Новости науки

Исследователи раскрывают тайны сверхмассивных черных дыр ранней Вселенной

Астрофизики из Западного университета, США, обнаружили признаки, указывающие на прямое формирование черных дыр, то есть формирование, не включающее стадию коллапса обычной массивной звезды. Формирование черных дыр по этому механизму в ранней Вселенной может дать ученым возможность объяснить присутствие экстремально массивных черных дыр на самой ранней стадии истории Вселенной.
Шантану Басу (Shantanu Basu) и Арпан Дас (Arpan Das) с кафедры физики и астрономии Западного университета предложили объяснение наблюдаемому распределению черных дыр по массам и светимостям (в окрестностях черных дыр свет испускает поглощаемый ими материал), которое прежде не могло быть объяснено.
Эта модель базируется на очень простом допущении: сверхмассивные черные дыры формируются очень быстро и затем резко прекращают расти. Это объяснение радикально отличается от современных представлений о формировании черных дыр звездных масс, согласно которым черные дыры возникают при коллапсе очень массивной звезды.
«Это непрямое подтверждение наблюдениями гипотезы о том, что черные дыры образуются в результате прямого коллапса материи и не являются остатками сгоревших звезд», — говорит Басу, профессор астрономии Западного университета и признанный международный эксперт по ранним стадиям формирования звезд и эволюции протопланетных дисков.
Басу и Дас разработали эту новую математическую модель, рассчитав функцию массы сверхмассивных черных дыр, которые формируются в течение ограниченного периода времени и испытывают стремительное, экспоненциальное увеличение массы. Это увеличение массы либо регулируется пределом Эддингтона, который устанавливается балансом между излучением и гравитационными силами, либо может несколько превосходить этот предел, пояснили авторы.

Источник

Ученые подтвердили, что «квантовый вампир» не отбрасывает тени

Ученые получили прямое экспериментальное подтверждение того, что уничтожение фотона в части пучка света не изменяет форму профиля пучка (т. е. «не отбрасывает тень»), но при этом может изменять его яркость. Ранее этот эффект демонстрировался только в упрощенном режиме, когда пучок разделялся на два канала, и удаление фотонов в одном канале приводило к изменениям в другом.
Статья исследователей Direct test of the «quantum vampire's» shadow absence with use of thermal light, подготовленная группой физиков Центра квантовых технологий физического факультета Московского государственного университета вышла в журнале Optics Letters.
Для подтверждения эффекта «квантового вампира» физики ЦКТ создали установку, в которой из части теплового пучка, имеющей форму вампира, удалялся один фотон. Для сравнения рассматривалась также ситуация, когда в той же области происходило классическое поглощение света, приводящее к тому, что в среднем один фотон терялся. Если в классическом случае профиль пучка изменялся, и «была видна тень», то в квантовом — при уничтожении одного фотона никакой тени не было.
Напомним, что «квантовым вампиром» называется эффект, заключающийся в том, что при определенных условиях тело, которое находится на пути у света, «не отбрасывает тени». Если в повседневной жизни мы привыкли к тому, что любой объект, встающий на пути у части потока света, вызывает тень (провал освещенности), то в квантовом мире, если объект устроен таким образом, что поглощает ровно один фотон, вместо «образования тени» за преградой происходит проседание или увеличение освещенности (в зависимости от свойств источника излучения) по всей площади светового пучка.
Эффект позволяет лучше понять — на интуитивном уровне — как работает оператор уничтожения фотона, лежащий в основе квантовой механики, и практически использующийся в большом количестве различных приложений и технологий. Например, его можно применять для физического моделирования квантового теплового двигателя или фотонного демона Максвелла. Отщепление фотона позволяет увеличить чувствительность интерферометров тепловых полей, расширить возможности оптических квантовых вычислений и повысить эффективность систем квантового распределения ключа.
Впервые эффект «квантового вампира» был экспериментально обнаружен группой Александра Львовского. Ученые провели пробный эксперимент, при котором один или два фотона разделялись светоделителем на два канала, затем в одном из каналов реализовывалось условное уничтожение одного фотона, и это приводило к тому, что фотон уничтожался одновременно в обоих пучках.
Позже сотрудники ЦКТ в своей работе 2018 года доказали, что этот эффект будет выполняться не только для квантовых состояний света с заданным числом фотонов, но и для классического света от теплового источника, то есть не имеет истинно квантовой природы. 

Источник

Французские учёные создали металлический водород

Известно, что внутри газовых гигантов законы физики претерпевают некоторые радикальные изменения. В средах с экстремальным давлением газообразный водород сжимается до такой степени, что фактически становится металлом. В течение многих лет учёные искали способ создания металлического водорода синтетическим путём. В настоящее время единственный известный способ сделать это — сжать атомы водорода с помощью алмазной наковальни, пока они не изменят своё состояние. После десятилетий попыток и 80 лет с тех пор, как это было впервые теоретизировано, команда французских физиков создала металлический водород в лабораторных условиях.
В состав группы входили специалисты из Комиссариата по атомной и альтернативным видам энергии и атомной энергии и исследовательского центра SOLEIL. Исследование утверждает, что металлический водород должен существовать благодаря правилам квантования. В частности, если электроны какого-либо материала достаточно ограничены в своём движении, то в конечном итоге любой изолирующий материал (например, кислород) должен превратиться в проводящий металл, если он находится под давлением.
Эксперимент стал возможен благодаря двум достижениям. Первое связано с установкой алмазной наковальни, где края алмазов имели тороидальную форму вместо плоской. Это позволило команде преодолеть предел давления, установленный другими алмазными наковальнями. Второе достижение включало в себя инфракрасный спектрометр нового типа, который исследователи разработали на установке Synchrotron SOLEIL. Когда образец водорода достиг давления в 425 гигапаскалей и температуры -193°С, он начал поглощать всё инфракрасное излучение, тем самым указав, что превратился в проводящий металл. Исследование ещё не было рецензировано, а эксперимент не подтверждён другими физиками, однако предварительно научное сообщество отзывается о значимом достижении положительно. 

Источник

Плесень в космосе: Грибки оказались почти неуязвимы для радиации

Ученые подвергли облучению в лаборатории споры плесени и пришли к выводу, что два штамма этого грибка могут выдержать путешествие к Луне и даже к Марсу.

У этой новости есть положительная и отрицательная стороны, согласно недавнему заявлению, сделанному представителями Американского геофизического союза (American Geophysical Union, AGU). AGU координировал Научную конференцию по астробиологии 2019, проходившую в Сиэттле, США, на которой микробиолог Марта Кортесао (Marta Cortesão) представила 28 июня результаты своего исследования, посвященного выживаемости грибков плесени под действием ионизирующего излучения.

Положительная сторона способности плесени выживать в космосе состоит в том, что она может быть использована для производства антибиотиков. Однако обратная сторона медали состоит в том, что ученым придется предпринимать более строгие меры по стерилизации космических аппаратов при полетах к Луне, Марсу, а также другим объектам Солнечной системы, чтобы не «заразить» их земной жизнью, пояснила Кортесао.

В своих экспериментах Кортесао облучала ионизирующей радиацией два наиболее часто встречаемых на Международной космической станции штамма плесени - Aspergillus и Penicillium. Как выяснилось, плесень смогла выдержать уровень радиации, который в 200 раз превышает дозу, способную в случае человека привести к летальному исходу.

На Земле мы не испытываем разрушающего действия космической радиации, поскольку нас защищает от нее магнитное поле нашей планеты, однако при полетах за пределы земной орбиты – например, к Луне или Марсу – астронавты оказываются подвержены губительному воздействию космических излучений, пояснила исследователь.

Источник

Вселенные с двумя измерениями оказались обитаемыми

Ученые Калифорнийского университета и Массачусетского технологического института пришли к выводу, что законы физики во Вселенной с двумя пространственными и одним временным измерениями допускают существование живых организмов. Об том сообщается в пресс-релизе на Phys.org.
Исследователи в рамках скалярной теории гравитации продемонстрировали ошибочность взглядов, согласно которым в двумерной Вселенной не действуют силы притяжения, играющие важную роль в появлении жизни. Кроме того, они показали, что в таком пространстве возможно появление достаточно сложных структур, аналогичных двумерным нейронным сетям. Такие сети должны быть построены по модульному принципу, чтобы исключить пересечения, а также обладать другими специфическими математическими характеристиками.
Принято считать, что трехмерное пространство необходимо для поддержания жизни. Во вселенной с большим числом измерений законы Ньютона не будут работать должным образом, и возникновению устойчивых орбит будут мешать небольшие возмущения. Считалось, что вселенные с меньшим числом измерений также не пригодны для жизни. Таким образом, существование людей в трехмерном пространстве объясняется сильным антропным принципом, согласно которому только во вселенной с наблюдаемыми свойствами могут возникать сложные живые организмы. 

Источник

НАСА отправит винтокрылый аппарат к спутнику Сатурна Титану

Космическое агентство объявило вчера, 27 июня, о намерении снарядить новую миссию класса New Frontiers под названием Dragonfly («Стрекоза»), винтокрылый аппарат, который будет летать в небе гигантского спутника Сатурна, на поверхности которого, возможно, существует жизнь.

Если все пойдет в соответствии с планами, аппарат Dragonfly будет запущен в космос в 2026 г. и совершит посадку на поверхность Титана восемью годами позже, сообщили представители НАСА. После посадки этот зонд в течение по крайней мере 2,5 года будет исследовать поверхность этого спутника Сатурна диаметром 5150 километров и совершит порядка двух десятков полетов, пройдя в общей сложности расстояние около 180 километров.

Во время остановок 3-метровая «Стрекоза» будет собирать большое количество различных научных данных. Эта работа позволит астрономам глубже понять Титан, единственное небесное тело Солнечной системы, кроме Земли, на поверхности которого обнаружены стабильные озера и моря из вещества, находящегося в жидком состоянии. Отличие от Земли состоит в том, что жидким веществом на поверхности Титана является не вода, а углеводороды – в основном метан и этан.

Зонд Dragonfly будет оснащен небольшим радиоизотопным источником энергии, подобно марсианскому роверу НАСА Curiosity, плутонианскому зонду New Horizons и многим другим аппаратам для исследования объектов Солнечной системы. Стоимость миссии, включая запуск, составит чуть больше одного миллиарда USD.

Источник

Физики впервые показали, как выглядит электрон

Физики Базельского университета (Швейцария) впервые показали, как выглядит один электрон в искусственном атоме.
Спин электрона является перспективным кандидатом для использования его в качестве кубита квантового компьютера. Стабильность одного спина и запутывание различных спинов зависит также от геометрии электронов, которую ранее было невозможно определить экспериментально. Учёные Базельского университета разработали метод, с помощью которого они могут пространственно определять геометрию электронов в квантовых точках. Электрон удерживается в квантовой точке электрическими полями, но при этом он движется в пространстве и с различными вероятностями, соответствующими волновой функции, остаётся в определённых местах в его пределах. Учёные используют спектроскопические измерения, чтобы определить уровни энергии в квантовой точке и изучить поведение этих уровней в магнитных полях различной силы и ориентации. Основываясь на полученных данных, можно определить плотность вероятности электрона и, следовательно, его волновую функцию с точностью до субнанометровой шкалы. Проще говоря, исследователи могут использовать этот метод, чтобы впервые показать, как выглядит электрон.
Пространственная ориентация электронов также важна при запутывании нескольких спинов. Подобно связыванию двух атомов с молекулой, волновые функции двух электронов должны лежать в одной плоскости для успешного запутывания. С помощью разработанного метода можно решить множество проблем в квантовых исследованиях, а производительность спиновых кубитов может быть дополнительно оптимизирована в будущем.

Источник

«Марсотрясения» могут указывать на присутствие грунтовых вод

Между Марсом и Оклахомой, возможно, существует связь, основанная на сходстве сейсмических процессов.

Методика гидравлического разрыва пласта при добыче нефти и газа в американском штате Оклахома и соседнем с ним Техасе вызвала сейсмические толчки, говорят ученые. Эти толчки связаны с введением под землю сточных вод, в результате чего происходит повышение давления и сдвиги вдоль тектонических разломов.

Небольшие сейсмические толчки, наблюдаемые на Красной планете – подобные тем, что были обнаружены недавно при помощи посадочного аппарата НАСА Insight – возможно, имеют аналогичное происхождение, сообщается в новом исследовании.

Майкл Манга (Michael Manga), планетолог из Калифорнийского университета в Беркли, США, и его коллеги предполагают, что при сжатии подповерхностных водоносных слоев может происходить инициация «марсотрясений». Это сжатие происходит под действием низких температур марсианской поверхности, которые обусловливают замерзание (и соответствующее ему расширение) верхних слоев водоносных горизонтов.

Однако одного лишь сжатия недостаточно для инициации марсианских сейсмических толчков, добавляют исследователи. Выполненное ими компьютерное моделирование показало, что основными причинами формирования «марсотрясений» являются приливное влияние со стороны спутника Марса Фобоса и изменения барометрического давления, вызванные нагревом и остыванием тонкой атмосферы планеты.

Дальнейшие наблюдения, проводимые при помощи аппарата НАСА InSight, помогут выяснить, корректна ли эта интерпретация, говорят ученые. Если гипотеза подтвердится, будущие марсианские пионеры смогут использовать «марсотрясения» для обнаружения грунтовых вод, чтобы затем получить к ним доступ простым бурением скважин. Выкачивать воду из скважин не потребуется – избыточное давление позволит воде вытекать самотеком, добавляют авторы статьи.

Работа опубликована в журнале Geophysical Research Letters.

Источник

Таинственные темные пятна на Титане могут оказаться «разводами от высыхания»

Таинственные темные пятна, обнаруживаемые на поверхности спутника Сатурна Титана, возможно, наконец получили возможное объяснение.

Титан, крупнейший спутник Сатурна, является единственным объектом Солнечной системы (кроме Земли), на поверхности которого можно обнаружить вещества в жидком агрегатном состоянии. Холодные моря из метана и этана заполняют углубления на поверхности этого спутника Сатурна так же, как вода заполняет озера и океаны на Земле. В областях близ экватора Титана, где происходит испарение этих жидкостей, исследователи заметили темные пятна. С большого расстояния, однако, весьма сложно понять, что собой представляют данные пятна. Исследователи подозревают, что эти структуры образуются в результате высыхания жидкостей, подобно тому, как в чашке с медленно испаряющейся водой на стенках остаются кольца разводов солей. Теперь эти представления получили новое подтверждение.

Команда ученых из Лаборатории реактивного движения НАСА во главе с Морганом Кейблом (Morgan Cable) поместила метан, этан и другие углеродсодержащие молекулы в камеру, которая была охлаждена до температур, близких к температурам, поддерживаемым на поверхности Титана, и наполнила камеру смесью газов, близкой по составу к атмосфере Титана. В результате проведенного эксперимента ученые наблюдали выпадение из жидкости сначала кристаллов бензола (C6H6), а затем ацетилена (C2H2) и бутана (C4H10), причем последние два типа кристаллов имеют широкое распространение на поверхности Титана, согласно наблюдениям, отмечают авторы исследования.

Таким образом, эксперимент продемонстрировал возможность образования в условиях, близких к условиям, поддерживающимся на Титане, колец кристаллов из углеводородов при пересыхании жидкой смеси из метана и этана. Впрочем, полученные в этой работе данные не позволяют однозначно утверждать, что именно этот механизм обусловливает возникновение темных пятен на поверхности Титана, отмечают авторы работы. Для получения надежных данных следует отправить к Титану исследовательский зонд, способный заглянуть под его плотную атмосферу, добавляют они.

Исследование было представлено в понедельник, 24 июня, на конференции 2019 Astrobiology Science Conference, проходившей в г. Белвью, штат Вашингтон, США.

Источник

Марс мог избежать древней бомбардировки астероидами, считают ученые

Серия мощных космических столкновений, которая могла привести к вымиранию гипотетической марсианской флоры и фауны, вероятно, завершилась раньше, чем считалось прежде, и это означает, что Красная планета могла стать обитаемой раньше, чем предполагалось, сообщается в новом исследовании.

В ранние годы существования Солнечной системы между новорожденными планетами и движущимися в пространстве кусками горных пород часто происходили мощные столкновения. Предыдущие исследования показали, что после формирования гигантских планет нашей планетной системы произошла их миграция в сторону Солнца, в результате чего гравитация этих гигантских планет обрушила на планеты внутренней части Солнечной системы последние потоки космических камней – период, имевший место примерно от 3,8 до 4 миллиардов лет назад и известный как Поздняя тяжелая бомбардировка. Однако ученые до сих пор спорят не только о датах начала и конца этого периода, но также о том, имел ли он вообще место в действительности.

В новом исследовании научный коллектив во главе с Десмондом Мозером (Desmond Moser), геохронологом из Университета Западного Онтарио, Канада, проанализировал зерна марсианских метеоритов, обнаруженных на Земле в пустыне Сахара. Предыдущие исследования показали, что эти образцы являются древнейшими марсианскими горными породами. Используя электронную микроскопию и томографический атомный зонд, исследователи выяснили, что почти во всех зернах этих древних минералов отсутствуют признаки ударного сжатия, указывающие на ударную волну, которая обычно распространяется в результате мощных столкновений. В отличие от марсианских минералов, более 80 процентов всех зерен минералов, извлеченных из ударных воронок на Земле и Луне, демонстрируют признаки ударного сжатия.

Согласно авторам, основной вывод из их работы состоит в том, что ко времени формирования марсианских пород, обнаруживаемых в изученных ими метеоритах (оно произошло примерно 4,5 миллиарда лет назад), бомбардировка Марса крупными астероидами была уже завершена. Более того, если Поздняя тяжелая бомбардировка на Красной планете не происходила в это время, то, вероятно, она не происходила и на Земле, считает команда Мозера. Если эта догадка получит дополнительное подтверждение, это будет означать, что «стерилизация» планет внутренней части Солнечной системы от жизненных форм, возможно, не происходила вовсе, и жизнь могла начать развиваться уже 4,2 миллиарда лет назад, указывают авторы статьи.

Исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience позавчера, 26 июня.

Источник

Физики научились предсказывать появление молнии

Учёные из Токийского университета обнаружили связь между ударами молнии и двумя видами гамма-излучения в грозовых облаках.

Новое исследование показывает, что в определённых условиях слабые гамма-лучи от грозовых облаков могут предшествовать ударам молнии и сопровождающим их вспышкам гамма-излучения. Существует два известных типа гамма-феноменов, связанных с грозовыми облаками: гамма-излучение (слабое излучение, которое длится около минуты) и кратковременные земные гамма-вспышки, которые мы наблюдаем в виде ударов молнии. Оба типа протекают в грозовых облаках, зажатых между слоями переменного заряда. Заряженные области ускоряют электроны почти до скорости света, после чего электроны немного замедляются и испускают гамма-луч. Это называется тормозным излучением.

Система мониторинга позволила японским специалистам обнаружить одновременные земные гамма-вспышки и удар молнии. Это довольно распространенное явление, но наблюдения также позволили зафиксировать гамма-излучения в той же области и в то же самое время. Учёные также заметили, что после удара молнии свечение внезапно исчезло. Это позволяет сделать окончательный вывод о том, что данные события тесно связаны, причём доказательства этому удалось наблюдать впервые. Исследование может стать ключом к разработке ранее неизвестных способов предсказывать появление молний. Команда экспертов намерена изучить возможность того, что свечение гамма-излучения не просто предшествует ударам молнии, но может фактически вызывать их. 

Источник

Ровер Curiosity вновь обнаруживает в атмосфере Марса высокую концентрацию метана

Марсоход НАСА Curiosity обнаружил еще один всплеск содержания газа, который может указывать на присутствие жизни на Марсе – и на этот раз концентрация оказалась беспрецедентно высокой.

Этот шестиколесный вездеход обнаружил на прошлой неделе уровень метана порядка 21 миллиардной доли (parts per billion, ppb) внутри марсианского кратера Гейл, диаметр которого составляет 154 километра, объявили представители НАСА позавчера, 23 июня. Это намного больше, по сравнению с обычной фоновой концентрацией, регистрируемой внутри кратера Гейл при помощи ровера Curiosity ежесезонно и составляющей от 0,24 ppb до 0,65 ppb.

Эти новые результаты представляют большой научный интерес, поскольку основная часть метана на Земле формируется в результате жизнедеятельности микробов и других организмамов. Однако это не значит, что на Марсе обязательно существует жизнь. Метан также может иметь абиотическое происхождение – выделяться в результате реакции горячей воды с некоторыми разновидностями горных пород.

«Исходя только из имеющихся результатов измерений мы не можем с определенностью сказать, является ли источник метана биологическим или геологическим, древним или существующим в настоящее время», - рассказал Пол Махаффи (Paul Mahaffy) из Центра космических полетов Годдарда НАСА, США, в сделанном заявлении. Махаффи является руководителем группы, занимавшейся разработкой инструмента Sample Analysis at Mars (SAM) ровера Curiosity, при помощи которого был обнаружен этот недавний всплеск концентрации метана в атмосфере Красной планеты.

Ранее Curiosity уже регистрировал два других всплеска содержания этого газа в атмосфере – один раз в июне 2013 г., а второй - в период с конца 2013 г. по начало 2014 г. Однако эти всплески концентраций метана имели значительно меньшую величину, составляя примерно от 6 до 7 ppb, согласно измерениям, выполненным при помощи ровера.

В апреле прошлого года европейский орбитальный марсианский аппарат Mars Express подтвердил всплеск концентрации метана, обнаруженный в 2013 г., однако совместный европейско-российский аппарат Trace Gas Orbiter, специально предназначенный для обнаружения метана и других газов, содержащихся в следовых количествах в атмосфере Марса, почти не обнаружил метана в атмосфере Марса во время первой кампании по сбору данных, проходившей в прошлом году.

Источник

Черные дыры могут способствовать зарождению жизни на планетах-странницах

Черные дыры вызывают огромные разрушения в космосе, однако их влияние также может привести к зарождению жизни. Новое исследование свойств сверхмассивных черных дыр (СМЧД) показывает, что излучение, испускаемое во время их «пиршеств», может приводить к формированию биомолекулярных «строительных кирпичиков» и даже обусловливать возможность фотосинтеза.

Результат? Он состоит в том, что одинокие планеты, свободно дрейфующие по нашей галактике Млечный путь и за ее пределами, могут иметь более высокую потенциальную обитаемость, чем считалось ранее, сообщают исследователи.

В новой работе ученые во главе с Манасви Лингамом (Manasvi Lingam) из Гарвардского университета, США, создали компьютерную модель активных ядер галактик, представляющих собой активные центральные сверхмассивные черные дыры, окруженные кольцом из поглощаемой черной дырой материи и высокоэнергетического излучения. Моделирование помогло выявить вокруг СМЧД так называемую «мертвую зону», в пределах которой существование жизни невозможно, а также расположенную по соседству с ней «галактическую обитаемую зону», в которой уровень ультрафиолетового излучения со стороны активного ядра галактики оказывается достаточно высоким, чтобы сделать возможным формирование биомолекул и фотосинтез даже на тех планетах, которые не связаны гравитационно со звездой – так называемые «планеты-странницы». Согласно авторам, в «галактической обитаемой зоне» Млечного пути может пребывать примерно один миллиард таких планет-странниц. Эта зона представляет собой кольцо радиусом порядка 1100 световых лет, окружающее «мертвую зону», радиус которой составляет порядка 100 световых лет, указывают авторы.

Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal.

Источник

Астрономы обнаруживают новый массивный коричневый карлик

Международная команда астрономов обнаружила новый коричневый карлик, являющийся одним из наиболее массивных объектов своего рода, открытых на сегодняшний день. Этот вновь обнаруженный объект, получивший обозначение EPIC 212036875 b, имеет массу порядка 50 масс Юпитера.

Коричневые карлики представляют собой объекты промежуточного класса между планетами и звездами. Согласно общепринятой классификации, коричневые карлики представляют собой субзвездные объекты массой от 13 до 80 масс Юпитера. Примечательно, что из 2000 коричневых карликов, открытых на сегодняшний день, лишь примерно 400 обращаются вокруг других звезд.

Наблюдения показали, что вероятность обнаружить коричневый карлик с массой от 35 до 55 масс Юпитера, обращающийся вокруг родительской звезды на относительно небольшом расстоянии от нее (менее 3 астрономических единиц), является экстремально низкой. Эта так называемая «пустыня коричневых карликов» постоянно исследуется астрономами при помощи различных методов, используемых для обнаружения объектов этого редкого класса.

В новой научной работе группа, возглавляемая Кариной М. Перссон (Carina M. Persson) из Технологического университета Чалмерс, Швеция, сообщает об обнаружении нового, массивного коричневого карлика, вероятно, относящегося к пустыне коричневых карликов. Этот объект, получивший обозначение EPIC 212036875 b, был впервые идентифицирован при помощи миссии К2, являющейся продолжением миссии легендарного космического телескопа НАСА Kepler («Кеплер»), а в дальнейшем природа этого коричневого карлика была подтверждена при помощи наземных обсерваторий.

Согласно исследованию, масса объекта EPIC 212036875 b составляет примерно 51 массу Юпитера, а его размер всего лишь на 17 процентов больше размера крупнейшей планеты Солнечной системы. Это означает, что средняя плотность вещества этого коричневого карлика составляет примерно 108 грамм на кубический сантиметр.

Период орбитального движения объекта EPIC 212036875 b вокруг родительской звезды составляет примерно 5,17 суток, а расстояние до звезды оценивается в 0,06 а.е. Равновесная температура коричневого карлика составляет около 1450 Кельвинов.

Родительская звезда этого коричневого карлика, EPIC 212036875, представляет собой неглубоко проэволюционировавшую звезду спектрального класса F7V, которая превосходит Солнце по размеру на 41 процент, а по массе – на 15 процентов. Возраст звезды составляет около 5,1 миллиарда лет, а эффективная температура – 6230 Кельвинов, сообщают в своей работе авторы.

Исследование появилось на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник

У меня была возможность разговаривать более чем с тремя сотнями ученых со всего мира. И каждый раз я задавал им один и тот же вопрос: «Есть ли разумная жизнь на Земле?». Дело в том, что я иногда смотрю телевизор, поэтому временами мне кажется, что разумной жизни на этой планете нет.

Четыре волны физики
Я физик. Чем мы занимаемся? Мы — те, кто изобретает будущее. Мы придумали транзисторы, лазеры, интернет, телевидение, радио, микроволновку, рентген. И космическая программа существует также благодаря нам.

Давайте зададимся вопросом: «Откуда приходят к нам богатство и процветание?». Политики бы сказали, что с налогов, но этот процесс не создает богатство. Богатство и процветание создают наука и технологии. У нас было три волны инноваций:
первая — когда физики разработали закон термодинамики,
вторая — когда мы открыли электричество и магнетизм,
третья — создание лазера.
Какой будет четвертая волна? Физика на молекулярном уровне и искусственный интеллект. Именно они принесут богатство в будущем.

Вычислительные мощности
Эра будущего будет зависеть от данных. Сейчас объясню.
К примеру, у вашего друга день рождения, и вы дарите ему музыкальную открытку. Внутри нее электронный чип, который издает ту самую мелодию.
Сталин, Гитлер, Эйзенхауэр и Черчилль убили бы кого угодно, чтобы заполучить эту технологию. А что мы делаем с этим чипом? Просто выбрасываем в мусорное ведро.
Давайте вспомним 1969 год, когда человек полетел на Луну. Какие технологии тогда были? Ваш мобильный телефон имеет больше вычислительных мощностей, чем все американские и советские космические программы семидесятых годов.
Искусственный интеллект
Мы говорим о революции в искусственном интеллекте. Но что это такое? Он может быть трех типов:
роботизированный — это машины, станки, которые могут повторять человеческие движения,
распознавание связи и зависимостей в огромном потоке данных,
машины обучения.
50 лет назад мы — ученые — считали, что человеческий мозг работает как цифровой компьютер. Но у него нет программного обеспечения, чипов, процессоров, вспомогательного оборудования.
Человеческий мозг — не компьютер. Это приспособление, которое ищет взаимосвязи, наталкивается на ошибки, совершает их и начинает искать связи в огромном массиве данных.

Контактные линзы будущего
Сегодня мы знаем, что роботы могут анализировать рентгеновские снимки лучше и быстрее, чем люди, выявлять рак и раннее развитие Альцгеймера. Анализ данных, выявление взаимосвязей — все это уже могут делать машины.

В будущем искусственный интеллект будет нигде и везде одновременно. Врачи в операционных смогут при помощи специальных очков видеть снимки МРТ, рабочие смогут сверяться с чертежами, архитекторы — изучать модели. В будущем ученые, учителя, врачи, смогут анализировать научные данные, двигатели, детали прямо в интернете, а дети будут надевать очки и смотреть мультфильмы. Соответственно, это значительно облегчит жизнь.
Но есть одна проблема: возможно, от всех этих изображений у вас начнет кружится голова, будет тошнить и может вырвать. Поэтому нам нужна другая технология — интернет будущего будет находиться в контактной линзе в вашем глазу. Представьте: вы моргаете и подключаетесь к интернету! Это изменит все.
Кто бы первый купил эти линзы? Конечно, студенты — для возможности списывания на экзамене.
Он моргает и видит ответы на все вопросы прямо в линзе. Интересно, как будет выглядеть образование, если вы можете просто моргнуть и знать все?
Или другой пример. Вы идете по улице, кого-то видите и, моргнув, сразу получаете всю информацию об этом человеке. В будущем благодаря этой технологии вы будете знать, кто вас окружает, и сможете общаться с кем бы то ни было.
Например, кто-то заговорил с вами по-китайски — линза тут же переведет сказанное. Это целая вселенная, которую вы получаете просто моргая. В будущем преподаватели будут советовать, взращивать, будут наставниками молодых умов.

Компьютерная революция
Когда мы ходим по магазинам, то вступаем в капитализм. Но что это такое? Это — частное владение, где цены устанавливает баланс спроса и предложения.
Капитализм не совершенен. Вы не знаете, сколько в действительности стоят вещи и какова лучшая сделка. Но компьютерная революция все изменит: она даст потребителям бесконечные знания о том, что они приобретают.
Капитализм станет идеальным. Он все меньше будет основываться на товарах и все больше — на интеллекте. Хороший пример: Англия заработала больше денег на рок-н-ролле, чем на угольной промышленности.
В любой революции есть победители и побежденные. Но кто проиграет в этой? Это рабочие, которые выполняют повторяющиеся действия. Но так бывает всегда — профессии вымирают. У нас больше нет кузнецов (которые ходят по домам и предлагают услуги по заточке ножей), но никому до этого нет дела, потому что они не нужны.
А кто же выиграет? Те, кто овладел капиталом разума, творчества, новациями, планированием, умением стратегически мыслить.

Работа будущего
Есть хорошая и плохая новость.
Хорошая: общество будет дешевле, эффективнее, будет больше товаров и услуг, а бесконечные знания станут реальностью.

Плохая: у нас будут юристы. Потому что только они могут общаться с судьей и понять изменение моральных стандартов людей.
Юристы будут спорить с другими юристами, наставники будут преподавать. Все, что касается личностного взаимодействия, останется в ведении человека.

Медицина будущего
В будущем мы оцифруем каждую область медицины, включая диагностику. Представьте, что у вас есть таблетка с микрочипом, камерой и магнитами. Вы ее проглотили, она проходит по организму, и по полученным фотографиям хирург решает о проведении операции. Это дает новую жизнь фразе «Intel inside».
Давайте поговорим об онкологии будущего. Уже сейчас есть нанотехнологии, которые ищут и уничтожают раковые клетки по одной. Но все равно если женщина чувствует боль в груди, то зачастую уже слишком поздно что-то делать — у нее десять миллиардов раковых клеток, и хирургия требуется незамедлительно. Здесь нельзя медлить.
В будущем вы пойдете в туалет, и унитаз проанализирует ваши биологические жидкости на антитела к онкологическим опухолям и другие показатели.
Возможно, у вас есть еще целых десять лет до образования опухоли и возможность вовремя отреагировать. Я верю, что в будущем слово «опухоль» исчезнет, потому что мы сможем предотвращать развитие болезни заранее.
Цифровое и биологическое бессмертие
Вы можете быть оцифрованы в будущем. Мы уже говорим о цифровой торговле, цифровом СМИ — на очереди вы. Рано или поздно вы пойдете в библиотеку и вместо того, чтобы взять книгу с воспоминаниями Черчилля, будете с ним говорить, общаться с его голограммой. Вы сможете получить доступ к его памяти, речам — все будет оцифровано. Лично я бы хотел пообщаться с Эйнштейном.
Рано или поздно вы сможете оцифровать и себя. Тогда ваши пра-пра-пра-правнуки смогут нажать кнопку и поговорить с вами. Но будете ли это вы? Тут, конечно, вопрос спорный. Ваш цифровой след остается бессмертным, это факт. А что насчет биологического бессмертия?
Мы уже знаем, что такое старение и почему оно происходит. Старение — это совокупность ошибок, воздуха, климата, умирающих клеток, повреждений организма и всего мусора, что есть внутри нас. Рано или поздно мы сможем просканировать тысячи людей, их ДНК, и искусственный интеллект сможет найти эти ошибки и, возможно, исправить их.
Некоторые высказывания приведены не дословно в целях благозвучия и сохранения контекста.
Источник

Таинственное свечение разогревает кольца Урана

Нечто вроде тепловой волны подогревает кольца Урана, даже несмотря на то, что планета обращается на очень большом расстоянии от Солнца.

Новые снимки температурного поля планеты, полученные при помощи двух телескопов, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) и Very Large Telescope, расположенных на территории Чили, впервые показали температуру колец, которая составляет, согласно этим измерениям, минус 195 градусов Цельсия. И хотя эта температура является очень низкой по стандартам Земли, для космоса, в котором множество объектов пребывает при температурах близких к абсолютному нулю (около минус 273 градусов по Цельсию), такая температура является весьма высокой. При этой температуре и давлении в одну атмосферу закипает жидкий азот, отмечают авторы.

Авторы работы пока не выяснили, что является загадочным источником тепла, разогревающим кольца Урана, однако этот необычный температурный уровень подтверждает, что самое яркое и плотное кольцо ледяного гиганта (также известное как кольцо эпсилон) существенно отличается по свойствам от других систем колец в Солнечной системе.

Кольца различных планет нашей планетной системы заметно отличаются друг от друга. Частицы, составляющие кольца Сатурна, имеют размеры от нескольких микронов до десятков метров. В отличие от них в кольцах Урана отсутствует пыль – наименьший размер частиц в них сравним с размером теннисного мяча. Кольца Юпитера состоят из невероятно тонких частиц диаметром около одного микрона, а кольца Нептуна почти полностью состоят из пыли. Кольцо эпсилон даже не похоже на основные кольца Урана, поскольку между ними лежат широкие кольца пыли.

«Мы уже знаем, что кольцо эпсилон является весьма необычным, поскольку мы не видим в нем более мелких частиц, - сказал главный автор нового исследования и студент магистратуры Калифорнийского университета в Беркли, США, Эдвард Мольтер (Edward Molter) в сделанном заявлении. – Какой-то фактор привел к исчезновению или коагуляции пыли, и мы пока затрудняемся его назвать. Однако мы сделали еще один шаг вперед на пути к пониманию природы колец Урана».

Исследование появилось на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник

Названы пять самых больших тайн физики, над которыми до сих пор ломают головы ученые

Названы пять самых больших тайн физики, которые изучались много лет и до сих над ними ломают головы ученые в известным мировых исследовательских центрах. Доцент физики в Университете Лойола в Чикаго Роберт Макнис пытается узнать, что происходит внутри черной дыры, — сообщает интернет-издание «Суть событий».
Знаменитый Стивен Хокинг со Стивеном Перри в 2015 году предположили, что, вместо того, чтобы храниться в глубине черной дыры, информация остается на ее границе, называемой горизонтом событий. Парадокс пытались разрешить многие ученые, но физики так и не могут прийти к единому мнению.
Согласно теориям, если в черную дыру бросить железный кубик, не было бы никакой возможности получить о нем какую-либо информацию. Это объясняется тем, что гравитация черной дыры настолько сильна, что ее скорость убегания выше скорости света, а последняя считается самой быстрой во Вселенной. Но, согласно квантовой механике, квантовая информация не может быть уничтожена. «Если вы каким-либо образом попытаетесь уничтожить эту информацию, все пойдет наперекосяк», — убежден американский физик Роберт Макнис.
Есть ли порядок в хаосе? Ученые не могут точно решить систему уравнений, которая описывает поведение жидкостей, от воды до воздуха и газов. На самом деле, неизвестно, существует ли вообще общее решение так называемых уравнений Навье-Стокса.
Есть ли параллельные вселенные? Астрофизические данные предполагают, что пространство-время может быть «плоским», а не искривленным, и поэтому оно продолжается вечно.
Почему существует ось времени? Почему Вселенная была так упорядочена в начале, когда огромное количество энергии было собрано в небольшой точке пространства?
Что такое темная энергия? Лучшее, что смогли сделать исследователи за последние годы, — понять, где темная энергия может скрываться. 

Источник

Марсианские микробы могут выжить в соленых лужах на Красной планете

В экстремально соленых лужах воды, напоминающих лужи, которые можно обнаружить на Марсе, бактерии могут выживать даже после полного высыхания лужи. Эти выводы могут указывать на то, что вероятность обитаемости Красной планеты на самом деле намного выше, чем предполагалось ранее, сообщается в новом исследовании.

Считается, что несколько миллиардов лет назад атмосфера Марса была намного толще, чем сейчас, и на планете могла находиться вода в жидкой форме. В современной, очень тонкой и разреженной атмосфере Красной планеты в дневное время происходит слишком быстрое испарение воды, поэтому существование воды в жидкой форме на поверхности невозможно. Однако ученые заметили, что в предрассветные часы на Марсе при испарении водяного льда влажность может заметно повыситься, доходя до 100 процентов, пояснил главный автор нового исследования Марк Шнигурт (Mark Schneegurt), астробиолог из Уичитского государственного университета, США. Кроме того, наличие солей может привести к абсорбции ими влаги и формированию концентрированных рассолов, которые не замерзают холодной марсианской ночью – и потенциально могут содержать жизненные формы.

Однако днем на Марсе при подъеме температуры влажность резко падает. Поэтому гипотетические марсианские микробы должны уметь стойко переносить почти полное пересыхание объемов воды, внутри которых они живут и эволюционируют. Для выяснения этой способности микроорганизмов в своем исследовании Шнигурт и его коллеги поместили в лаборатории в концентрированный рствор соли два штамма земных бактерий, обитающих соответственно в концентрированных рассолах горячего источника Хот Лейк, штат Вашингтон, и на соленых равнинах Грейт Солт Плейнс, штат Оклахома, на территории США. Исследователи поместили изучаемых микробов в 50-процентный водный раствор сульфата магния и подвергли капли раствора нескольким циклам полного высушивания при помощи поглощающих воду реагентов в вакууме. После этого остатки высушенных капель поместили в закрытый сосуд с высокой влажностью и после завершения увлажнения обнаружили, что выживаемость бактерий составила не менее 50 процентов.

Эти находки могут расширить представления ученых о потенциальной обитаемости сухих или холодных планет, пояснил Шнигурт.

Исследование было представлено 21 июня на ежегодном собрании Американского общества микробиологии, проходившем в Сан-Франциско.

Источник

Российские физики объяснили существование невозможных сверхпроводников

Российские и французские ученые нашли теоретическое объяснение тому, как недавно открытые "невозможные" сверхпроводники могут одновременно сочетать в себе и сверхпроводящие, и магнитные свойства. Их идеи были опубликованы в журнале Physical Review Letters.
"Нам удалось не только качественно описать недавние экспериментальные данные по изучению таких состояний в сверхпроводнике из европия, железа и мышьяка, но и предсказать новый эффект, который может быть проверен экспериментально", — рассказывает Жанна Девизорова из Московского Физтеха в Долгопрудном.

Все сверхпроводники обладают необычным свойством – они "не любят" магнитное поле и стремятся его вытолкнуть наружу в том случае, если линии этого поля с ними контактируют. Если сила поля превышает определенное значение, то тогда сверхпроводник резко теряет свои свойства и становится "обычным" материалом.
Ученых давно интересует то, как этот феномен, который они называют "эффектом Мейснера", будет влиять на поведение носителей информации и вычислительных приборов, а также ферромагнитных сверхпроводников, нового класса веществ с нулевым сопротивлением.

Долгое время физики считали, что такие вещества не могут существовать, так как магнитные поля мешают формированию пар электронов, отвечающих за работу сверхпроводимости. В начале этого века выяснилось, что это не так, когда физики открыли несколько соединений редкоземельных металлов, серы и бора, сочетающих в себе и сверхпроводящие, и магнитные свойства.
Пока не понятно, как именно они работают, однако ученые предполагают, что электроны внутри них могут объединяться не в пары, а в своеобразные тройки, а сами ферромагнитные сверхпроводники могут быть разбиты на чередующиеся зоны со сверхпроводящими и магнитными свойствами.

Год назад физики-экспериментаторы из Физтеха и их зарубежные коллеги впервые смогли детально изучить структуру и свойства этих материалов, открыв в них необычное состояние и особые зоны, которые ученые назвали "мейсснеровскими доменами". Оказалось, что кристалл такого сверхпроводника разбит на бесчисленное множество зон-"полосок" с магнитными и сверхпроводящими свойствами.
Девизорова и ее коллеги-теоретики нашли объяснение их существованию и открыли еще один уникальный эффект, который должен возникать в подобных сверхпроводниках, анализируя результаты замеров авторов прошлогоднего открытия.
Они пришли к выводу, что необычная и "невозможная" структура этих материалов возникает благодаря тому, что магнитные свойства разных регионов внутри них изначально сильно неоднородны. При снижении температуры эти неоднородности превращаются в домены Мейсснера с магнитными или сверхпроводящими свойствами.

Помимо этого, теория, описывающая формирование этих зон и их устройство и поведение, предсказывает, что на границе между ними могут возникать особые магнитные вихри, направленные перпендикулярно по отношению к аналогичным структурам, существующим внутри "магнитных" полосок "невозможного" сверхпроводника.
Как отмечают ученые, пока их работа носит исключительно теоретический и фундаментальный характер, однако в будущем эти идеи могут быть использованы для создания спиновых компьютеров и другой электроники будущего, чья работа будет возможна благодаря одновременному наличию у них сверхпроводящих и магнитных свойств.

Источник

Рентгеновский телескоп для изучения темной энергии готов к запуску

Телескоп немецкого производства будет готов приступить к поискам темной энергии и других необычных объектов Вселенной после запуска, который состоится завтра, в субботу 22 июня, на борту российской ракеты-носителя.

Этот телескоп будет установлен на борту российско-германской обсерватории «Спектр-РГ» («Спектр-Рентген-Гамма»), отправляемой в космос при помощи ракеты «Протон». Старт запланирован на 17:17 местного времени (12:17 GMT) с космодрома Байконур, Казахстан. Если запуск и ввод спутника в эксплуатацию пройдут успешно, «Спектр-РГ» в течение четырех лет будет проводить сканирования всего неба, а затем на протяжении 2,5 года будет подробно наблюдать конкретные космические объекты. Этот запуск был перенесен на субботу с сегодняшнего дня, пятницы 21 июня, по не названной руководством миссии причине.

На борту спутника «Спектр-РГ» будет находиться комплекс для обзора неба Extended Roentgen Survey космического агентства Германии DLR, оснащенный рентгеновским телескопом Imaging Telescope Array (eROSITA), который станет, согласно агентству, лучшими рентгеновскими «глазами», когда-либо запускаемыми в космос.

Этот телескоп позволит глубже понять природу таинственной темной энергии, отвечающей за ускоренное расширение нашей Вселенной. Ученые считают, что на темную энергию приходится примерно 68 процентов материала физического мира, темная материя составляет еще 27 процентов, а на доступную наблюдениям нормальную материю приходится всего лишь 5 оставшихся процентов.

Телескоп eROSITA будет изучать скопления галактик, чтобы ученые могли глубже понять природу темной энергии. Поскольку скопления галактик характеризуются очень высокими температурами, то испускаемые ими рентгеновские лучи позволят исследователям понять характер и скорость движения этих космических структур.

Немецкий телескоп также будет изучать другие раскаленные объекты Вселенной, такие как сверхгорячий газ сверхновых (звездных взрывов), нейтронных звезд (сверхплотных звездных остатков) и активных ядер галактик (галактик с активной сверхмассивной черной дырой в центре).

На борту спутника «Спетр-РГ» будет также находиться второй научный инструмент под названием ART-XC — рентгеновский телескоп, созданный Институтом космических исследований РАН и РФЯЦ-ВНИИЭФ. Ввод этого инструмента в эксплуатацию Роскосмос планирует осуществить в течение трех месяцев. Этот процесс включает движение аппарата ко второй точке Лагранжа системы Солнце-Земля, в которой гравитационное притяжение со стороны Солнца и Земли становится одинаковым по величине. Расположение в этой стабильной точке позволит спутнику «Спектр-РГ» проводить наблюдения по крайней мере в течение 6,5 года при минимальном расходе топлива.

Источник