясь на текущих темпах потребления ресурсов и наилучшей оценке технологического роста, результаты проведенного исследования показывают, что если в ближайшие годы ничего не изменится речь идет о вырубке лесов, добыче ископаемого топлива, загрязнении планеты пластиковыми отходами и др. вероятность нашей цивилизации выжить составляет менее 10%. И это по самой оптимистичной оценке. В то время как большое внимание уделялось тому, каким образом парниковые газы способствовали гибели нашего вида, Акино сосредоточил математические модели на неоспоримом факте обезлесения, вызванного деятельностью человека.

Отмечу, что целью настоящей работы является не предсказание ужасного будущего (как вы могли подумать), а как раз наоборот исследователи хотели понять, что можно сделать, чтобы избежать самоуничтожения. Исследователи ввели в переменные небезызвестный «парадокс Ферми», который относится к теоретическому обсуждению существования внеземных, разумных цивлизаций. Подробнее о том, одиноки ли мы во Вселенной, я писала в этой статье.

Самые оптимистичные прогнозы предрекают нашей цивилизации не более 20-40 лет жизни.

Читайте также: 11 тысяч ученых предупреждают: изменение климата может нас уничтожить

Одним из аспектов этого дискурса является идея о том, что саморазрушение, вызванное неустойчивой эксплуатацией окружающей среды, может быть неизбежностью разумной жизни и, следовательно, потенциальной причиной, по которой мы до сих пор не встретились с нашими галактическими соседями. Во избежание самоуничтожения инопланетное общество должно было отдать приоритет «культуре потребления», что авторы научной работы справделиво считают маловероятным, основываясь на человеческом опыте.

Исследователи отмечают, что даже если бы разумные формы жизни были распространенным явлением во Вселенной, лишь очень немногие из них смогли бы достичь достаточного технологического уровня развития, чтобы заселить собственную Солнечную систему, прежде чем рухнуть из-за чрезмерного потребления ресурсов. Выходит, ответ на вопрос «где все?» может быть печальным. А что вы думаете по этому поводу? Ответ будем ждать здесь, а также в комментариях к этой статье.

Подробнее..

Что такое бозон Хиггса и почему ученые хотели его открыть

27.08.2020 00:12:52 | Автор: admin

В основе основ всегда есть что-то. Вопрос в том, как это найти.

Многие что-то где-то слышали про бозон Хиггса, а некоторые даже пробовали разобраться в вопросе того, что это такое. В итоге, объяснение данного процесса такое сложное, что понять все это не так легко. Мы просто знаем, что это важно, и все. Хотя иногда даже складывается ощущение, что ученые от нас что-то скрывают, и на самом деле аппаратура на миллиарды долларов, включая Большой адронный коллайдер, просто не нужна. Конечно, это не так, и физики сделали большое открытие (и продолжают делать новые), вот только надо понимать, даст ли это что-то нам с вами. Я имею в виду простых людей, которым интересно прочитать и удивиться, сколько денег потратили на новую лабораторию, но куда интереснее получить от этого какие-то преимущества. Давайте попробуем понять, светит ли нам мир во всем мире и будет в наших домах теплей от обнаружения бозона Хиггса. Да и вообще, что это такое.

Что такое бозон Хиггса

Прежде, чем рассказывать, чем является одно из самых важных открытий современной физики, надо дать этому определение. Желательно сделать это простым языком, а не так, чтобы его поняли только дипломированные физики. Этим и займемся.

Сделать это совсем просто — не просто. Еще в начале девяностых годов прошлого века в разных научных сообществах даже учреждались премии, которые должны были стимулировать ученых придумывать простые объяснения главной частицы всех теорий. Получалось так себе, но версии были очень разные.

Физики отчаянно хотят, чтобы бозон Хиггса был ошибкой

Например, одна из версий абстрактно сравнивала ситуацию с вечеринкой. Приводилась в пример группа людей, которая присутствует на каком-либо мероприятии, куда в какой-то момент заходит известный человек. Для наглядности можно даже сказать знаменитый. В итоге, некоторые люди в помещении начинают перемещаться в его сторону и идут за ним, так как хотят с ним пообщаться.

Во время такого следования толпа может разбиваться на небольшие группы, которые, допустим, будут обсуждать какие-то новости или сплетни. Постепенно они начнут передавать сплетню друг другу и начнут образовывать уплотнения.

Физики наконец-то увидели, на что распадается бозон Хиггса

В этом объяснении помещение является полем Хиггса, знаменитость является частицей, движущейся в поле, а группы людей будут представлять из себя возмущения этого поля. Ничего не понятно? Согласен! Но ведь это одно из самых простых объяснений. Если вы можете более просто объяснить, что такое бозон Хиггса, расскажите об этом в нашем Telegram-чате. Может у вас получится.

Где-то тут должна ходить знаменитость и тогда мы поймем, что такое бозон Хиггса. Или нет…

Существует ли бозон Хиггса

Бозон Хиггса является фундаментальной частицей Стандартной модели. До недавнего времени найти ее было невозможно. При этом существование такой частицы физики предсказывали еще в шестидесятые годы прошлого века. У них не было оборудования, которое позволяло бы доказать существование таких частиц, и им нужен был инструмент, который создали только существенно позже. Произошло это в 2008 году, когда в ЦЕРНе (Европейский совет ядерных исследований) появился Большой адронный коллайдер.

Стандартная модель является теоретической конструкцией, применяемой в физике элементарных частиц. Она описывает электромагнитное взаимодействие всех элементарных частиц (слабое и сильное). Стандартная модель не описывает некоторые стороны физики, например, темную материю. Именно поэтому ее нельзя называть теорией всего. Картинка стандартной модели полностью сложилась, когда открыли бозон Хиггса.

Почему бозон Хиггса называют частицей Бога

С 2008 год ученые подкованы поисках Частицы Бога (одно из названий бозона Хиггса). Так ее называют по предложению Леона Ледермана, который был нобелевским лауреатом и выпустил книгу с заголовком, начинающимся с этих слов. Хотя самому ученому больше по душе было название Проклятая частица, но оно как-то не прижилось.

Благодаря этому американскому ученому бозон Хиггса стали называть именно так.

Как говорится, хоть чертом лысым назови, но частицу в итоге нашли и произошло это в 2012 году. Помог в обнаружении как раз тот самый Большой адронный коллайдер. При этом после обнаружения ученые сообщили об этом, но не торопились делать поспешных выводов и выступали очень осторожно. В первые дни после эксперимента ученые говорили, что они только нашли элементарную частицу, похожую на бозон Хиггса.

Что даст обнаружение частицы Бога

Немного абсурдный пример. Какое-нибудь насекомое живет под землей и никогда не вылезает на поверхность, но догадывается, что небо синее (вот такое умное насекомое). Потом оно видит синий цвет и понимает, какое на самом деле небо, и что оно было право. Вот только изменит ли это что-то с точки зрения самого неба? Конечно, нет. Оно как было синим, так и осталось, а насекомое, как жило под землей, так и продолжило там жить.

Почему наша Вселенная такая странная и существуют ли законы физики?

Примерно так же дела обстоят и с бозоном Хиггса. Он не позволит начать нам путешествовать во времени, не поспособствует созданию вечного двигателя и не станет основной лекарства от всех болезней. По сути его обнаружение просто подтвердило предполагаемые принципы взаимодействия частиц и свело воедино все утверждения Стандартной теории. Возможно, из-за его появления вопросов в других областях физики, наоборот, станет только больше.

Визуализаций поиска бозона Хиггса очень много.

Где можно применить бозон Хиггса

На практике применение бозона Хиггса пока невозможно, да и не понятно, где его применять. Зато он важен для фундаментальной физики. Ну, хотя бы он не привел к концу света, о котором говорили многие скептики. Были даже теории о том, что столкновение частиц в Большом адронном коллайдера может породить черную дыру, которая поглотит всю нашу Солнечную систему. А Дэн Браун в своей известной книге Ангелы и демоны сделал основной сюжета охоту за антивеществом, которое злоумышленники похитили в ЦЕРН.

Бозон Хиггса: портал в темный мир?

В итоге у нас (у человечества) есть бозон Хиггса и Большой адронный коллайдер в центре Европы, стоимость строительства которого превысила 10 миллиардов долларов. Практической пользы для простых людей чуть меньше, чем нет совсем, но звучит вся эта история интересно. Ну, хоть физики довольны — может найдут применение своей находке.

Подробнее..

Парадокс Вигнера что нужно знать о двойственности реальности?

02.09.2020 22:08:51 | Автор: admin

Причуды квантовой механики наблюдатель за наблюдателями

Квантовая механика странная, она противоречит здравому смыслу. Результаты исследования, проведенного в 2019 году показали, что итоги различных процессов в квантовом мире зависят от наблюдателя. Еще в 1960-х гг. американский физик венгерского происхождения Юджин Вигнер усложнил знаменитый мысленный эксперимент кота Шредингера, в котором кошка оказывается запертой в коробке с ядом, который высвобождается при распаде радиоактивного атома. Радиоактивность это квантовый процесс, поэтому история гласит, что атом в коробке и распался и не распался одновременно, оставив несчастное животное в подвешенном состоянии между жизнью и смертью так называемой квантовой суперпозиции. Но каково это, быть одновременно живым и мертвым?

Парадокс Вигнера усложненный эксперимент кота Шредингера. Вигнер ввел категорию "друзей" в результате чего кот в коробке остается жив.

Квантовый парадокс

Представьте человека, запертого в лаборатории и измеряющего квантовую систему. Вигнер утверждал, что абсурдно говорить, что он существует в суперпозиции (так как одновременно видит и не видит распад атома), пока дверь лаборатории закрыта. Мысленный эксперимент показывает, что вещи могут стать очень странными, если наблюдатель наблюдает за наблюдателями.

Квантовый физик из университета Гриффита в Брисбене (Австралия) Нора Тишлер и ее коллеги провели версию эксперимента Вигнера, объединив классический мысленный эксперимент с другой квантовой теорией квантовой запутанностью феноменом, связывающим частицы на огромных расстояниях. Исследователи также вывели новую теорему, которая накладывает самые сильные ограничения на фундаментальную природу реальности. Работа опубликована в журнале Nature Physics.

Издание Scientific American приводит слова физика-теоретика Эфраима Штейнберга из университета Торонто, который не принимал участия в исследовании, о том, что новая работа является «важным шагом вперед в области экспериментальной метафизики.»

Пока за квантовой системой не наблюдают, она не обязательно будет обладать определенными свойствами.

Это интересно: Физики придумали как спасти кота Шредингера

Квантовая вероятность

До 1920-х годов физики с уверенностью предсказывали результаты экспериментов. Но квантовая теория, по-видимому, изначально вероятностна: до тех пор, пока свойства системы не будут измерены, они могут охватывать мириады значений. Эта суперпозиция коллапсирует в одно состояние только при наблюдении за системой, и физики не могут точно предсказать, каким будет это состояние. Вигнер придерживался популярной тогда точки зрения, что сознание каким-то образом вызывает коллапс суперпозиции. Таким образом, его гипотетический друг определит результат, когда он или она произведут измерения и Вигнер никогда не увидит его или ее в суперпозиции.

С тех пор эта точка зрения вышла из моды. «Люди, занимающиеся основами квантовой механики, быстро отвергают точку зрения Вигнера как призрачную и неопределенную, потому что она делает наблюдателей особенными»,-говорит Дэвид Чалмерс, философ и когнитивист из Нью-Йоркского университета. Сегодня большинство физиков сходятся во мнении, что неодушевленные объекты могут вывести квантовые системы из суперпозиции с помощью процесса, известного как декогеренция.

Конечно, исследователи, пытающиеся манипулировать сложными квантовыми суперпозициями в лаборатории могут обнаружить, что их тяжелая работа разрушается быстрыми частицами воздуха, сталкивающимися с их системами. Поэтому они проводят испытания при ультракоротких температурах и пытаются изолировать аппараты от вибраций.

Еще больше увлекательных статей о том, как устроена наша Вселенная, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.

Отмечу, что за последние десятилетия появилось несколько конкурирующих интерпретаций, наиболее экзотической из которых является точка зрения «многих миров», согласно которой всякий раз, когда вы делаете квантовое измерение, реальность разрушается, создавая параллельные вселенные. Таким образом, друг Вигнера разделился бы на две копии и действительно смог бы измерить нахождение в суперпозиции вне лаборатории.

Альтернативная «Бомовская» теория (названная в честь физика Дэвида Бома) гласит, что на фундаментальном уровне квантовые системы действительно обладают определенными свойствами; мы просто недостаточно знаем об этих системах, чтобы точно предсказать их поведение. Другая интригующая интерпретация называется ретрокаузальностью. Согласно ей события в будущем влияют на прошлое.

Проблема в том, что каждая интерпретация одинаково хороша или плоха в предсказании результатов квантовых тестов, поэтому выбор между ними дело вкуса. Никто не знает, что это за решение. Мы даже не знаем, является ли список возможных решений, которыми мы располагаем, исчерпывающим.

Квантовая физика похожа на магию

Другие модели, называемые теориями коллапса, действительно дают проверяемые предсказания. Эти модели опираются на механизм, который заставляет квантовую систему коллапсировать, когда она становится слишком большой, одновременно объясняя, почему кошки, люди и другие макроскопические объекты не могут находиться в суперпозиции. Ведутся эксперименты по поиску сигнатур таких коллапсов, но пока исследователи ничего не нашли. Квантовые физики также помещают все более крупные объекты в суперпозицию: в 2019 команда в Вене сообщила, что делает это с молекулой в 2000 атомов.

Большинство квантовых интерпретаций гласят, что нет никаких причин, по которым эти усилия по сверхразмерным суперпозициям не должны продолжаться вечно, предполагая, что исследователи могут разработать правильные эксперименты в первозданных лабораторных условиях, чтобы избежать декогеренции.

Теории коллапса, однако, утверждают, что однажды будет достигнут предел, независимо от того, насколько тщательно подготовлены эксперименты.

Наблюдатель за наблюдателями

Тишлер и ее коллеги были вдохновлены новой волной теоретических и экспериментальных работ, которые исследовали роль наблюдателя в квантовой теории, привнося запутанность в классический эксперимент Вигнера. Предположим, вы берете две частицы света или фотоны, которые поляризованы таким образом, что могут вибрировать горизонтально или вертикально. Фотоны также могут быть помещены в суперпозицию вибрирующих как горизонтально, так и вертикально одновременно, точно так же, как парадоксальный Кот Шредингера может быть как живым, так и мертвым но ровно до того момента, как за ним установлено наблюдение.

В общем и целом исследователи в очередной раз подтверждают квантовая физика сродни магии.

Подробнее..

15 лучших цитат Альберта Эйнштейна о науке и жизни

26.07.2020 18:14:53 | Автор: admin

Альберт Эйнштейн был синонимом слова «Гений». Именно так, с большой буквы.

Не зря говорят, что талантливый человек талантлив во всем. Гениальность тоже можно назвать талантом, так как это уникальная особенность человека быть умным, рассудительным и находить простое объяснение сложным вещам. Сказанное идеально подходит к Альберту Эйнштейну, который является самым известным ученым в истории науки. Он не только сформулировал сложнейшую теорию относительности, но и смог очень четко и с тонкой ноткой юмора высказаться о простых вещах. О тех вещах, которые окружают каждого из нас в повседневной жизни. От этого его личность становится более интересной, а цитаты — вечными.

Кем был Альберт Эйнштейн

Альберт Эйнштейн действительно был гением. Имя Мухамеда Али стало синонимом человека, который дерется. Имя Михаэля Шумахера стало синонимом того, кто быстро едет. А имя Альберта Эйнштейна стало синонимом гения. Он был одним из величайших умов 20-го века, а его вклад в человеческие знания невозможно переоценить.

Физик провел новаторское исследование и рассказал нам, как функционирует наша Вселенная. Это был не просто фантастический рассказ, он доказал все свои слова и убедил других ученых, что он прав. Его теории доказываются и по сей день, хотя появляется все больше и больше новых данных, которые могли бы опровергнуть его труды, но так этого и не сделали.

Что такое Общая теория относительности Эйнштейна?

Именно он сформулировал Теорию относительности и рассказал о существовании гравитационных волн за столетие до того, как современные ученые зафиксировали их. Эйнштейн был не просто блестящим исследователем. Он был глубоким ученым-философом, который знал, как именно описать состояние человека.

Во взгляде этого человека скрыто гораздо больше, чем безграничная любовь к науке.

У Эйнштейна, как и у любого другого человека, в жизни были взлеты и падения. Несмотря на них он продолжал свой путь и делал это не зря. Возможно, именно эти взлеты и падения научили его иначе смотреть на окружающий его мир и относиться ко всему с легкой иронией, о чем и свидетельствуют его цитаты.

Танец звезды рядом с черной дырой доказал правоту Эйнштейна

В этой статье мы приведем пятнадцать цитат Альберта Эйнштейна, которыми он ответил не только на вопросы о том, чем он занимался, но и на обычные жизненные вопросы. Какие-то из них мы задаем себе и другим с завидным постоянством, а другие, наоборот, дают нам представление о том, о чем мы даже не задумывались.

Цитаты Альберта Эйнштейна

Альберт Эйнштейн о времени.

Перевод: Когда мужчина сидит с красивой девушкой в течение часа, это кажется минутой. Но пусть он посидит на горячей плите минуту — и она покажется ему длиннее, чем любой час. Это и есть относительность.

Альберт Эйнштейн о счастье.

Перевод: Счастливый человек слишком доволен настоящим, чтобы слишком много думать о будущем.

Альберт Эйнштейн об образовании.

Перевод: Большинство учителей тратят свое время, задавая вопросы, предназначенные для выяснения того, чего ученик не знает, в то время, как истинное искусство задавать вопрос состоит в том, чтобы выяснить, что ученик знает или способен знать.

Альберт Эйнштейн о тайне физики.

Перевод: Вечная тайна мира заключается в его постижимости. Тот факт, что он постижим, является чудом.

Альберт Эйнштейн о похвале.

Перевод: Единственный способ избежать испорченного эффекта похвалы — это продолжать работать.

Альберт Эйнштейн о понимании людьми времени.

Перевод: Люди, подобные нам, которые верят в физику, знают, что различие между прошлым, настоящим и будущим представляет собой не что иное, как упорную, упрямую иллюзию.

Альберт Эйнштейн о зле.

Перевод: Легче денатурировать плутоний, чем денатурировать злой дух человека.

Альберт Эйнштейн о внешности.

Перевод: Если бы я начал ухаживать за собой, я бы больше не был собой.

Альберт Эйнштейн о научном прогрессе.

Перевод: Одна вещь, которую я узнал за долгую жизнь: вся наша наука, изученная вопреки реальности, примитивная и детская — и все же это самая ценная вещь, которую мы имеем.

Альберт Эйнштейн о политике.

Перевод: Национализм — это детская болезнь. Это корь человеческой расы.

Альберт Эйнштейн о следовании правилам.

Перевод: Бездумное уважение к власти — величайший враг истины.

Альберт Эйнштейн о самосознании.

Перевод: Человек был наделен достаточным интеллектом, чтобы ясно видеть, насколько неадекватен этот интеллект, когда он сталкивается с тем, что реально существует.

Альберт Эйнштейн о фантазии.

Перевод: Воображение важнее знания. Знания ограничены. Воображение всеобъемлюще.

Альберт Эйнштейн о предвзятости.

Перевод: Здравый смысл — это не более чем предрассудок, заложенный в разуме до того, как вам исполнится восемнадцать.

Альберт Эйнштейн о неизвестном.

Перевод: Самый лучший опыт, который мы можем получить — это таинственный… Тот, кто не знает этого, не может задать вопрос и больше не удивляется, почти мертв и его глаза потускнели.

Гений Эйнштейна

Приведенные цитаты лишний раз доказывают, что Эйнштейн многое знал, но кроме этого, он о многом думал и многое мог рассказать. Если вы с чем-то не согласны, вы можете высказаться в нашем Telegram=чате.

Это сейчас кажется, что его цитаты в стиле Капитана Очевидность, но колесо и водопровод сейчас тоже кажутся чем-то обыденным, но когда-то кто-то придумал их буквально из ничего, изменив нашу жизнь и сделав такой, какой мы ее любим.

Физики придумали как спасти кота Шредингера

Примерно так и с цитатами великих людей. Пусть что-то из этого является прописной истиной, но только они смогли так тонко облачить ее в слова и вывести на бумаге. Нам остается только учиться на опыте предыдущих поколений и стараться на основании этого оставить что-то грядущим. Не будь, как Вася! Будь, как Эйнштейн!

Подробнее..

Что такое четырехмерное пространство?

09.08.2020 18:06:15 | Автор: admin

Моделирование движения камеры в четырёхмерном пространстве.

Представление мира в различных измерениях меняет то, как мы воспринимаем все вокруг, включая время и пространство. Думать о разнице между двумя измерениями и тремя измерениями легко, но что насчет четвертого? Важно понимать, что имеют в виду ученые и другие исследователи, когда говорят о различных измерениях: наш мир имеет три пространственных измерения: ширину, глубину и высоту, а четвертым измерением может быть время. Ученые много лет проводят исследования в попытках выяснить что же такое четвертое пространственное измерение, однако по причине того, что наблюдать четвертое измерение мы не можем, доказательства его существования найти очень трудно.

Сколько существует измерений?

Чтобы лучше понимать, на что может быть похоже четвертое измерение, давайте поближе посмотрим на то, что именно делает три измерения трехмерными, и, следуя этим идеям, подумаем о том, что такое четвертое измерение. Итак, длина, ширина и высота составляют три измерения наблюдаемого мира. Все три измерения мы можем наблюдать благодаря эмпирическим данным, а также органами чувств такими как зрение и слух.

Определить положение точек и направления векторов в трехмерном пространстве можно вдоль опорной точки. Проще всего представить себе трехмерное пространство как трехмерный куб с тремя пространственными осями, которые определяют ширину, высоту и длину куба. Оси движутся вперед и назад, вверх и вниз, влево и вправо вместе со временем измерением, которое мы непосредственно не наблюдаем, но воспринимаем. При сравнении 3D и 4D, учитывая наблюдения трехмерного пространственного мира, четырехмерный куб будет Тессерактом объектом, который движется в трех измерениях, которые мы и воспринимаем и в четвертом, которое е можем наблюдать.

Четырехмерный куб (тессеракт) выглядит так

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

Четырехмерные объекты и тени

Как пишет Sciencing.com, поскольку трехмерные существа отбрасывают тень на двумерную поверхность Куба, это привело исследователей к предположению о том, что четырехмерные объекты отбрасывают трехмерную тень. Вот почему можно наблюдать «тень» в трех пространственных измерениях, даже если непосредственно наблюдать четыре измерения нельзя.

Математик Генри Сегерман из университета штата Оклахома создал и описал свои собственные 4-мерные скульптуры. Точно так же, как трехмерный объект отбрасывает двумерную тень, Сегерман утверждал, что его скульптуры являются трехмерными тенями четвертого измерения. Хотя эти примеры теней не дают прямых способов наблюдения четвертого измерения, они являются хорошим индикатором того, как думать о четвертом измерении.

Фигуры математика Генри Сегермана выглядят так

Математики часто приводят аналогию с муравьем, идущим по листу бумаги, описывая границы восприятия относительно измерений. Муравей, идущий по поверхности бумаги, может воспринимать только два измерения, но это не значит, что третьего измерения не существует. Это просто означает, что муравей может непосредственно видеть только два измерения и выводить третье измерение через рассуждения об этих двух измерениях. Точно так же люди могут размышлять о природе четвертого измерения, не воспринимая его непосредственно.

Вам будет интересно: Мозг строит странные структуры в 11 измерениях

Четырехмерный куб Тессеракт это один из примеров того, как трехмерный мир, описываемый x, y и z, может расширяться в четвертый. Математики, физики и другие ученые могут представлять векторы в четвертом измерении, используя четырехмерный вектор, который включает в себя другие переменные, такие как w. Геометрия объектов в четвертом измерении более сложна, так как включает в себя 4-многогранники, которые являются четырехмерными фигурами. Эти объекты показывают разницу между 3D и 4D изображениями.

Существует ли жизнь в четвертом измерении?

То, как выглядели бы существа или жизнь в четырех измерениях, занимало ученых и других специалистов на протяжении десятилетий. В рассказе писателя Роберта Хайнлайна 1940 года «Дом который построил Тим» речь шла о постройке здания в форме Тессеракта. Писатель Клифф Пиковер представлял себе четырехмерных существ как «воздушные шары телесного цвета, постоянно меняющиеся в размерах. Эти существа будут казаться вам разрозненными кусками плоти, точно так же, как двумерный мир позволяет вам видеть только поперечные сечения и остатки мира трехмерного.»

Кадр из мультсериала «Футурама», 15 серия 7 сезона. Перед вами герои в 2D

Четырехмерная форма жизни может видеть вас изнутри точно так же, как трехмерное существо может видеть двумерное со всех сторон.

Джон Нортон из Отдела истории и философии науки Питтсбургского университета считает, что можно прийти к пониманию природы четвертого измерения, задавая вопросы о том, что делает одно -, двух — и трехмерные объекты и явления такими, какие они есть, экстраполируя их в четвертое измерение. Существо, живущее в четвертом измерении, может обладать таким «стереовидением», описанным Нортоном, чтобы визуализировать четырехмерные образы, не будучи стесненным тремя измерениями.

Однако точно ответить на вопрос о том, существуют ли 4D существа сегодня не может никто. Я полагаю, что даже концепция 4D-пространства ожесточенно обсуждается в физических лабораториях, хотя некоторые теории, такие как Теория струн и М-теория, используют существование нескольких измерений для объяснения нашей Вселенной. Важно также отметить, что биологически 4d жизнь не может существовать. А что вы думаете по этому поводу? Присоединятйесь к обсуждению этой темы в комментариях, а также с участниками нашего Telegram чата.

Подробнее..

Почему физики считают, что мы живем в Мультивселенной?

18.08.2020 18:11:46 | Автор: admin

Если теория Мультивселенной верна, то что это означает для каждого из нас?

Несмотря на научный прогресс и последние достижения человечества, наши знания о Вселенной крайне малы. Причина, отчасти, заключается в том, что мы с трудом можем представить себе такие концепции (или понятия), как, например, бесконечность или Большой взрыв, а также то, что было до него. В поисках ответов на важнейшие вопросы ученые рассматривают даже самые противоречивые и спорные теории. Одной из таких является теория Мультивселенной. Некоторые основоположники теории инфляции, в том числе физик из Стэнфордского университета Андрей Линде, выдвинули идею о том, что квантовые флуктуации во время инфляции породили не только галактики, но и целые вселенные. Из этой статьи вы узнаете, почему теории Мультивселенной стоит уделить внимание.

Согласно космологической модели горячей Вселенной, эволюция Вселенной начинается с состояния плотной горячей плазмы, которая состоит из элементарных частиц и протекает при дальнейшем расширении Вселенной.

Популярная теория

Прежде чем погрузиться в тонкости увлекательной теории Мультивселенной, напомню, что инфляционная модель Вселенной это гипотеза о физическом состоянии и законе расширения молодой Вселенной (вскоре после Большого взрыва), которая противоречит космологической модели горячей Вселенной. Дело в том, что эта общепринятая модель не лишена недостатков, многие из которых были решены в 1980-х годах ХХ века именно в результате построения инфляционной модели Вселенной.

Примечательно, что какой бы далекой наука о Вселенной не казалась неискушенному читателю, популярная культура совместно с учеными проделали по-настоящему потрясающую работу. Так, в последние годы жизни выдающийся физик-теоретик Стивен Хокинг трудился над темами, от которых у большинства исследователей по их же признанию «болит голова»: Хокинг в соавторстве с физиком Томасом Хертогом из Католического университета Левена в Бельгии работали над уже знаменитой статьей, посвященной проблеме Мультивселенной.

Как это часто случается в эпоху фейковых новостей и дезинформции, из-за того, что работа Хокинга и Хертога была размещена на сервере препринтов Airxiv (на этом сервере ученые обмениваются черновиками статей, прежде чем они будут опубликованы в рецензируемых научных журналах), это породило множество безосновательных сообщений о том, что Стивен Хокинг предсказал конец света а заодно предложил способ обнаружения альтернативных вселенных.

Вам будет интересно: Кто такой Стивен Хокинг? Часть первая: восхождение легенды

На самом же деле само исследование, опубликованное позже в журнале Journal of High Energy Physics, не столь сенсационно. В работе речь идет о парадоксе: если Большой Взрыв породил бесконечные вселенные с неисчерпаемым числом вариаций законов физики, то как ученые могут надеяться ответить на фундаментальные вопросы о том, почему наша Вселенная выглядит именно так как выглядит?

На фото британский физик-теоретик, космолог и астрофизик, писатель Стивен Хокинг

Когда Вселенная возникла, а это произошло примерно 13,8 миллиардов лет назад, она подверглась инфляционно-экспоненциальному расширению за очень короткий промежуток времени. В ходе этого процесса, крошечные квантовые флуктуации в пространстве были увеличены до космических размеров, создавая семена структур, которые станут галактиками и осветят вселенную. Однако, и это еще более удивительно, физик Андрей Линде предполагает, что инфляция по-прежнему происходит. Еще несколько лет назад в интервью The Washington Post он сравнил космос с постоянно растущим куском швейцарского сыра.

Похожие на дырки в сыре «карманные вселенные» это места, где локальная инфляция прекратилась, позволяя материи конденсироваться, а звездам и галактикам образовываться. Мы вполне можем жить в одном из этих карманов, оторванные от бесконечных альтернативных вселенных, существующих вокруг нас, и пребывающие в блаженном неведении.

Андрей Линде, профессор Стэндфордского университета, основоположник теории инфляционного расширения Вселенной, предусматривающей наличие множественной вселенной, или Мультивселенной.

И да, если эта идея слишком сильно вас удивляет, вы не одиноки. Некоторые космологи всерьез опасаются «вечной инфляции» — и Мультивселенной, которая может возникнуть из нее. Во-первых, если различные карманные вселенные разъединены, то как мы вообще сможем проверить, что они существуют? Во-вторых, бесконечная Мультивселенная не поддается математическому анализу, что затрудняет использование модели для понимания того, как все работает и взаимодействует в космосе. Вопросов действительно очень много, так что давайте попробуем разобраться в этой увлекательной и популярной теории.

Geek Picnic Online 2020

Теория Мультивселенной сегодня настолько популярна, что стала главной темой крупного европейского научно-популярного фестиваля (традиционно open air), посвященного современным технологиям, науке и творчеству Geek Picnic Online 2020. Среди приглашенных 122 спикеров были профессор Линде его лекцию на русском языке можно посмотреть здесь, а также ирландский писатель фантаст Йен Макдональд. Как пишут организаторы фестиваля в официальном паблике мероприятия во Вконтакте, лекция Макдональда будет опубликована позже.

Скриншот лекции Андрея Линде, посвященной Мультивселенной

Как объясняет Линде, согласно теории Большого взрыва, после своего рождения Вселенная была очень маленькая, но в какой-то момент начала расширяться. При этом, в ранней Вселенной было намного больше энергии, чем сегодня. Часть этой энергии впоследствии ушла на расширение Вселенной. Однако главный вопрос заключается в том, откуда взялась вся эта энергия.

Представьте, что вечером ваши карманы пусты, а на утро в них лежит миллиард долларов, говорит Линде. Но ведь в реальной жизни ничего подобного не происходит. Важно понимать, что все процессы, из-за которых родилась Вселенная, начались спонтанно.

Сегодня мы видим лишь малую часть Вселенной. Ученые называют доступную для наблюдений Вселенную "наблюдаемой Вселенной".

Инфляционная модель Вселенной

В самом начале, когда размер Вселенной не превышал и сантиметра, в ней находилось примерно 10 в 90 степени областей, которые никак не соприкасались друг с другом. Но почему и как в таком случае, они вдруг «поняли», что Вселенной пора расширяться? На самом деле это известная космологическая проблема, которая называется проблемой горизонта (horizon problem). Она возникает из-за сложности объяснения наблюдаемой однородности причинно несвязных областей пространства в отсутствие механизма, задающего одинаковые начальные условия.

Итак, если с помощью телескопа попробовать заглянуть в прошлое, то мы увидим свет от Большого взрыва, которому потребовалось 13,8 миллиардов лет чтобы добраться до нас. Однако Линде указывает на то, что мы видим Вселенную ограниченно. Угол обзора проще всего представить вытянув обе руки влево и вправо суть в том, что мы находимся в центре и не видим того, что находится за пределами кончиков пальцев обеих рук. Более того, ни правая ни левая рука «понятия не имеет о том, что делает другая».

Наблюдаемую Вселенную проще всего представить в виде сферы, за пределами которой находится неизвестность. На изображении наблюдаемая Вселенная в логарифмическом масштабе.

Следующим не менее важным вопросом является причина, по которой наша Вселенная не вращается. Напомню, все массивные космические объекты от планет до Солнца вращаются, даже сверхмассивные черные дыры в ядрах галактик. При этом, в какое бы направление не посмотрел наблюдатель с Земли вверх, вниз, влево или вправо он увидит равные расстояния. Ученые называют это изотропностью одинаковостью физических свойств во всех направлениях, а также симметрией по отношению к выбору направления.

Выходит, наша Вселенная и правда настолько странная, что ответить на огромное количество вопросов с помощью одной только теории Большого взрыва нельзя. И в самом деле, как объяснить, что Вселенная находясь в вакууме продолжает расширяться с ускорением? Ведь в вакууме нет никаких частиц вообще!

Вакуум пространство без вещества. В прикладной физике под вакуумом понимают среду, состоящую из газа при давлении значительно ниже атмосферного.

Ответ кроется в физике элементарных частиц. Так, Лоуренс Краусс физик-теоретик и президент Origins Project Foundation написал книгу, посвященную этому вопросу, она так и называется «Все из ничего. Как возникла Вселенная,» рекомендуем к прочтению. Андрей Линде в свою очередь считает, что некоторые частицы в вакууме обладают энергетическим зарядом и могут появиться в результате распада вакуума.

Вселенная из ничего

Итак, давайте представим один кубический метр в виде ящика, заполненного конфетами, с условием, что в одном кубическом метре помещается 1000 конфет. Но что получится, если этот кубический метр станет больше в 10 раз? Ответ, кажется, прост внутри по-прежнему будет 1000 конфет. Но из-за того, что объем вырос в тысячу раз, на один кубический метр будет приходиться только одна конфета. Это кажется логичным, однако у реальности свои правила: в одном кубическом метре содержится постоянно расширяющийся вакуум.

В какой-то момент его объем становится в тысячу раз больше изначального, после чего вакуум распадается. В результате плотность энергии внутри одного воображаемого ящика такая же, как и до расширения вакуум не изменился, хотя наш ящик увеличился в 10 раз. Похоже на какую-то магию, не так ли? Как объясняет сам Линде, когда Вселенная расширяется в постоянном вакууме, энергия материи экспоненциально возрастает, в отличие от энергии гравитации. В результате вакуум распадается высвобождая «1000 конфет» протонов, электронов и других частиц, а их количество становится пропорциональным объему Вселенной.

Таким образом, если экспоненциальный рост продолжается, возрастает и количество частиц. Постоянное расширение, между тем, не говорит нам ни слова о форме Вселенной. Хотя нам с вами на самом деле абсолютно все равно какой она формы, ведь с позиции наблюдателя Вселенная кажется плоской. Именно так в более-менее упрощенном изложении выглядит теория инфляционной Вселенной, впервые выдвинутая Аланом Гутом, американским физиком и космологом в 1981 году. Примечательно, что в конце научной работы Гут пишет примерно следующее:

Существует небольшая проблема, которая заключается в том, что распад вакуума процесс, необходимый для появления материи очень похож на чан с кипящей водой. А как выглядит кипящая вода? Правильно пузырек здесь, пузырек там и так далее.

Гут также утверждает, что эти пузырьки сталкиваются в кипящей Вселенной и делают все процессы, в ней происходящие, хаотичными и… бесполезными. Но как это может быть? Попытки Гута найти ответ на этот вопрос привлекли внимание других ученых. В результате в свет вышло сразу две работы первая, написанная Аланом Гутом в соавторстве с Эриком Вайнбергом в 1981 году, а вторая и есть та самая работа Стивена Хокинга в соавторстве с Томасом Хертогом.

Примечательно, что обе статьи пришли к одному и тому же выводу теория инфляционной Вселенной не состоятельна. Однако Гут связался с Андреем Линде, в результате чего профессор Стэндфордского университета создал новую модель инфляционной Вселенной, за что был отмечен премией имени Георгия Гамова. Но при чем тут Мультивселенная?

Не исключено, что после смерти наше сознание переходит в альтернативную вселенную. Подробнее читайте в материале моего коллеги Рамиса Ганиева

Линде считает, что наша Вселенная похожа на балерину, которая перестав вращаться раскинула руки в разные стороны и замерла на месте. Это, безусловно, кажется невозможным, так как нарушает все известные законы физики. Однако использование новой модели инфляционной Вселенной позволяет многое узнать о Вселенной. О том, кто и почему впервые выдвинул теорию Мультивселенной, читайте в нашем материале.

Что такое Мультивселенная?

Вот мы и подошли к самому интересному почему спикер Geek Picnic 2020 Андрей Линде, а вместе с ним и писатель-фантаст Йен Макдональд, считает, что мы живем в Мультивселенной? Профессор Стэндфордского университета полагает, что Мультивселенная является ответом на вопрос о том… какого цвета наша Вселенная. Если она черная, то это необходимо доказать, точно так же, как если бы мы считали, что ее цвет белый или желтый. Помните чан с бурлящей водой? Представьте, что если наша Вселенная белого цвета, а профессор Линде считает именно так, другие пузырьки могут быть черными, красными, желтыми, синими, зелеными и так далее. А значит, мы живем в Мультивселенной.

По мнению профессора, находясь в белой области пространства (белой Вселенной) мы не видим другие ее области (красные, фиолетовые, коричневые и др). В свою очередь, в каждой Вселенной должен быть наблюдатель, который попытается объяснить почему его Вселенная, например, красная. Таким образом, мы просто не можем исключить возможность существования красной, желтой, синей, голубой и прочих вселенных.

И если все вышеперечисленное кажется вам не достаточно головокружительным, представьте, что Россия это единственная страна, о существовании которой мы знаем. В попытках понять, почему Россия устроена так, как устроена, ученые будут искать ответы на вопросы о ее природе и происхождении. Ровно то же самое будут делать ученые из Китая, Великобритании, Индии, США и любой другой страны. Главное условие в этом примере звучит так жители разных стран не знают о существовании друг друга. Так и Мультивселенная находясь в белой вселенной мы не знаем, что существуют, например, красные, черные и зеленые.

Мы так мало знаем о Вселенной, что не можем исключить того, что она может быть голограммой

Возвращаясь к Началу начал Большому взрыву, Линде сравнивает рождение Вселенной из ничего (в результате распада вакуума) с разными состоянии одного вещества Н2О. Вода, как известно, может находиться в трех состояниях жидком, газообразном (пар, туман) и твердом (снег, лед, град), а значит и сам вакуум, породивший Вселенную, может иметь разные состояния. Из этого, как вы, вероятно, уже поняли и следует вывод о множественности миров.

Говоря о Мультивселенной важно понимать, что какой бы удивительной, непонятной, хаотичной и местами безумной не казалась нам эта теория, с точки зрения физики существование Мультивселенной возможно. Отчасти и по этой причине тоже ученые работают над «теорией всего» теорией, которая смогла бы в полной мере ответить на все вопросы современной физики, включая существование Мультивселенной. По мнению профессора Линде, ближе всего подобрались физики, изучающие теорию струн. Но этоуже совсем другая история.

Вам будет интересно: Обнаружен квадриллион способов создания нашей Вселенной в теории струн

Реальность или фантастика?

Так как человечество находится в самом начале пути познания себя, а следом и Вселенной, мы должны проверять даже самые безумные теории. Все потому, что вопросов сегодня намного больше чем ответов, а истина зачастую скрывается там, куда мы боимся заглянуть. Вот почему научная фантастика является отличным мысленным экспериментом, который, возможно, поможет нам лучше понять Вселенную.

Выступая на Geek Picnic Online 2020 фантаст Йен Макдональд, автор таких произведений как «Бразилья», «Волчья Луна», «Дом дервиша» и др., рассказал о том, почему считает, что мы живем в Мультивселенной. По мнению писателя, сама идея Мультивселенной актуальна для мира, в котором мы живем сегодня. Слово «Мультивселенная» содержит в себе множество понятий и мы просто не можем выбрать все и сразу. Каждый, как утверждает Макдональд, выбирает для себя что-то определенное, например, спорт, научную фантастику или моду. И это одновременно хорошо и плохо.

На фото писатель-фантаст Иен Макдональд

Нам легче объединяться и формировать сообщества, но в то же время, наша жизнь запечатывается в этих частных вселенных, и мы не знаем, что происходит вне их. В социальном, культурном, политическом и экономическом плане мы живем в отдельных параллельных мирах, которые иногда разделяют общие пространства (например, города, улицы, общественные пространства)

Йен Макдональд, Geek Picnic Online 2020

Согласитесь, развивая мысль Макдональда мы рано или поздно придем к размышлениям физиков-теоретиков об устройстве Вселенной. А также, безусловно, и о нашем обществе, о чем себе вдоволь позволил поразмышлять Макдональд в своих произведениях.

Как вы думаете, существует ли Мультивселенная и почему? Ответ будем ждать в комментариях к этой статье, а также в нашем Telegram-чате

Что касается теоретической физики, то в упоминающейся выше работе Хокинга и Хертога исследователи опираются на идею, разработанную еще в 1980-х, известную под названием «Голографическая Вселенная», которая предполагает, что Вселенную можно рассматривать как голограмму и что трехмерная реальность может быть математически свернута только в два измерения (указаны именно два измерения. Это сделано для того, чтобы облегчить вычисления). В результате исследователям удалось навести хоть какой-то порядок в обширной, непостижимой и не побоюсь этого слова безумной теории Мультивселенной.

Кипящие пузырьки о которых говорил Линде можно представить как карманные вселенные (о чем говорится в начале статье) с той лишь разницей, что в этой модели вселенных меньше и они обладают определенными фундаментальными качествами, что значительно облегчает их анализ. Важно понимать, что работа выдающегося британского физика-теоритика (речь о Стивене Хокинге) и его коллег не сводится к единой, уникальной Вселенной, однако их открытия предполагают значительное сокращение Мультивселенной до гораздо меньшего диапазона возможных вселенных. Это означает, что вместо 1000 конфет в воображаемом ящике, физики рассматривают 10.

Возможно, существуют миры, в которых нас с вами не существует

Газета The Washington Post в статье посвященной работе Хокинга и Хертога приводит слова космолога из университета Северной Каролины Кэти Мак о том, что предложенная модель еще не полностью разработана. «Это скорее упрощенная версия чего-то, чтобы просто посмотреть и попытаться понять что происходит» считает Мак. Выходит, совсем неудивительно, что последняя работа Хокинга зависит от концепций, до сих пор не получивших широкого признания и новейших математических инструментов.

Это интересно: Стандартная модель: удивительная теория почти всего

Важно также понимать, что эта работа не является решением всех проблем во Вселенной. Безусловно, она интригует, захватывает и заставляет нас мыслить непривычными категориями. Теория Мультивселенной это потенциальный путь, по которому можно идти даже несмотря на то, что ученые понятия не имеют, куда и к чему их это приведет. «Стивен Хокинг был человеком», — говорит Линде. «Он не был гением, который ежедневно говорит исключительно правильные вещи и боролся с теми же научными проблемами, с которыми борются все физики».

Ну а нам с вами остается попробовать хоть немного понять теорию Мультивселенной и ждать новых, революционных открытий в области теоретической физики. Надеюсь, это произойдет уже очень скоро. А вы?

Подробнее..

В недрах звезд могут существовать странные формы жизни

04.09.2020 00:07:55 | Автор: admin

Возможно, Вселенная полна жизни, просто мы ее не видим

Когда ученые ищут жизнь во Вселенной, они, как правило, обращают внимание на конкретные признаки, в соответсвии с имеющимися данными: в большинстве случаев исследователи ищут подобную Земле планету, которая вращается по орбите в зоне обитаемости родительской звезды; еще одним немаловажным признаком жизни считается наличие на планете воды в жидкой фазе. Но что, если наша Вселенная кишит многообразием форм и видов живых существ, существование которых мы едва ли можем себе представить? Согласно работе, опубликованной в журнале Letters in High Energy Physics некоторые формы жизни существуют в самых негостеприимных местах Земли, а значит вполне могут быть распространенным явлением во Вселенной. Авторы исследования утверждают, что не могут исключить существование процветающих видов живых существ в недрах звезд.

Космическая струна гипотетически существующий реликтовый астрономический объект, представляющий собой одномерную складку пространства-времени.

Космические струны

Как показал анализ, проведенный физиками Луисом Анчордоки и Евгением Чудновским из Городского университета Нью-Йорка, существование некоторых видов живых существ возможно даже в самых экстремальных условиях. Все зависит от того, что мы понимаем под существованием. Если главное это возможность кодировать знания, а также способность носителей информации к самовоспроизводству и самоуничтожению, то гипотетически существующие магнитные монополи, нанизанные на космические нити словно космические ожерелья, могут являться основой жизни в недрах звезд, подобно тому, как ДНК и РНК лежат в начале всех живых существ на Земле.

Издание ScienceAlert приводит слова соавтора исследования Евгения Чудновского: «информация, хранящаяся в РНК (или ДНК), кодирует механизм саморепликации. Как мы знаем сегодня, появлению жизни должно было предшествовать массовое образование случайных последовательностей РНК. Это продолжалось ровно до тех пор, пока не была сформирована последовательность, способная к самовоспроизводству. Мы полагаем, что подобный процесс мог бы происходить и с «ожерельями» в недрах звезд.»

Магнитный монополь гипотетическая элементарная частица, обладающая ненулевым магнитным зарядом точечный источник радиального магнитного поля. Магнитный заряд является источником статического магнитного поля точно так же, как электрический заряд является источником статического электрического поля.

Предполагается, что струны и монополи возникли в ранней Вселенной, в тот момент, когда ее температура начала снижаться (вскоре после Большого взрыва). Этот своеобразный бульон частиц кварк-глюонной плазмы, наполняющей Вселенную, подвергся нарушающему симметрию сегментному переходу и конденсировался в материю, как пар конденсируется в жидкость.

Вселенная очень странная

Отмечу, несмотря на то, что исследователям еще только предстоит обнаружить космические струны (одномерные линейные объекты) или Монополи (элементарные частицы с одним магнитным полюсом), они уже много думали о поведении этих гипотетических объектов. Так, в 1988 году Чудновский и его коллега, физик-теоретик Александр Виленкин из университета Тафтса, предсказали, что космические струны могут быть буквально захвачены звездами. В недрах звезд турбулентность растягивала струны до тех пор, пока они не формировали целое сообщество струн.

Ядерная жизнь

Одномерное ожерелье вряд ли будет нести в себе информацию. Но более сложные структуры потенциально могли бы так как для воспроизводства необходимо выживать довольно длительный период времени, питаясь энергией синтеза, генерируемой звездой. По сравнению со временем жизни звезды, ее время жизни искра света в темноте. Важно, что прежде чем угаснуть такая искра успевает произвести больше искр, таким образом обеспечивая долгую продолжительность жизни вида», — пишут авторы научной работы.

Чтобы всегда быть в курсе последних новостей из мира популярной науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.

Сложность, возникающая в результате мутаций и естественного отбора, возрастает с увеличением числа прошлых поколений. Следовательно, если продолжительность жизни самовоспроизводящихся ядерных видов так же коротка, как продолжительность жизни многих нестабильных составных ядерных объектов, они могут быстро эволюционировать в направлении огромной сложности. Теоретически нельзя исключить, что подобная форма жизни может с легкостью развить интеллект и даже, возможно, критически мыслить, считает Чудновский.

Физики утверждают, что в звездах может существовать жизнь

То, как будет выглядеть такой вид, — это праздник для воображения. Но нам не обязательно знать, как они выглядят, чтобы искать признаки их присутствия. Поскольку такие организмы будут использовать часть энергии своей звезды-хозяина для выживания и размножения, звезды, которые, похоже, охлаждаются быстрее, чем могут объяснить звездные модели, могут быть хозяевами того, что исследователи называют «ядерной жизнью».

«Поскольку они будут развиваться очень быстро, они могли бы найти способ исследовать космос за пределами своей звезды, как это сделали мы», — сказал Чудновский ScienceAlert. — Они могли бы установить связь и путешествовать между звездами. Может быть, нам стоит поискать их присутствие в космосе.»

Это интересно: Почему наша Вселенная такая странная и существуют ли законы физики?

Безусловно, это крайне спекуляционная тема, но подобные идеи могут быть отличным способом для свершения новых открытий. Именно по этой причине авторы научной работы планируют продолжить свое направление исследований, разработав модели космических ожерелий в звездах. Возможно, это не приведет нас к контакту со сверкающими звездными пришельцами, но даже если их е существует вовсе, это может дать нам лучшее понимание космических струн и монополей.

Подробнее..

Физики обнаружили слияние черных дыр, которые не должны существовать

05.09.2020 20:03:19 | Автор: admin

Моделирование слияния черных дыр выглядит так

Семь миллиардов лет назад, где-то на краю Вселенной, произошло столкновение двух гигантских темных объектов. Это событие проливает свет на невидимый процесс ускоряющегося расширения Вселенной: вибрируя в пространстве-времени две сверхмассивные черные дыры произвели громкий, резко обрывающийся звук. Сигнал длился десятую долю секунды, однако этого оказалось достаточно, чтобы детекторы интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории LIGO и интерферометрической обсерватории VIRGO зафиксировали его. Как пишут авторы новых исследований, короткий сигнал из далекой галактики вызывает много вопросов, особенно в областях, касающихся формирования и эволюции черных дыр. Одна, а возможно обе столкнувшиеся дыры были слишком массивными и не могли образоваться в результате коллапса нейтронных звезд. Более того, слияние породило еще более крупную черную дыру, чья масса в 142 раза превосходит массу Солнца и, согласно стандартным моделям, не должна существовать. Но как такое возможно?

Аномальные черные дыры

Предсказанные Альбертом Эйнштейном черные дыры это массивные объекты, гравитационное притяжение которых настолько велико, что даже фотоны света не могут их покинуть. Существование этих таинственных объектов удалось доказать в 2015 году, после того, как обсерватории LIGO и VIRGO зафиксировали гравитационные волны — рябь пространства-времени, появившаяся в результате столкновения двух сверхмассивных черных дыр. Подробнее об открытии, которое принесло основателям LIGO Нобелевскую премию по физике читайте в материале моего коллеги Артема Сутягина.

Большинство известных черных дыр это мертвые массивные звезды, которые коллапсировали в объекты в несколько раз массивнее Солнца. Но внутри галактик находятся черные дыры в миллионы или миллиарды раз более массивные, чем наша родная звезда. Как эти объекты смогли вырасти до таких размеров извечная загадка астрономии.

В конце своей жизни, когда у звезд заканчивается ядерное топливо и они больше не противостоят собственной гравитации, они разрушаются (коллапсируют). Маломассивные звезды, включая наше Солнце, в конечном итоге становятся слабыми звездными призраками, известными как "белые карлики". Звезды, масса которых превышает массу Солнца примерно в 8 раз, становятся невероятно плотными и маленькими объектами, называемыми нейтронными звездами. И по-настоящему массивные звезды с массой более 20 солнечных масс при рождении становятся черными дырами, с конечными массами от нескольких до примерно 40 солнечных масс.

До недавнего времени у исследователей было не так много свидетельств существования черных дыр среднего и, скажем так, промежуточных размеров, чья масса превосходит солнечную в 100 и 100 000 раз. Черная дыра, созданная в результате слияния настолько массивных объектов, является первым убедительным примером существования этого «недостающего звена» астрономии.

На изображении рябь пространства-времени и короткий звуковой сигнал

Издание The New York Times приводит слова сразу нескольких ученых, которые не принимали участия в исследованиях. Так, астрофизик из Северо-Западного университета Вики Калорега, в электронном письме написала следующее: «Это первое и единственное надежное измерение массы черной дыры среднего размера на момент ее рождения. Теперь мы достоверно знаем, по крайней мере, один способ, которым эти объекты могут образовываться — путем слияния других черных дыр.»

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

По мнению Сергея Клименко, физика из университета Флориды, открытие также является важной вехой в гравитационно-волновой астрономии. Эти объекты ученый искал на протяжении последних 15 лет. Исследователь отметил, что астрономы, возможно, получили представление о процессе, с помощью которого Вселенная «строит» черные дыры в темноте, превращая ничтожно малые объекты в грохочущих левиафанов.

Дэниел Хольц, физик-теоретик из Чикагского университета и член команды LIGO, назвал новые работы «первым по-настоящему удивительным открытием LIGO/Virgo.» Ранее обнаруженные другие бинарные системы, по мнению ученого, достаточно хорошо вписываются в ожидания. Но в этом случае настолько массивные черные дыры не должны существовать!

Международная группа исследователей, входящих в состав коллабораций LIGO и Virgo, сообщила о своих выводах в двух статьях, опубликованных в Physical Review Letters и Astrophysical Journal Letters. Согласно полученным результатам, события разворачивались на почти невообразимом расстоянии от Земли 17 миллиардов световых лет. Одна черная дыра масса которой в 85 раз превосходит массу Солнца, и вторая, чья масса равна 66 массам нашей родной звезды, слились воедино в результате столкновения, породив черную дыру в 142 раза массивнее Солнца.

Как отмечают авторы исследования, этот процесс слияния может быть важным ключом к происхождению более массивной из двух черных дыр. Предположительно, черная дыра GW190521 имела массу в 85 Солнц, и, согласно стандартной астрофизической логике, не должна была существовать. Черные дыры с массой от 50 до 120 солнц не могут образоваться, по крайней мере, из умирающей звезды именно об этом свидетельствуют история и расчеты.

Тайны массивных звезд

Исследователи уже довольно давно предполагают, что нечто странное происходит с очень, очень массивными звездами, возможно, с теми, чьи начальные массы находятся между 130 и 250 солнечными массами, чьи ядра становятся действительно горячими (около миллиарда градусов Кельвина) в конце звездной эволюции. Свет, отражающийся внутри этих звезд настолько энергичен, что может трансформироваться в пары электронов и позитронов (позитроны являются антиматериальными двойниками электрона — они почти идентичны, но имеют противоположный заряд).

Черные дыры «средних размеров» это недостающее звено астрономии

Это, в свою очередь, делает звезду нестабильной: давление внезапно падает, центр звезды сжимается и нагревается и беглый ядерный синтез заставляет всю звезду взорваться в яркой сверхновой «парной нестабильности», не оставляя после себя никаких остатков.

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

Как отмечает доктор Хольц, большая черная дыра находится прямо посередине области, где черным дырам не место. Природа, похоже, проигнорировала все наши тщательные теоретические расчеты, утверждая, что черных дыр такой массы не существует. Он добавил: «подобные открытия одновременно обескураживают и пробуждают интерес. С одной стороны, одно из наших главных убеждений оказалось ошибочным. С другой стороны, в этом есть что-то новое и неожиданное, и теперь гонка продолжается, ведь нужно попытаться выяснить, что происходит.

По мнению д-ра Хольца и других ученых, наиболее интригующей является вероятность того, что слишком массивная черная дыра GW190521 была образована двумя меньшими черными дырами, которые столкнулись и слились. В этом случае слияние, наблюдаемое в июне 2020 года, было бы событием второго или даже третьего поколения, одним из иерархической серии слияний черных дыр, которые в конечном итоге приводят к сверхмассивным черным дырам. Некоторые астрофизики считают, что подобные слияния, скорее всего, происходят вблизи центров галактик, где сверхмассивные черные дыры создают закрученные спирали газа и других объектов, в которых могут собираться и размножаться тысячи более мелких черных дыр.

Подробнее..

Как работает вечный двигатель и примеры его конструкции

30.07.2020 18:18:25 | Автор: admin

Вечный двигатель это то, что невозможно даже в теории. Он противоречит сам себе.

Вечный двигатель будоражит умы ученых и изобретателей всего мира. Сейчас многие одержимы им примерно так же, как в свое время алхимики были одержимы идеей получения золота из свинца. Все из-за того, что он — вечный двигатель — принесет очень много пользы не только в краткосрочной перспективе, но и на далекое будущее. Главное понимать, что вечный двигатель это не совсем то, что многие себе представляют. Это куда более продвинутая вещь, но в то же время более простая, чем принято считать. А еще есть несколько концепций такого двигателя. Давайте разберемся с некоторыми из них.

Можно ли запатентовать вечный двигатель

Прежде всего стоит определится, что запатентовать вечный двигатель невозможно. То есть, если вы найдете способ обмануть законы физики, вам, конечно, скажут спасибо, но коммерческих прав на свое изобретение вы иметь не будете. Максимум, вы получите Нобелевскую премию и сможете рассчитывать на всемирное уважение. Если вас это устраивает — стоит постараться и поработать в этом направлении.

Патенты на вечный двигатель перестали рассматриваться очень давно. Например, Патентное ведомство США не принимает такие заявки уже более ста лет, а Парижская академия наук с 1775 года не рассматривает проекты таких двигателей.

Что такое вечный двигатель

Если говорить о том, что такое вообще вечный двигатель, то все основные определения сводятся к тому, что это воображаемое устройство, которое работает неограниченно долго. А самое главное, у него должен быть КПД более 100%. То есть количество выдаваемой им энергии должно быть больше, чем та, которую он потребляет для работы. Это вечный двигатель первого рода.

На латыни вечный двигатель будет Perpetuum Mobile

Есть еще понятие вечного двигатель второго рода. Такой механизм должен получать тепло от одного резервуара и полностью превращать его в работу. Такой тип вечного двигателя невозможен по определению, так как это противоречит первому и второму закону термодинамики.

Может показаться, что космос в некотором роде можно назвать системой вечного двигателя, но это тоже не так. Светила рано или поздно погаснут, а планеты, спутники и галактики, которые движутся в пространстве, только кажутся вечными. На самом деле они постепенно рассеивают свою кинетическую энергию за счет сопротивления солнечного ветра, притяжения других объектов, теплового излучения и даже гравитационных волн.

Эта штука миллиарды лет крутится сама по себе, но она не может считаться вечным двигателем.

В космосе это почти незаметно, так как расстояние и размеры тел огромны, а силы сопротивления минимальны, но потеря энергии все равно есть. Проще говоря, если дать нашей планете бесконечное количество времени вращения, исключив изменения остальных факторов, рано или поздно она просто остановится. На самом деле все немного сложнее и в реальности ее притянет к Солнцу, но суть вы поняли.

Рев двигателей и комендантский час: как SpaceX вынудила жителей Техаса продать свои дома

Можно сказать, что двигатель тоже рано или поздно остановится, если дать ему бесконечно много времени (все равно мы не проверим), но именно для этого и есть требование, что вечный двигатель должен производить больше энергии, чем потреблять. Даже если он будет вырабатывать на ничтожную долю процента больше энергии, чем заберет, он сам сможет обеспечить себя топливом.

Немного юмора на тему вечного двигателя. Вот он!

Как сделать вечный двигатель

В мире было предпринято бесчисленное количество попыток сделать вечный двигатель. Конструкции предлагались самые разные, но объединяло их одно — все они не прошли проверку и не стали настоящим вечным двигателем. Хотя, на первый взгляд может показаться, что некоторые предложенные ниже конструкции будут работать, но это ошибка. Максимально близко к настоящей концепции вечного двигателя может приблизиться конструкция магнитного двигателя.

Перестают ли законы физики работать на краю Вселенной?

Вечный двигатель на магнитах

Конструкция вечного двигателя на магнитах может показаться простой и гениальной одновременно, но в ней есть одно но. Прежде всего, магнит, даже самый хороший, не может давать энергию бесконечно и его сила магнетизма со временем будет уменьшаться. В итоге, двигатель просто перестанет работать. Хотя изначально идея действительно не плохая.

Идея вечного двигателя стала активизироваться в умах изобретателей с появленим неодимовых магнитов. Их пытались применить где угодно, а Майкл Брэди даже сделал двигатель, который запатентовал, хоть и не как вечный.

Такие вещи немного завораживают:

Суть в том, что магнит притягивает расположенные на вращающемся колесе ответные части и проводит конструкцию в движение. Конструкция проста и незамысловата, но даже если не учитывать потери от трения или просто исключить их, поместив систему в вакуум, двигатель все равно не будет вечным. Как раз из-за того, что магниты со временем теряют свои свойства.

Первый вечный двигатель

В любом деле кто-то должен быть первым. Пионер был и в вечнодвигателестроении — им стал индийский математик Бхаскара. Упоминание вечного двигателя встречается в его рукописях, которые датируются XII веком.

5 самых великих ученых в истории человечества

В этих рукописях математик описывает механизм, который приводится в движение за счет перетекания ртути или другой жидкости внутри трубочек, которые надо разместить по окружности колеса. Конструкция выглядит перспективной из-за того, что жидкость на одной стороне колеса всегда будет находиться дальше от его центра.

Примерно так выглядел концепт первого вечного двигателя.

В реальности такая система не работает. Если сделать только две трубочки на разных сторонах колеса, то его действительно перевесит, но когда их много, разное положение жидкости в каждом все равно уравновесит систему и вращения не будет.

У Бхаскара были последователи, которые предлагали вместо жидкости использовать меняющие свое положение грузы. Кончено, все эти проекты были обречены на провал и постепенно первоначальная идея конструкции вечного двигателя сменялась другими.

Одна из вариаций на тему вечного двигателя Бхаскара.

Вечный двигатель Архимеда

На самом деле сам Архимед не изобретал никакого вечного двигателя. Он только сформулировал закон, согласно которому и работает следующая система. С этим законом знаком каждый, кто хоть раз бросал в воду мяч, поплавок или другой надувной предмет.

Так как то, что весит меньше, чем вода, выталкивается ей, это тоже можно использовать в качестве вечного двигателя и подобные концепты были. Например, можно попробовать поместить в систему шарики, которые будут всплывать из воды и раскручивать двигатель.

В этой конструкции не учтено только то, что невозможно сдержать выду в резервуаре, а если и возможно, то она будет давить на входящие поплавки с такой силой, которую не смогут компенсировать всплывающие.

Проблема в том, что в замкнутой системе отработанные шарики надо снова погружать в воду, а на это нужно больше энергии, чем появляется при всплывании. Именно поэтому система почти моментально придет в равновесие и перестанет двигаться. Если только не заставить жидкость находиться с одной стороны, то удержать ее без потерь будет невозможно. Если ее постоянно подливать, то такой механизм уже не будет соответствовать основным требованиям, предъявляемым к вечному двигателю.

Самая большая подводная лодка и история создания субмарин

Вечный двигатель на противовесах

Еще одна система вечного двигателя подразумевает использование смещенной системы, в которой подвешенные на цепь грузы должны тянуть за собой всю конструкцию.

Вот так должна выглядеть эта система и крутиться против часовой стрелки, но она очень быстро придет в состояние равновесия.

Такую конструкцию предложил нидерландский математик Симон Стевин. В цепочку должны быть объединены 14 шаров. Эту цепочку надо перекинуть через треугольную призму. Согласно задумке, с одной стороны будет в два раза больше шаров и они будут тянуть всю систему. При этом шары, которые висят снизу, не участвуют в процессе, так как уравновешены и не должны мешать работе на призме.

Звучит здорово и логично, но та часть системы, где шаров в два раза больше, имеет более пологую плоскость и составляющая силы тяжести шаров с этой стороны будет меньше. В итоге, система опять придет в равновесие и быстро остановится.

Это тоже не вечный двигатель, а просто игрушка, так как кинетическая энергия будет теряться.

Новая разработка Tesla сделает электромобили почти вечными

Почему невозможно создать вечный двигатель

В первую очередь, создание вечного двигателя невозможно из-за того, что он нарушает многие сформулированные и проверенные столетиями (и тысячелетиями) законы физики. Выработать в результате движения больше энергии, чем затрачено на приведение системы в движение, просто невозможно.

А что если так?

С другой стороны, многое раньше считалось невозможным. Вдруг человечество так до сих пор и не смогло найти фундаментальную ошибку ученых прошлого? Если вы хотели попробовать — попробуйте! Если не хотели заниматься этим, но у вас есть идея, которой вы готовы поделиться, то сделайте это в нашем Telegram-чате или в комментариях к статье.

Подробнее..

История самого известного самолета в мире и почему его больше нет

08.08.2020 00:19:35 | Автор: admin

Таких самолетов больше нет. А жаль…

Многие люди часто спрашивают, почему мы сейчас не летаем на сверхзвуковой скорости в гражданской авиации. Однозначного ответа на этот отчасти риторический вопрос нет, так как к такому положению дел привело слишком много факторов. Возможно, со временем сверхзвук вернется в жизнь простых путешественников, но пока говорить о нем рано. Даже несмотря на существование образцов, которые реально летали больше полувека назад, сейчас все так, как есть. Все это очень сложно, но в то же время интересно. В этой статье мы поговорим о том, что из себя представлял самолет, который все знали. Если кто-то еще путается в названиях и может не вспомнить, под каким номером модели выпускался сверхзвуковой пассажирский ТУ, то «Конкорд» вспомнят все.

Кто делал Конкорд

Примерно в середине сороковых годов мировые лидеры того времени, такие, как США, СССР, Германия (еще нацистская), Великобритания и Франция получили технологии, способные приводить в действие летательные аппараты при помощи реактивной тяги, а не винтов. Такие технологии помогли создать принципиально новое поколение военных самолетов, которые имели полное преимущество в воздухе над винтовыми аналогами за счет своей скорости и маневренности.

Все это привело к массовому переходу на реактивную тягу не только в военной, но и в гражданской авиации. В итоге все самолеты начали летать быстрее, а спустя всего 10 лет, примерно в середине пятидесятых, начали появляться первые самолеты, которые могли летать быстрее скорости звука. Опять же, ими сначала были небольшие самолеты для нужд армии, но державы того времени не упускали возможности создать гражданский самолет, который сможет лететь, обгоняя звуковые волны.

Скорость звука в воздухе (или другом газе) сильно зависит от его плотности, температуры, взвеси и других параметров. Принято считать, что скорость звука в воздухе составляет примерно 331 метр в секунду или примерно 1190 километров в час.

Первый сверхзвуковой самолет

Первым сверхзвуковым самолетом считается North American F-100 Super Sabre, первый полет которого состоялся в мае 1953 года. Уже осенью того же года он поступил на вооружение американской армии.

North American F-100 Super Sabre. Первый сверхзвуковой самолет в мире.

Скорость Super Sabre составляла примерно 1,3 Маха. Число Маха представляет собой отношение скорости самолета к скорости звука в данных условиях среды. Проще говоря, на этой же высоте. То есть число Маха может меняться в зависимости от высоты и одно и то же количество километров в час будет на разной высоте соответствовать разному числу Маха.

Если не усложнять, то 1,3 Маха это примерно 1550 километров в час. Современные образцы летают на скоростях до 3 500 километров в час, а рекорды на специальных моделях переваливают за 10 000 километров в час.

Первым пассажирским сверхзвуковым самолетом как раз стал ТУ-144, который поднялся в воздух 31 декабря 1968 года. О нем мы погорим в отдельной статье, которую вы точно не пропустите, если подпишитесь на наш новостной Telegram-канал. Пока вернемся к европейскому сверхзвуку.

Чем отличаются крылатые и баллистические ракеты и какие они ещё бывают?

Когда появился Конкорд

Первый проект по созданию сверхзвукового пассажирского самолета Великобритания и Франция вынашивали еще в 1956 году. Позже именно они объединили свои усилия и наработки, чтобы создать тот самый самолет мечты. В отличии от нынешнего Dreamliner (Boeing 787), название которого тоже переводится, как «самолет мечты», Concorde действительно был шедевром и прорывом.

На фоне Конкорда Boeing-787 вовсе не «самолет мечты».

Все части самолета собирались во Франции или в Великобритании, кроме стоек шасси. Их доверили Испании

Первый полет он совершил 2 марта 1969 года, а уже в мае того же года был представлен на международном авиасалоне в Ле-Бурже. Самолет разрабатывался двумя странами, исторические отношения между которыми сложно назвать гладкими. Наверное, именно поэтому он получил свое название, которое в переводе с французского означает «Согласие».

Характеристики Конкорда

  • Экипаж: 3 человека (командир, пилот, бортинженер)
  • Пассажировместимость: 92 (Air France) или 100 (British Airways)
  • Длина: 56,24 (61,66) м
  • Размах крыла: 25,57 м
  • Высота: 12,19 (11,58) м
  • Площадь крыла: 358,6 м
  • Масса пустого: 78700 кг
  • Максимальная взлётная масса: 187700 кг
  • Масса полезной нагрузки: 12000 кг
  • Двигатели: 4 ТРДФ Rolls-Royce / SNECMA «Olympus» 593
  • Расход топлива: 20 500 кг/час при числе Маха 2,0 на высоте 18 км
  • Удельный расход топлива 110,0 г/пасс.-км
  • Крейсерская скорость: 2 200 км/ч.
  • Практическая дальность: 6470 км (с нагрузкой 8845кг при М=2,05 на высоте 16000 м).
  • Перегоночная дальность: 7250 км.
  • Практический потолок: 18300 м.
  • Скороподъёмность: 25,41 м/с.

Сколько стоил полет на Конкорде

Несмотря на первоначальный успех модели и ее революционность, вскоре выяснилось, что с экономической точки зрения она совершенно невыгодна. Летал самолет в основном по маршруту из Парижа в Нью-Йорк и обратно. Время в пути занимало всего три часа, но за это время самолет выжигал до 8 тонн топлива на одну тонну полезной нагрузки. Если грубо, то для доставки к месту назначения 10 человек с одним чемоданом каждый, требовалось 8 тонн топлива.

8 тонн топлива для доставки одной тонны полезной нагрузки — та ее экономичность.

При этом самолет требовал более дорогого и долгого обслуживания. Конкорд работал в более сложных условиях, чем обычные лайнеры, и кроме обычного обслуживания, надо было еще проверять прочность конструкции, иногда даже с использованием рентгеновского оборудования. Все это приводило к долгим простоям и даже на земле самолет требовал на свое содержание очень много денег. Не говоря уже о закупочной стоимости самого борта, которая тоже была намного выше, чем у обычного реактивного самолета.

Высокой стоимость была только в начале, когда выяснилось, что самолеты очень сложные для получения с них прибыли, они отдавались за символическую цену. Французские авиакомпании покупали их за один франк, английские - за 1 фунт. Но они брали на себя обязательство эксплуатировать самолеты и продавать их только по такой же символической цене

В разное время полет на Конкорде стоил по-разному, но можно усредненно говорить о цене в 10-11 тысяч долларов. Столько стоил билет из Парижа в Нью-Йорк и обратно. Даже сейчас сумма кажется очень большой. Тогда это было целое состояние и далеко не все могли себе позволить регулярно летать по делам на таком самолете. Многие пассажиры брали на него билет просто как на аттракцион.

Полетали бы на этом красавце за 10+ тысяч долларов?

Когда Конкорд совершал свой последний рейс, цены на него на аукционах поднимались до 60 тысяч долларов.

На какой высоте и с какой скоростью летал Конкорд

Возможность перелететь через Атлантику всего за три часа достигалась за счет того, что самолет разгонялся до скорости примерно 2 200 километров в час. Делал он это на высоте 18 000 — 18 500 метров. Благодаря полетам на такой большой высоте Конкорд мог себе позволит не петлять по воздушным коридорам, теряя на этом время, а двигаться по максимально короткой прямой.

За время длительного полета на большой скорости температура носовой части самолета могла подниматься до 130 градусов Цельсия, а на кончиках крыла доходить до 100 градусов

Движение с такой большой скоростью было бы не возможно при сохранении традиционной аэродинамической схемы. Так как сопротивление воздуха пропорционально квадрату скорости, конструкция должна быть намного более прочной. При увеличении скорости почти в три раза, сопротивление увеличивается примерно в девять раз. Также аэродинамика должна быть не в форме капли, чтобы воздух ее обтекал, а в форме клина, чтобы буквально прокалывать воздух, не создавая перед носом зону повышенного давления.

Именно такая форма планера позволяет преодолевать скорость звука.

Крылья тоже должны быть более компактными, так как на такой скорости подъемной силы и так хватает. В итоге они были сделаны в форме треугольников, смещенных назад. Если говорить больше с технической стороны, то такая схема самолета называется «бесхвостка» и сделана она с низкорасположенным треугольным крылом оживальной формы (промежуточная между конусом и эллипсоидом). Так получилось сделать их более обтекаемыми и более прочными, но был и один серьезный минус такой компоновки.

Если не вдаваться в тонкости сложной топливной системы Конкорда, можно только сказать, что она состояла из 17 баков общим объемом 119 280 литров. При переходе на сверхзвук через балансировочные камеры топливо перемещалось между баками. Потом скорость увеличивалась и топливо снова перемещалось. Уже после этого самолет набирал максимальную скорость.

Салон сверхзвукового самолета

Изначально предполагалось три варианты компоновки салона Конкорда — от 108 до 144 пассажиров. В итоге сертификацию он получил на перевозку 128 пассажиров, но такая компоновка никогда не использовалась. Все самолеты изначально вмещали 108 человек, но эксплуатировавшие их British Airways и Air France привели салон к тому, что в нем было ровно 100 человек.

Вот так скромно выглядел салон Конкорда.

Больше в него было не уместить, так как его ширина составляла всего 2,62 метра. Это даже меньше, чем у ТУ-134. В итоге слева и справа от прохода в каждом ряду было всего по два кресла. При этом гермокабина Конкорда занимала 85% его общего объема.

Самолеты с вертикальным взлетом. Как они работают и зачем нужны

Почему у сверхзвукового самолёта опускается нос

Конструкция носовой части пассажирских сверхзвуковых самолетов сделана такой не для красоты. Опускающийся нос выполняет очень важную функцию. Только благодаря ему получается посадить самолет.

В том числе из-за недостаточной подъемной силы крыла такого самолета на небольшой скорости, перед посадкой приходилось очень высоко задирать нос. В том случае пилоты просто не могли визуально контролировать подлет к полосе. Садиться вслепую тоже было плохой идеей и поэтому приходилось выкручиваться из положения.

Заход на посадку должен был быть именно таким.

При рулежке и взлете носовой обтекатель опускался всего на пять градусов. Этого было достаточно. При посадке и заходе на посадку он отклонялся на 12,5 градусов. Еще было дополнительное остекление. Оно поднималось в основной полетной конфигурации при числах Маха больше 0,8.

Откидной нос помогал сделать так, чтобы носовой обтекатель не перекрывал обзор пилотам. Кроме этого, можно было сделать так, чтобы они смотрели на полосу через более вертикально расположенные стекла. Из-за этого было меньше искажений и безопасность становилась намного выше.

В итоге нос опускался, когда он был не нужен. Аэродинамика самолета в этом варианте оставляла желать лучшего, но все исправлялось, когда нос был поднят. Он придавал конструкции нужную форму и делал обводы кабины более обтекаемыми.

Интересно, что для обеспечения безопасной посадки при таком большом угле атаки как у Конкорда, он был сделан выше (высота стоек составляла 3,5 метра) и пришлось немного менять схему обслуживания в аэропорту. В шутку самолет даже называли цаплей.

Вот поэтому его называли цаплей.

Почему самолеты не летают быстрее

Учитывая все сказанное и то, что сверхзвуковой авиации уже больше полувека, многие спрашивают, почему самолеты не могут летать быстрее. Даже не говоря о сверхзвуковых самолетах, неужели нельзя просто взять и заставить обычный самолет лететь быстрее?

Можно, и они способны преодолевать те самые 800-900 километров в час, которые часто становятся крейсерской скоростью обычных лайнеров. Вот только делать это нет смысла. Расходы вырастут значительно, а время в пути сократится буквально на 10 минут. Особенно, если перелет не дальний.

Про Конкорд даже писали книги, но он оказался не тем, что нужно людям.

Все из-за того, что самолет не летит на максимальной скорости начиная с самого отрыва от полосы. Скорость он набирает постепенно по мере взлета и набора высоты. Только на эшелоне скорость подбирается к той, которая и является максимальной в этом полете. Перед посадкой она тоже постепенно начинает сбрасываться. В итоге полет с большей скоростью можно сравнить со стоянием в пробке в течение 10 километров, в середине которой есть небольшой свободный кусок. Не так важно, будешь ты там ехать со скоростью 90 или 100 километров в час.

В некоторых рейсах, впрочем, самолеты переваливают за 1 000 километров в час и даже поднимаются на более высокие эшелоны, вплоть до 12 000 метров, но это скорее исключение, чем правило. Обычно полеты реактивных пассажирских самолетов проходят на высоте 10 000 — 11 000 метров и на скорости 850-900 километров в час.

Почему больше нет сверхзвуковых пассажирских самолетов

ТУ-144 хоть и был во многом лучше Конкорда, но он очень быстро отсеялся. Про это я расскажу в отдельной статье. Проект Boeing по организации сверхзвуковых пассажирских перевозок так и не достиг своей реализации. Конкорд просто стал никому не нужен.

Boeing тоже пыталась, но не смогла.

На самом деле, спрос на него может и был бы, но авиакомпании все больше теряли терпение от того, сколько денег они тратили на перевозки, часто просто не окупая их. В итоге, к окончанию истории самого известного пассажирского сверхзвукового самолета привело трагическое обстоятельство.

Крушение Конкорда в 2000 году

Единственная на сегодняшний день (маловероятно, что они снова начнут летать) авария Конкорда произошла 25 июля 2000 года — 20 лет назад. В результате инцидента самолет загорелся и упал на отель, который находился рядом с аэропортом.

Так выглядела единственная катастрофа Конкорда.

Следствие установило, что авария произошла из-за куска колеса, который остался на полосе после взлета DC-10. Этот кусок пробил крыло Конкорда, которые шел на взлет и в результате этого вспыхнул пожар, самолет потерял два двигателя и уже не мог обеспечить себе достаточной тяги во взлетном режиме. Хотя, она бы все равно не спасла, учитывая возгорание.

За столько лет работы была только одна катастрофа с участием Конкорда и то это не было конструктивным просчетом, а стечением обстоятельств

В результате крушения погибло 100 пассажиров, 9 членов экипажа и 4 человека на земле. Авария еще больше подкосила и без того туманное будущее самолета и к 2003 году эксплуатация этого воздушного судна окончательно прекратилась.

Где сейчас Конкорды

Конкорд был культовым самолетом, который за 23 года эксплуатации перевез по всему мире около 4 миллионов пассажиров и бесславно уйти на пенсию он просто не мог. Последний рейс для многих был, что называется, со слезами на глазах. Теперь эти самолеты можно найти только в музеях и на постаментах.

Даже сейчас мало кто может зайти в кабину Конкорда, а она была интересной для своего времени.

Всего было выпущено 20 Конкордов и все они, за исключением двух, находятся в музеях или на специальных площадках. Не получится посмотреть только на борт, с заводским номером 211, который разобрали на запчасти для других Конкордов и борт 203, который разбился в Париже.

Что касается заводских номеров, то те, что начинаются на 0, являются прототипами. На 1 начинаются предсерийные образцы. Если в начале номера стоит 2, например, 203, то это серийно выпускавшиеся машины

Примерно две трети самолетов эксплуатировались до 2003 года. Сейчас самый молодой самолет находится в Имперском военном музее (Дасфорд, Великобритания). Его налет составляет всего 632 часа (с 1971 по 1977 год). Самый повидавший борт стоит в Музее Моря, Воздуха и Космоса Интерпид (Нью-Йорк, США). Налет этого самолета составил 23 397 часов в период 1976 по 2003 год.

Конкорд в аэропорту Шарля Де Голя. Он все еще хочет летать…

Один из самых известных выставленных Конкордов сейчас встречает путешественников в аэропорту Шарля Де Голля в Париже. А самый первый Конкорд, выпущенный 2 марта 1969 года под номером 001, налетал всего 812 часов и стоит в Аэрокосмическом музее в Ле Бурже, Франция.

Подробнее..

История самого известного самолета в мире и почему Конкорд больше не летает

08.08.2020 10:07:09 | Автор: admin

Таких самолетов больше нет. А жаль…

Многие люди часто спрашивают, почему мы сейчас не летаем на сверхзвуковой скорости в гражданской авиации. Однозначного ответа на этот отчасти риторический вопрос нет, так как к такому положению дел привело слишком много факторов. Возможно, со временем сверхзвук вернется в жизнь простых путешественников, но пока говорить о нем рано. Даже несмотря на существование образцов, которые реально летали больше полувека назад, сейчас все так, как есть. Все это очень сложно, но в то же время интересно. В этой статье мы поговорим о том, что из себя представлял самолет, который все знали. Если кто-то еще путается в названиях и может не вспомнить, под каким номером модели выпускался сверхзвуковой пассажирский ТУ, то «Конкорд» вспомнят все.

Кто делал Конкорд

Примерно в середине сороковых годов мировые лидеры того времени, такие, как США, СССР, Германия (еще нацистская), Великобритания и Франция получили технологии, способные приводить в действие летательные аппараты при помощи реактивной тяги, а не винтов. Такие технологии помогли создать принципиально новое поколение военных самолетов, которые имели полное преимущество в воздухе над винтовыми аналогами за счет своей скорости и маневренности.

Все это привело к массовому переходу на реактивную тягу не только в военной, но и в гражданской авиации. В итоге все самолеты начали летать быстрее, а спустя всего 10 лет, примерно в середине пятидесятых, начали появляться первые самолеты, которые могли летать быстрее скорости звука. Опять же, ими сначала были небольшие самолеты для нужд армии, но державы того времени не упускали возможности создать гражданский самолет, который сможет лететь, обгоняя звуковые волны.

Скорость звука в воздухе (или другом газе) сильно зависит от его плотности, температуры, взвеси и других параметров. Принято считать, что скорость звука в воздухе составляет примерно 331 метр в секунду или примерно 1190 километров в час.

Первый сверхзвуковой самолет

Первым сверхзвуковым самолетом считается North American F-100 Super Sabre, первый полет которого состоялся в мае 1953 года. Уже осенью того же года он поступил на вооружение американской армии.

North American F-100 Super Sabre. Первый сверхзвуковой самолет в мире.

Скорость Super Sabre составляла примерно 1,3 Маха. Число Маха представляет собой отношение скорости самолета к скорости звука в данных условиях среды. Проще говоря, на этой же высоте. То есть число Маха может меняться в зависимости от высоты и одно и то же количество километров в час будет на разной высоте соответствовать разному числу Маха.

Если не усложнять, то 1,3 Маха это примерно 1550 километров в час. Современные образцы летают на скоростях до 3 500 километров в час, а рекорды на специальных моделях переваливают за 10 000 километров в час.

Первым пассажирским сверхзвуковым самолетом как раз стал ТУ-144, который поднялся в воздух 31 декабря 1968 года. О нем мы погорим в отдельной статье, которую вы точно не пропустите, если подпишитесь на наш новостной Telegram-канал. Пока вернемся к европейскому сверхзвуку.

Чем отличаются крылатые и баллистические ракеты и какие они ещё бывают?

Когда появился Конкорд

Первый проект по созданию сверхзвукового пассажирского самолета Великобритания и Франция вынашивали еще в 1956 году. Позже именно они объединили свои усилия и наработки, чтобы создать тот самый самолет мечты. В отличии от нынешнего Dreamliner (Boeing 787), название которого тоже переводится, как «самолет мечты», Concorde действительно был шедевром и прорывом.

На фоне Конкорда Boeing-787 вовсе не «самолет мечты».

Все части самолета собирались во Франции или в Великобритании, кроме стоек шасси. Их доверили Испании

Первый полет он совершил 2 марта 1969 года, а уже в мае того же года был представлен на международном авиасалоне в Ле-Бурже. Самолет разрабатывался двумя странами, исторические отношения между которыми сложно назвать гладкими. Наверное, именно поэтому он получил свое название, которое в переводе с французского означает «Согласие».

Характеристики Конкорда

  • Экипаж: 3 человека (командир, пилот, бортинженер)
  • Пассажировместимость: 92 (Air France) или 100 (British Airways)
  • Длина: 56,24 (61,66) м
  • Размах крыла: 25,57 м
  • Высота: 12,19 (11,58) м
  • Площадь крыла: 358,6 м
  • Масса пустого: 78700 кг
  • Максимальная взлётная масса: 187700 кг
  • Масса полезной нагрузки: 12000 кг
  • Двигатели: 4 ТРДФ Rolls-Royce / SNECMA «Olympus» 593
  • Расход топлива: 20 500 кг/час при числе Маха 2,0 на высоте 18 км
  • Удельный расход топлива 110,0 г/пасс.-км
  • Крейсерская скорость: 2 200 км/ч.
  • Практическая дальность: 6470 км (с нагрузкой 8845кг при М=2,05 на высоте 16000 м).
  • Перегоночная дальность: 7250 км.
  • Практический потолок: 18300 м.
  • Скороподъёмность: 25,41 м/с.

Сколько стоил полет на Конкорде

Несмотря на первоначальный успех модели и ее революционность, вскоре выяснилось, что с экономической точки зрения она совершенно невыгодна. Летал самолет в основном по маршруту из Парижа в Нью-Йорк и обратно. Время в пути занимало всего три часа, но за это время самолет выжигал до 8 тонн топлива на одну тонну полезной нагрузки. Если грубо, то для доставки к месту назначения 10 человек с одним чемоданом каждый, требовалось 8 тонн топлива.

8 тонн топлива для доставки одной тонны полезной нагрузки — та ее экономичность.

При этом самолет требовал более дорогого и долгого обслуживания. Конкорд работал в более сложных условиях, чем обычные лайнеры, и кроме обычного обслуживания, надо было еще проверять прочность конструкции, иногда даже с использованием рентгеновского оборудования. Все это приводило к долгим простоям и даже на земле самолет требовал на свое содержание очень много денег. Не говоря уже о закупочной стоимости самого борта, которая тоже была намного выше, чем у обычного реактивного самолета.

Высокой стоимость была только в начале, когда выяснилось, что самолеты очень сложные для получения с них прибыли, они отдавались за символическую цену. Французские авиакомпании покупали их за один франк, английские - за 1 фунт. Но они брали на себя обязательство эксплуатировать самолеты и продавать их только по такой же символической цене

В разное время полет на Конкорде стоил по-разному, но можно усредненно говорить о цене в 10-11 тысяч долларов. Столько стоил билет из Парижа в Нью-Йорк и обратно. Даже сейчас сумма кажется очень большой. Тогда это было целое состояние и далеко не все могли себе позволить регулярно летать по делам на таком самолете. Многие пассажиры брали на него билет просто как на аттракцион.

Полетали бы на этом красавце за 10+ тысяч долларов?

Когда Конкорд совершал свой последний рейс, цены на него на аукционах поднимались до 60 тысяч долларов.

На какой высоте и с какой скоростью летал Конкорд

Возможность перелететь через Атлантику всего за три часа достигалась за счет того, что самолет разгонялся до скорости примерно 2 200 километров в час. Делал он это на высоте 18 000 — 18 500 метров. Благодаря полетам на такой большой высоте Конкорд мог себе позволит не петлять по воздушным коридорам, теряя на этом время, а двигаться по максимально короткой прямой.

За время длительного полета на большой скорости температура носовой части самолета могла подниматься до 130 градусов Цельсия, а на кончиках крыла доходить до 100 градусов

Движение с такой большой скоростью было бы не возможно при сохранении традиционной аэродинамической схемы. Так как сопротивление воздуха пропорционально квадрату скорости, конструкция должна быть намного более прочной. При увеличении скорости почти в три раза, сопротивление увеличивается примерно в девять раз. Также аэродинамика должна быть не в форме капли, чтобы воздух ее обтекал, а в форме клина, чтобы буквально прокалывать воздух, не создавая перед носом зону повышенного давления.

Именно такая форма планера позволяет преодолевать скорость звука.

Крылья тоже должны быть более компактными, так как на такой скорости подъемной силы и так хватает. В итоге они были сделаны в форме треугольников, смещенных назад. Если говорить больше с технической стороны, то такая схема самолета называется «бесхвостка» и сделана она с низкорасположенным треугольным крылом оживальной формы (промежуточная между конусом и эллипсоидом). Так получилось сделать их более обтекаемыми и более прочными, но был и один серьезный минус такой компоновки.

Если не вдаваться в тонкости сложной топливной системы Конкорда, можно только сказать, что она состояла из 17 баков общим объемом 119 280 литров. При переходе на сверхзвук через балансировочные камеры топливо перемещалось между баками. Потом скорость увеличивалась и топливо снова перемещалось. Уже после этого самолет набирал максимальную скорость.

Салон сверхзвукового самолета

Изначально предполагалось три варианты компоновки салона Конкорда — от 108 до 144 пассажиров. В итоге сертификацию он получил на перевозку 128 пассажиров, но такая компоновка никогда не использовалась. Все самолеты изначально вмещали 108 человек, но эксплуатировавшие их British Airways и Air France привели салон к тому, что в нем было ровно 100 человек.

Вот так скромно выглядел салон Конкорда.

Больше в него было не уместить, так как его ширина составляла всего 2,62 метра. Это даже меньше, чем у ТУ-134. В итоге слева и справа от прохода в каждом ряду было всего по два кресла. При этом гермокабина Конкорда занимала 85% его общего объема.

Самолеты с вертикальным взлетом. Как они работают и зачем нужны

Почему у сверхзвукового самолёта опускается нос

Конструкция носовой части пассажирских сверхзвуковых самолетов сделана такой не для красоты. Опускающийся нос выполняет очень важную функцию. Только благодаря ему получается посадить самолет.

В том числе из-за недостаточной подъемной силы крыла такого самолета на небольшой скорости, перед посадкой приходилось очень высоко задирать нос. В том случае пилоты просто не могли визуально контролировать подлет к полосе. Садиться вслепую тоже было плохой идеей и поэтому приходилось выкручиваться из положения.

Заход на посадку должен был быть именно таким.

При рулежке и взлете носовой обтекатель опускался всего на пять градусов. Этого было достаточно. При посадке и заходе на посадку он отклонялся на 12,5 градусов. Еще было дополнительное остекление. Оно поднималось в основной полетной конфигурации при числах Маха больше 0,8.

Откидной нос помогал сделать так, чтобы носовой обтекатель не перекрывал обзор пилотам. Кроме этого, можно было сделать так, чтобы они смотрели на полосу через более вертикально расположенные стекла. Из-за этого было меньше искажений и безопасность становилась намного выше.

В итоге нос опускался, когда он был не нужен. Аэродинамика самолета в этом варианте оставляла желать лучшего, но все исправлялось, когда нос был поднят. Он придавал конструкции нужную форму и делал обводы кабины более обтекаемыми.

Интересно, что для обеспечения безопасной посадки при таком большом угле атаки как у Конкорда, он был сделан выше (высота стоек составляла 3,5 метра) и пришлось немного менять схему обслуживания в аэропорту. В шутку самолет даже называли цаплей.

Вот поэтому его называли цаплей.

Почему самолеты не летают быстрее

Учитывая все сказанное и то, что сверхзвуковой авиации уже больше полувека, многие спрашивают, почему самолеты не могут летать быстрее. Даже не говоря о сверхзвуковых самолетах, неужели нельзя просто взять и заставить обычный самолет лететь быстрее?

Можно, и они способны преодолевать те самые 800-900 километров в час, которые часто становятся крейсерской скоростью обычных лайнеров. Вот только делать это нет смысла. Расходы вырастут значительно, а время в пути сократится буквально на 10 минут. Особенно, если перелет не дальний.

Про Конкорд даже писали книги, но он оказался не тем, что нужно людям.

Все из-за того, что самолет не летит на максимальной скорости начиная с самого отрыва от полосы. Скорость он набирает постепенно по мере взлета и набора высоты. Только на эшелоне скорость подбирается к той, которая и является максимальной в этом полете. Перед посадкой она тоже постепенно начинает сбрасываться. В итоге полет с большей скоростью можно сравнить со стоянием в пробке в течение 10 километров, в середине которой есть небольшой свободный кусок. Не так важно, будешь ты там ехать со скоростью 90 или 100 километров в час.

В некоторых рейсах, впрочем, самолеты переваливают за 1 000 километров в час и даже поднимаются на более высокие эшелоны, вплоть до 12 000 метров, но это скорее исключение, чем правило. Обычно полеты реактивных пассажирских самолетов проходят на высоте 10 000 — 11 000 метров и на скорости 850-900 километров в час.

Почему больше нет сверхзвуковых пассажирских самолетов

ТУ-144 хоть и был во многом лучше Конкорда, но он очень быстро отсеялся. Про это я расскажу в отдельной статье. Проект Boeing по организации сверхзвуковых пассажирских перевозок так и не достиг своей реализации. Конкорд просто стал никому не нужен.

Boeing тоже пыталась, но не смогла.

На самом деле, спрос на него может и был бы, но авиакомпании все больше теряли терпение от того, сколько денег они тратили на перевозки, часто просто не окупая их. В итоге, к окончанию истории самого известного пассажирского сверхзвукового самолета привело трагическое обстоятельство.

Крушение Конкорда в 2000 году

Единственная на сегодняшний день (маловероятно, что они снова начнут летать) авария Конкорда произошла 25 июля 2000 года — 20 лет назад. В результате инцидента самолет загорелся и упал на отель, который находился рядом с аэропортом.

Так выглядела единственная катастрофа Конкорда.

Следствие установило, что авария произошла из-за куска колеса, который остался на полосе после взлета DC-10. Этот кусок пробил крыло Конкорда, которые шел на взлет и в результате этого вспыхнул пожар, самолет потерял два двигателя и уже не мог обеспечить себе достаточной тяги во взлетном режиме. Хотя, она бы все равно не спасла, учитывая возгорание.

За столько лет работы была только одна катастрофа с участием Конкорда и то это не было конструктивным просчетом, а стечением обстоятельств

В результате крушения погибло 100 пассажиров, 9 членов экипажа и 4 человека на земле. Авария еще больше подкосила и без того туманное будущее самолета и к 2003 году эксплуатация этого воздушного судна окончательно прекратилась.

Где сейчас Конкорды

Конкорд был культовым самолетом, который за 23 года эксплуатации перевез по всему мире около 4 миллионов пассажиров и бесславно уйти на пенсию он просто не мог. Последний рейс для многих был, что называется, со слезами на глазах. Теперь эти самолеты можно найти только в музеях и на постаментах.

Даже сейчас мало кто может зайти в кабину Конкорда, а она была интересной для своего времени.

Всего было выпущено 20 Конкордов и все они, за исключением двух, находятся в музеях или на специальных площадках. Не получится посмотреть только на борт, с заводским номером 211, который разобрали на запчасти для других Конкордов и борт 203, который разбился в Париже.

Что касается заводских номеров, то те, что начинаются на 0, являются прототипами. На 1 начинаются предсерийные образцы. Если в начале номера стоит 2, например, 203, то это серийно выпускавшиеся машины

Примерно две трети самолетов эксплуатировались до 2003 года. Сейчас самый молодой самолет находится в Имперском военном музее (Дасфорд, Великобритания). Его налет составляет всего 632 часа (с 1971 по 1977 год). Самый повидавший борт стоит в Музее Моря, Воздуха и Космоса Интерпид (Нью-Йорк, США). Налет этого самолета составил 23 397 часов в период 1976 по 2003 год.

Конкорд в аэропорту Шарля Де Голя. Он все еще хочет летать…

Один из самых известных выставленных Конкордов сейчас встречает путешественников в аэропорту Шарля Де Голля в Париже. А самый первый Конкорд, выпущенный 2 марта 1969 года под номером 001, налетал всего 812 часов и стоит в Аэрокосмическом музее в Ле Бурже, Франция.

Подробнее..

Категории

Последние комментарии

© 2006-2020, umnikizdes.ru