Новости науки
Как считают специалисты NASA, наиболее драматическим и удивительным периодом развития Вселенной были первые доли секунды ее существования. За ничтожно малое время Вселенная прошла стадии скалярного поля, барионной асимметрии и электрослабого фазового перехода, расширилась в несколько триллионов раз и остыла на триллионы градусов. Флуктуации температуры и плотности расширяющейся Вселенной создали, в свою очередь, гравитационные флуктуации (аномальные области), в которых около 350 тыс. лет с момента Большого взрыва образовались скопления молодых галактик.
Уточненный возраст Вселенной составляет 13,77 млрд лет. А отсюда, доступная для нашего восприятия область пространства тоже ограничена расстоянием в 13,77 млрд световых лет. Обнаруженный лимит обусловлен фундаментальными физическими принципами (в том числе и скоростью распространения фотонов света в вакууме) и слабо связан с техническим развитием.
Кроме уточнения возраста Вселенной, проект WMAP несколько прояснил и детали ее эволюции и природу современного состояния. Анализ показывает, что Вселенная состоит из привычного барионного вещества (нейтральные атомы и ионы, молекулы, протоны и нейтроны и т. д.) лишь на 4,6%. Какой-то процент составляет и лептонный компонент (прежде всего – электроны и нейтрино). Остальные 95,4% плотности Вселенной представлены абсолютно иной формой материи и энергии.
Согласно результатам выполненных специалистами NASA исследований, уточненный возраст Вселенной составляет 13,77 миллиардов лет, сообщила вчера пресс-служба NASA.
Из этих результатов следует вывод, что доступная для восприятия граница Вселенной находится в 13,77 миллиардах световых лет от Солнечной системы (световой год составляет около 9460,73 миллиардов километров). Это объективное ограничение существует из-за конечности скорости света в вакууме.
По мнению исследователей, наиболее интересными для науки были первые после Большого Взрыва доли секунды существования Вселенной, которая за этот малый промежуток времени прошла несколько стадий преобразований материи, остыла на триллионы градусов и расширилась в триллионы раз.
Галактики сформировались в первые 350 тысяч лет существования Вселенной в аномальных областях, которые образовались за счет неравномерности температуры и плотности при расширении в различных направлениях.
Кроме уточнения возраста Вселенной, были выполнены исследования ее современного состава. Так, из привычного для восприятия людьми вещества (атомы, ионы, элементарные частицы) она состоит всего на 4,6%. Незначительную долю составляют электроны и нейтрино. Остальные 95,4% плотности составляет абсолютно иная форма материи и энергии.
Физики начали сеанс столкновений протонов и ионов свинца на Большом адронном коллайдере (БАК) — последнюю серию экспериментов перед 20-месячной остановкой ускорителя для модернизации и подготовки к работе на более высокой энергии. Об этом сообщает веб-сайт коллайдера.
Эксперимент позволит ученым лучше понять физику ионных столкновений, интересных с точки зрения получения кварк-глюонной плазмы — первородного вещества Вселенной.
Исследователи используют протоны в качестве своего рода зондов для «прощупывания» ионов, чтобы лучше понять их внутреннее устройство и результаты, полученные при ион-ионных столкновениях.
Первый такой эксперимент был проведен еще в сентябре 2012 года. Он продолжался несколько часов, но дал существенные научные результаты. Теперь коллайдер будет работать в протон-ядерном режиме до середины февраля.
Затем Большой адронный коллайдер будет остановлен на ремонт. После перерыва ученые рассчитывают увеличить суммарную энергию столкновений протонов с нынешних 8 тераэлектронвольт до 14 тераэлектронвольт.
Астрономы представили новое фото космических «пуль», прорывающих плотные газовые облака на сверзвуковых скоростях в широко известной туманности Ориона.
Так называемые «пули Ориона» представляют собой на самом деле огромные образования из газа, содержащего атомы железа, сказали учёные. Они выделяются как яркие голубые пятна на этом новом снимке, полученном обсерваторией «Джемини юг», расположенной в Чили.
Размеры каждой такой космической «пули» примерно в десять раз больше орбиты Плутона вокруг Солнца, говорят исследователи. Плутон находится приблизительно в 49 раз дальше от Солнца, чем Земля, расстояние от которой до нашего светила составляет примерно 150 миллионов километров.
Астрономы думают, что космические «пули» были выброшены из глубины туманности, вероятно, приведённые в движение мощными ветрами, выталкивающими газ со сверхзвуковой скоростью из области с активным звездообразованием наружу, за пределы поля обзора этого снимка.
Астрономы обнаружили заманчивые следы химического предшественника строительных блоков для жизненных форм неподалёку от области с высоким звездообразованием, находящейся на расстоянии примерно в 1000 световых лет от Земли.
Сигнал, поступивший от молекулы гидроксиламина, которая состоит из атомов азота, водорода и кислорода, пока что ещё требует дополнительного подтверждения. Но если проверка пройдёт успешно, это будет означать, что учёные обнаружили соединение, которое способно стать источником жизни на других планетах и могло играть важную роль в зарождении жизни на нашей с вами планете 3,7 миллиарда лет тому назад.
Согласно одной из современных теорий, ингредиенты, давшие начало жизни, могли сформироваться в холодных, наполненных газом, пылью и плазмой межзвёздных облаках, а уже затем с кометами и астероидами быть разнесёнными по планетам, рассказали учёные.
Исследование было представлено на 221-м ежегодном собрании Американского астрономического общества, проходившем в Лонг-Бич, Калифорния.
Источник
Астрономы открыли самую крупную из известных структур Вселенной, группу галактических ядер, которая простирается на 4 миллиарда световых лет от края до края.
Эта структура представляет собой большую группу квазаров (LQG), коллекцию сверхярких ядер галактик, свечение которых обусловлено присутствием в них сверхмассивных чёрных дыр. Эта конкретная группа настолько огромная, что её существование бросает вызов современной космологической теории, говорят исследователи.
Квазары являются самыми яркими объектами во Вселенной. Уже многие десятилетия учёные знали, что квазары склонны объединяться в гигантские кластеры, некоторые из которых составляют более 600 миллионов световых лет в диаметре. Однако новая LQC-рекордсмен, состоящая из 73 квазаров, простирается на 1,6 миллиарда световых лет по большинству направлений, а её самая длинная хорда составляет около 4 миллиардов световых лет.
На этом снимке Венеры можно рассмотреть любопытные атмосферные образования в форме полос. Замеченные впервые космическим аппаратом Mariner 10 в 1970-е, они могут быть обязаны своим появлением присутствию пыли и аэрозолей в атмосфере планеты, но их истинная природа пока точно не установлена. Снимок был получен венерианским орбитальным аппаратом НАСА Venus Express.
Венера является второй от Солнца планетой Солнечной системы и её период обращения вокруг нашей звезды составляет всего лишь 224,7 земных суток. Венера классифицируется как планета земного типа, и иногда её называют «сестрой Земли» из-за её схожести с нашей планетой по размерам, уровню гравитации и среднему химическому составу.
Однако при этом поверхность Венеры окружена плотным слоем облаков, состоящих из серной кислоты, атмосфера планеты является самой плотной из атмосфер всех планет земного типа и состоит почти целиком из углекислого газа, атмосферное давление на планете в 92 раза превышает земное, а температуры на поверхности достигают 462 градусов Цельсия, – что делает Венеру совершенно непригодной для существования на её поверхности любых вообразимых жизненных форм.
Астрономы присвоили звание крупнейшей из известных на настоящее время спиральных галактик зрелищному монстру, в пять раз большему, чем наша галактика Млечный путь.
Лауреатом в этой номинации стала NGC 6872, спиральная галактика с перемычкой, которая находится на расстоянии в 212 миллионов световых лет от нас в южном созвездии Павлина, объявили исследователи на собрании Американского астрономического общества 10 января. Расстояние между двумя гигантскими спиральными рукавами NGC 6872 составляет 522000 световых лет, в то время как для Млечного пути аналогичное расстояние составляет всего-навсего 100000 световых лет.
NGC 6872 уже несколько десятилетий располагалась в списке крупнейших из известных астрономам спиральных галактик. Но только сейчас, после детального изучения данных, собранных большим количеством научных инструментов, включая миссию НАСА Galaxy Evolution Explorer spacecraft, или GALEX, галактика получила свой чемпионский титул.
Необычные, недавно открытые структуры, находящиеся в атмосфере Венеры, переворачивают представление учёных о магнитной обстановке на второй от Солнца планете Солнечной системы.
Космический аппарат Venus Express Европейского космического агентства (ЕКА) заметил три огромных магнитных образования – называемых магнитными жгутами, – простирающихся на сотни километров в верхней части атмосферы Венеры над полюсами планеты.
Магнитные жгуты до этого были замечены и на других планетах, включая Землю. Эти жгуты помогают осуществлять перенос плазмы с одной стороны жгута к другой. Однако учёные пока не могут объяснить природу образования гигантских магнитных жгутов на Венере, не имеющей магнитного поля. До этого считалось, что на Венере способны формироваться лишь крохотные магнитные жгуты длиной до одного километра, но новое открытие, сделанное космическим аппаратом Venus Express, заставило исследователей усомниться в справедливости этого предположения.
Астрономы открыли самую далёкую на настоящий момент из сверхновых своего типа гигантскую вспыхнувшую звезду, которая может пролить свет на некоторые из глубочайших тайн Вселенной.
Сверхновая, получившая название SN SCP-0401, находится на расстоянии в 10 миллиардов световых лет от Земли – это означает, что звезда вспыхнула лишь спустя 3,7 миллиарда лет после Большого взрыва, который создал нашу Вселенную. Исследовательская команда, сделавшая это открытие, говорит, что SN SCP-0401 представляет собой самую далёкую подробно описанную сверхновую типа 1а. Вспышки этого типа обычно используется астрономами как стандартные источники света, позволяющие изучать ускоряющееся расширение Вселенной и таинственную тёмную энергию, которая, предположительно, отвечает за это расширение.
Результаты нового исследования были представлены на собрании Американского астрономического общества, проходящем в Лонг-Бич, Калифорния, а также будут в этом месяце опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.
Астрономы открыли гигантский астероидный пояс, вращающийся вокруг яркой звезды Веги. Эта находка может в конечном итоге привести к открытию целой планетной системы, говорят учёные.
Вега является одной из самых ярких звёзд на ночном небе, и она находится на расстоянии в 25 световых лет от Земли.
План недавно открытого астероидного пояса Веги демонстрирует, что звезда окружена как ледяным внешним астероидным поясом, так и «тёплым» внутренним поясом из космических камней, говорят исследователи. Наличие этих поясов подсказывает, что Вега может быть окружена многочисленными, ещё не открытыми планетами, добавляют они.
План системы с двумя астероидными поясами напоминает устройство нашей собственной Солнечной системы, в которой имеются внутренний астероидный пояс, находящийся между орбитами Марса и Юпитера, и внешний ледяной пояс, получивший название пояса Койпера, который лежит за пределами орбиты Нептуна.
Учёные представили свои находки на собрании Американского астрономического общества, проходящем в Лонг-Бич, Калифорния.
Американским ученым-физикам из университета Райса под руководством профессора Маттео Паскуали удалось создать из углеродных нанотрубок – одного из самых прочных материалов современности – гибкие «нити», которые способны проводить ток ничуть не хуже «классических» металлических проводников.
По физическим свойствам и даже внешнему виду полученные учеными провода действительно похожи на обыкновенные хлопчатобумажные нити. Однако они гораздо более прочные и отличаются крайне высокими показателями электро- и теплопроводности.
Ученые утверждают, что их нити из углеродных нанотрубок могут заменить провода из алюминия и меди уже в ближайшем будущем. Учитывая их прочность, их можно делать гораздо более тонкими, что позволит делать мобильную электронику еще более компактной.
Несбалансированная орбита так называемой «планеты-зомби», расположенной в пыльной звёздной системе, стала для астрономов полной неожиданностью.
Новые наблюдения планеты Фомальгаут b, проведённые космическим телескопом НАСА «Хаббл», открыли еёнеобычную орбиту, для которой ближняя к родительской звезде и наиболее удалённая от неё точки орбиты разнесены на огромное расстояние, к тому же, при прохождении по этой орбите, планете приходится прорываться сквозь широкое «минное поле» из пыли и обломков.
По одной из версий, выдвинутых астрономами для объяснения странностей орбиты планеты, возле Фомальгаута b может скрываться ещё одна планета.
Планета Фомальгаут b представляет собой газового гиганта, который примерно в три раза больше Юпитера. Она стала первой далёкой планетой, наблюдаемой в видимом свете. Планета обращается вокруг окружённой слоем пыли звезды Фомальгаут и находится на расстоянии в 25 световых лет от нас в созвездии Южной Рыбы.
Исследование было представлено на 221-м собрании Американского астрономического общества, проходящем в Лонг-Бич, Калифорния.
Астрономы составили карту необычных и весьма бурных погодных явлений, происходящих на так называемой «неудавшейся звезде» в мельчайших подробностях.
Используя космические телескопы НАСА «Хаббл» и «Спитцер», исследователи зафиксировали ветреную, облачную погоду на коричневом карлике – странном небесном объекте, который слишком велик, чтобы быть планетой, и слишком мал, чтобы запустить в своих недрах ядерные реакции и стать звездой.
Два космических аппарата исследовали погоду на коричневом карлике с громоздким именем 2MASS J22282889-431026.
«Мы увидели признаки массивной, организованной системы из облаков, возможно, напоминающей Большое красное пятно Юпитера», – говорит один из соавторов исследования Адам Шоумен из Аризонского университета.
Хотя и менее горячие, чем истинные звёзды, коричневые карлики, тем не менее, разогреты до температур, достигающих 600 – 700 градусов Цельсия.
Исследование было представлено на собрании Американского астрономического общества, проходящем в Лонг-Бич, Калифорния.
Источник
Космический телескоп НАСА запечатлел новый вид двух странных чёрных дыр, расположенных в далёкой спиральной галактике, которые светятся крайне ярко в рентгеновском диапазоне.
Космическая рентгеновская обсерватория НАСА NuStar заметила яркие чёрные дыры, когда вела наблюдение за галактикой Калдвелл 5, которая находится на расстоянии в 7 миллионов световых лет от Земли в созвездии Жирафа.
Чёрные дыры, представленные на снимке в пурпурном цвете, наложены на вид этой же галактики в оптическом диапазоне, полученный при помощи телескопа NuSTAR. Эти объекты представляют собой космическую загадку: их рентгеновское излучение настолько же мощное, как и излучение сверхмассивных чёрных дыр, ещё не успевших погрузиться к центру галактики, как обычно происходит со сверхмассивными гигантами. Учёные называют такие объекты сверхяркими рентгеновскими источниками, или ULX.
По одной из версий, выдвинутых учёными, эти чёрные дыры представляют собой объекты среднего размера, однако стоит отметить, что чёрные дыры среднего размера встречаются во Вселенной очень редко.
Астрономы обнаружили новую часть «скелета» нашей галактики Млечный путь - «кость» из газа и пыли, которая содержит примерно столько же материи, сколько содержится в 100000 звёзд, подобных Солнцу.
Эта новая «кость» Млечного пути составляет более 300 световых лет в длину, но лишь 1 или 2 световых года в ширину, а потому она выглядит как тонкая космическая змейка, говорят исследователи.
«Эта "кость", скорее, напоминает малую берцовую кость – тонкую кость голени, – чем более толстую большую берцовую кость», – рассказывает ведущий автор нового исследования Алиса Гудман из Гарвардо-Смитсоновского центра астрофизики.
Млечный путь представляет собой спиральную галактику с центральной перемычкой и двумя основными спиральными рукавами, расположенными вокруг основного диска галактики.
Гудман представила свои результаты вчера, 8 января, во время проведения пресс-конференции на собрании Американского астрономического общества, проходившем в Лонг-Бич, Калифорния, США.
Если вы думаете, что знаете, как лучше всего исследовать Красную планету, то скоро вам представится возможность это доказать.
Базирующаяся в Нидерландах некоммерческая организация Mars One, которая планирует опустить своего первого астронавта на поверхность Красной планеты к 2023 г., опубликовала вчера, 8 января, свои требования к претендентам на роль будущих астронавтов, подготавливая тем самым почву для процесса глобального телевизионного отбора, который должен начаться позже в этом году.
Компания Mars One собирается набирать не только учёных или бывших пилотов: любой простой смертный, достигший совершеннолетия, может подать заявку на участие в конкурсе. Наиболее важными критериями, говорят представители компании, являются высокий интеллект, хорошее психическое и физическое состояние, а также подлинная заинтересованность в проекте, поскольку астронавты должны будут провести 8 лет, без устали тренируясь, перед тем как отправиться к Марсу.
Компания Mars One планирует провести серию роботизированных грузовых миссий в период с 2016 по 2021 гг. и построить за это время на Красной планете жилой аванпост, который сможет принять прибывающих в 2023 г. первых поселенцев.
Физики из Института квантовой оптики общества Макса Планка и университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене охладили изотопы калия-39 в газовой фазе до температуры ниже абсолютного нуля. Опубликованная по материалам исследований статья в журнале Science, её обсуждение в журнале Nature и других изданиях вызвали сильный резонанс.
Просвещённые читатели помнят, что абсолютный ноль практически недостижим, поэтому новость вызывает у них удивление и даже возмущение. Однако прежде, чем спорить, стоит определиться с терминологией. За последние годы термодинамика тоже преобразилась.
Изначально понятие температуры вводилось для систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия. Как физическая величина, температура характеризует среднюю кинетическую энергию частиц. Чем ниже температура, тем слабее тепловые колебания в системе и тем ниже её энтропия.
Абсолютный ноль – теоретическое состояние, в котором тепловые колебания отсутствуют, а энтропия системы нулевая. К такому состоянию можно неопределённо близко (асимптотически) приближаться. Недостижимость абсолютного нуля вытекает из третьего начала термодинамики.
Немецкие физики, опубликовавшие нашумевшую статью, и не думали покушаться на базовые принципы. В их работе ни слова не говорится о том, что абсолютный ноль был достигнут, – скорее, поясняется обратное.
Группа Шнайдера разместила отдельные атомы калия на подложке при помощи лазера и магнитных ловушек. Упорядоченные относительно друг друга атомы были охлаждены до температуры в несколько миллиардных долей градуса Кельвина и стабилизировались в близком к минимальному энергетическом состоянии.
Затем конфигурация внешнего магнитного поля была резко изменена. Энергия атомов возросла, но лазеры продолжали удерживать их на местах. Возникло локальное равновесное распределение в неравновесной квантовой системе, которое можно описать распределением Бозе-Эйнштейна, введя отрицательную абсолютную температуру.
Следует отметить, что в системе произошёл фазовый переход первого рода и температура скачкообразно изменилась на отрицательную. Абсолютный ноль при этом не был (и не мог быть) достигнут. Запрет Нернста соблюдён, а оперировать отрицательными величинами термодинамика не запрещает.
Более того, современная неравновесная термодинамика широко их использует с необходимыми допущениями и оговорками.
Сама абсолютная температура определяется через отношение производной энтропии к средней энергии системы. Поэтому значения температуры ниже абсолютного нуля можно условно ввести для математического описания неравновесных состояний квантовой системы, в которых существуют локальные равновесия, а более высокие уровни энергии встречаются чаще, чем низкие (инверсная населённость).
Такую отрицательную абсолютную температуру можно понимать как величину, описывающую состояние, при котором по мере роста средней энергии частиц энтропия убывает. В итоге получается такое же бесконечное приближение к абсолютному нулю, но только с другой стороны.
Термин «отрицательная абсолютная температура» — сравнительно новый. Он применим только к квантовым системам с конечным числом уровней. Разговоры о создании на «этом принципе» двигателей с КПД более 100 процентов беспочвенны.
Астрофизики выяснили, сколько света от звезд гуляет по мирозданию
Согласно последним данным, в среднем на одну звезду во Вселенной приходится 70 миллиардов кубических световых лет. Если бы звезды были расположены равномерно, а не собраны в галактики, между ними было бы в среднем по 4150 световых лет.
Иными словами, свет от одной звезды доходил бы до другой только через 4150 лет. Для сравнения, от нас до ближайшей звездной системы всего 4 световых года. Исследование, представленное в журнале Science, было посвящено оценке плотности "светового тумана", выяснению того, сколько света от звезд гуляет по Вселенной - и оно, среди всего прочего, дало приведенные выше цифры.
Зачем астрономам из Стэнфордского университета и университета Калифорнии потребовалось знать плотность звездного света? Кроме того, что это позволило лишний раз убедиться в огромных масштабах Вселенной? Дело в том, что для астрофизиков особый интерес представляет не звездный свет, а гамма-излучение высоких энергий, возникающее в разного рода экстремальных процессах вроде поглощения звезд черными дырами или при формировании струи плазмы длиной в несколько тысяч световых лет.
Но энергия квантов такого излучения столь высока, что "нормальные" законы физики для них уже недействительны - в частности, такое излучение начинает само взаимодействовать даже с рассеянным по Вселенной звездным светом!Чем дальше от нас какой-нибудь источник гамма-лучей с экстремально большой энергией, тем тусклее он кажется при наблюдении. И не только из-за расстояния, но и из-за поглощения "световым туманом".
Знать то, насколько этот "туман" плотен (то есть то, сколько по космосу гуляет звездного света) важно для корректной оценки результатов наблюдений, что в конечном итоге означает корректность наших представлений об эволюции Вселенной в целом. Ведь те самые дальние источники излучения - это одновременно и самые древние из наблюдаемых нами объектов, астрофизики недавно сообщили о подробностях гибели одной из первых сверхмассивных звезд.
О важности задачи говорит хотя бы то, что определение плотности светового излучения было названо одной из главных целей космического телескопа "Ферми", с которым работали ученые. Космический телескоп "Ферми" - это не привычный нам инструмент для наблюдения неба в видимом свете, инфракрасном излучении или ультрафиолетовых лучах - "Ферми" скорее правильнее назвать сложнейшим детектором гамма-квантов, котоырй напоминает установки с Большого адронного коллайдера или аналогичного ускорителя частиц.
Эта космическая обсерватория фиксирует частицы с энергией в десятки гигаэлектронвольт, то есть в тысячи раз большей, чем характерная энергия ядерных реакций.
- Научные труды...
- Видеоматериалы
- Каталог физических демонстраций
- 1. Механика...
- 2. Колебания и молекулярная физика...
- 3. Электричество и магнетизм...
- 3.1 Электрическое поле
- 3.2 Проводники в электрическом поле
- 3.3 Энергия электрического поля
- 3.4 Постоянный электрический ток
- 3.5 Магнитное поле
- Политика
- Солнечная система
- Эфир
- Ацюковский В.А. Лекции
- Черепенников В.Б. Науке нужна защита от лженаучных мошенников. Монография.
- Российской академии наук фундаментальная наука не нужна. Монография. Черепенников В.Б.
- Псевдонаучные труды (критика)
- Псевдонаучные статьи (обсуждение)
- Полемические статьи (обсуждение)
На сайте:
Интернет-журнал Ньютоновские чтенияНовости наукиПолитикаСолнечная система07.03.2023 09:50