Новости науки

Первая экспедиция космонавтов РФ на поверхность Луны продлиться до двух недель

Первая экспедиция, состоящая из Российских космонавтов, пробудет на спутнике Земли максимум две недели, сообщают журналисты ТАСС на своём портале, после беседы со специалистом Института космических исследований Игорем Митрофановым.

В сообщении также говорится, что до того, как люди совершат свою первую высадку на Луну, там будет создан специальный Полигон. В одном из полярных районов нашего спутника заранее создадут своеобразное «поселение» для специальных роботов-автоматов.

Собеседник журналистов ТАСС, уточнил, что первый спуск на Луну, который будет пилотируемый, продлиться очень недолго. Он будет совершён для посещения «деревни» роботизированных автоматов. Эта посадка может продлиться одну неделю, ну максимум две. Именно столько на Луне длиться полярный день.

После того, как будет создана инфраструктура в районе «деревни» роботов, будет произведена более долгая посадка. Она может продлиться от нескольких недель до нескольких месяцев.

Главное что бы уже был создан специальный модуль, полностью защищённый от космического излучения. Кроме того он должен иметь все системы жизнеобеспечения космонавтов, которые будут работать на основе лунных ресурсов, поделился собеседник с журналистами ТАСС.

Если финансирование этого проекта будет проводиться в полной мере, то первая высадка человека на лунную поверхность произойдёт в 2030 году, предполагает сотрудник Института космических исследований.

До этого времени изучение Луны будет проходить с окололунной орбиты, на которую выведут космический корабль «Федерация». Именно оттуда космонавты смогут «руководить» роботами «живущими в поселении».

Источник

Нарушающий законы физики двигатель получил признание ученых

Статья о двигателе EmDrive, работа которого до сих пор не получила объяснения в рамках законов сохранения, прошла рецензирование экспертов и опубликована в научном журнале Journal of Propulsion and Power. Об этом сообщает Forbes.

В статье сообщается, что EmDrive в вакууме развивает тягу в 1,2 миллиньютона на киловатт. Рецензенты не смогли найти ошибок в конструкции испытательного стенда и агрегата, а авторы работы — обратной силы, отвечающей на развиваемую EmDrive реактивную тягу. Эта сила должна присутствовать в соответствии с законом сохранения импульса.

У статьи семь авторов — Гарольд Уайт, Пол Марч, Джеймс Лоуренс, Джерри Вера, Андре Сильвестр, Дэвид Брэйди и Пол Бэйли, которые работают в Космическом центре имени Линдона Джонсона. Вероятно, работа двигателя может быть объяснена с квантовых позиций.

Двигатель EmDrive представляет собой устройство из магнетрона, генерирующего микроволны, и резонатора, накапливающего энергию их колебаний. Внешне агрегат напоминает положенное на бок ведро. Такая конструкция позволяет, по словам инженеров, преобразовывать излучение в тягу. Силовая установка на основе EmDrive позволила бы достичь края Солнечной системы не за несколько десятилетий, а за несколько месяцев.

Законы сохранения являются следствием свойств симметрии пространства-времени. Например, закон сохранения импульса есть отражение однородности пространства — равноправности его свойств вне зависимости от выбранной в нем точки, а закон сохранения энергии — однородности времени.

Источник

Формирование звезд в ранней Вселенной

Первые звезды появились во Вселенной примерно через сто миллионов лет после Большого взрыва, и с тех пор звезды и процессы, связанные со звездообразованием, наполнили Вселенную светом. Когда возраст Вселенной составлял примерно три миллиарда лет, скорость звездообразования достигла максимума, превосходя современный уровень звездообразования примерно в 10 раз. Почему все тогда произошло именно так, до сих пор остается загадкой для астрономов. Так как звезды состоят из газа, то содержание газа в галактиках является мерой способности галактик к формированию новых звезд (по крайней мере в Местной Вселенной).

Газ расходуется на формирование новых звезд, «выдувается» из галактик этими вновь сформировавшимися звездами, а также сверхновыми; приток газа в галактику может происходить из межгалактической среды. Содержание газа в галактиках проще отслеживать в случае далеких галактик ранней Вселенной, поскольку оценке содержания газа в галактиках Местной Вселенной препятствуют высокая яркость этих галактик и близость их к Земле.

В новом исследовании астроном Франческа Кивано (Francesca Civano) из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, и её команда при помощи радиотелескопа ALMA определили и проанализировали содержание газа в галактиках из набора, включающего 45 массивных галактик эпохи максимальной скорости звездообразования во Вселенной. Содержание газа в этих галактиках к удивлению исследователей оказалось схожим с аналогичными значениями для других массивных галактик, несмотря на то, что ожидалось наличие эволюционных трендов. Другим важным результатом стало то, что соотношения между долей газа в галактиках и звездообразовательной активностью в них находятся в хорошем соответствии с современными моделями и с аналогичными соотношениями для галактик Местной Вселенной.

Составлено по материалам, предоставленным Гарвард-Смитсоновским астрофизическим центром.

Источник

Ученые выяснили, как передавать сигнал бесконечно в световых компьютерах

МОСКВА, 21 ноя – РИА Новости. Российские физики решили одну из главных проблем на пути создания световых компьютеров, заставив свет путешествовать почти без потерь между различными компонентами этих вычислительных устройств будущего, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.

"Периодически изменяя расстояние между волноводами в световом компьютере, можно "настроить" перетекание энергии между ними так, что электромагнитные поля будут усиливаться при распространении по волноводам даже в том случае, когда потери превосходят усиление", — заявил Александр Пухов из Московского физтеха в Долгопрудном, чьи слова передает пресс-служба вуза.

В последние годы зарубежные и отечественные ученые все активнее работают над созданием световых аналогов современных полупроводниковых компьютеров, в которых роль носителя информации будет играть свет, а не электрический ток. На пути создания таких вычислительных устройств, которые в теории будут в сотни и тысячи раз быстрее обычных компьютеров и потреблять заметно меньше энергии, существует несколько очень сложных проблем, которые ученые сейчас постепенно решают.

К примеру, Пухов и его коллеги из МФТИ и институтов РАН приблизились к решению ключевой проблемы при транспортировки информации внутри фотонных чипов – того, что световой сигнал постепенно затухает при прохождении через его компоненты, и того, что его невозможно при этом усилить, не внося искажения в него.

Российские ученые, рассчитывая поведение света в двух связанных друг с другом волноводах, "проводах" или дорожках внутри светового чипа, обнаружили, что поведением, энергией и другими свойствами света в них можно гибко управлять, меняя соотношение длин этих световодов и те материалы, из которых они были изготовлены.

К примеру, если один волновод будет изготовлен из вещества, поглощающего энергию световых волн, а второй – из усиливающего материала, то тогда свет можно будет фактически бесконечно усиливать, манипулируя положением той точки, где электромагнитное поле частиц света достигает максимально высоких значений во время путешествия через эти "световые провода".

Как показывают расчеты авторов статьи, манипуляции положением этой точки максимума позволяют не только усилить сигнал, но и сделать его более стабильным, что позволяет надежно передавать информацию в фотонных схемах, что крайне важно для создания фотонных компьютеров будущего.

Источник

Физик из

МОСКВА, 19 ноя – РИА Новости. Знаменитый американский физик Кип Торн, один из сценаристов фильма "Интерстеллар", рассказал РИА "Новости" о том, почему гравитационный детектор LIGO обманул ожидания большинства ученых, верит ли он в колонизацию Марса и "кротовые норы", и поделился своими мыслями о том, как съемки фильма помогли науке.

Кип Торн – один из ведущих физиков-теоретиков мира, занимающихся изучением черных дыр, гравитации и космологии. Торн является одним из сооснователей и руководителей проекта LIGO, гравитационной обсерватории, которая впервые в истории человечества обнаружила в сентябре 2015 года гравитационные волны. Сейчас Торн возглавляет небольшую команду ученых, которая работает над симуляцией поведения черных дыр и использует эти модели для анализа данных, собираемых LIGO.

Торн выступил с публичной лекцией (прослушать ее можно здесь) в стенах Физического факультета МГУ, сотрудники которого сыграли ключевую роль в создании LIGO и доведении обсерватории до той чувствительности, которая была необходима для открытия гравитационных волн. На этой лекции физик, которому прочили Нобелевскую премию в этом году, рассказал о том, как были открыты эти "эйнштейновские колебания" пространства-времени, и поделился с публикой мыслями о том, как LIGO поможет увидеть то, что происходило в первые мгновения после Большого Взрыва.

— Ваш коллега Лоуренс Краусс сыграл особую роль в истории открытия гравитационных волн, послужив главным источником слухов и сообщив всему миру об их обнаружении за несколько месяцев до того, как вы официально заявили об этом. Как вы относитесь к его действиям?

— Строго говоря, он не сливал информацию о самом открытии – информация об открытии и так была у всех на виду, он просто показал прессе и другим людям, где ее нужно искать. Лоуренс не знал, что именно мы открыли, какими массами обладали черные дыры и другие их свойства, он просто натолкнулся на слухи о том, что мы совершили какое-то открытие, и распространил их. 

Я и мои коллеги по LIGO, конечно, расстроились, когда узнали, что Краусс сообщил об этом в своем Twitter, но, с другой стороны, его деятельность обернулась нам на пользу. Конечно, если бы он знал все подробности и рассказал о них публике, это было бы плохо – мы хотели представить их в ходе нашей собственной пресс-конференции и привлечь максимум внимания.

Но так как Краусс ничего не знал о них, он просто разогрел публику, привлек ее внимание к LIGO и заставил всех считать, что мы действительно что-то открыли. Иными словами, его деятельность оказалась плюсом для нас, но все могло пойти и по иному, менее приятному пути.

— Другим громким событием этого года, касающимся изучения космоса, была речь Элона Маска в конце сентября, в которой он рассказал миру о своих планах по колонизации Марса. Как вы считаете, сможет ли SpaceX реализовать эти планы?

— Верю ли я, что Маск построит колонию на Марсе к середине столетия? Элон – мой хороший друг, и мы постоянно общаемся с ним в неформальной обстановке. За несколько дней до того, как он объявил об этих планах, у нас состоялась длительная застольная дискуссия на эту тему, к концу которой мы оба были несколько навеселе.  

Он рассказал мне о своих планах, и если бы это был кто-то другой, а не Элон Маск, я бы покрутил пальцем у виска и очень скептично отнесся бы к подобной инициативе. Но Элон — не обычный человек, за свою жизнь он успел реализовать целый список вещей, за которые никто никогда бы не взялся. Он умеет превращать мысли и идеи в реальность. И поэтому я думаю, что если он вложит титанические усилия в то, что он запланировал, и убедит инвесторов сделать то же самое, то добьется того, о чем он рассказал нам в сентябре. В данном случае я полностью верю в гений Маска.

— Если говорить о других невозможных вещах — помогут ли LIGO и другие гравитационные обсерватории найти знаменитые "кротовые норы" или их существование невозможно в принципе?

— Я думаю, что подобные тоннели в ткани пространства-времени вряд ли существуют. Возможно, что я ошибаюсь, но я несколько десятилетий пытался найти условия, в которых они могут существовать в реальном мире, и мне, как и всем остальным физикам, не удалось их найти. Законы физики, о которых мы сегодня знаем, указывают на то, что их не существует в природе.

Конечно, вполне возможно, что я неправ и они существуют, тогда нам было бы очень интересно взглянуть на то, как взаимодействуют друг с другом гравитационные волны, вырабатываемые парами "кротовых нор", вращающимися друг вокруг друга. Но для их обнаружения нам необходимо больше знать о физике, управляющей их поведением. 

Они будут гораздо сложнее, чем черные дыры, поведение которых можно полностью описать, используя всего два параметра – массу и скорость вращения вокруг своей оси. В противоположность этому форма и свойства "кротовых нор" могут быть заметно разнообразнее, что не позволит нам предсказывать, какие гравитационные волны они будут вырабатывать при взаимодействии друг с другом, что сильно затруднит их поиски. В целом я не могу сказать, что оптимистично смотрю на проблему их поиска, но загадка их существования или несуществования точно заслуживает внимания с нашей стороны.

— Ваши российские коллеги по LIGO, к примеру Михаил Городецкий, отмечали, что научная команда изначально ожидала увидеть гравитационные волны, порожденные сталкивающимися пульсарами, а не черными дырами. Все произошло наоборот. Почему?

— Да, большинство из нас действительно считало, что мы увидим сначала пульсары, а потом уже черные дыры, но я никогда не входил в их число. С начала 80-х годов прошлого века я считал, что мы увидим то, что мы действительно увидели в сентябре 2015 года. Поводом для подобных мыслей – и причиной тех реальных событий, которые произошли, — является закон, управляющий тем, как далеко мы можем видеть подобные события.

Дело в том, что расстояние до нашего "горизонта зрения" зависит от массы объектов, которые излучают гравитационные волны. Чем она больше, тем дальше мы можем их видеть. Соответственно, так как черные дыры гораздо тяжелее, чем пары пульсаров, мы можем заметить их на более далеком расстоянии, чем сливающиеся нейтронные звезды. Те черные дыры, которые мы увидели, были в 10-15 раз тяжелее, чем пульсары, и поэтому в обозримой Вселенной мы можем увидеть в 153 раза (~3300 раз) больше слияний черных дыр, чем пульсаров.

Почему мои коллеги думали иначе? Мы не знаем, сколько двойных черных дыр существует во Вселенной, и мы считали, что их гораздо меньше, чем пар пульсаров. Но столь большая разница, о которой я говорил выше, заставляла меня считать, что мы увидим черные дыры раньше, чем пульсары. И это в точности то, что произошло при наблюдениях на LIGO.

— Увидите ли вы пульсары после перезапуска LIGO?

— Да, конечно. Это может произойти как сейчас – мы буквально через несколько недель приступим к повторным наблюдениям после обновления LIGO и замены лазера, вышедшего из строя, — или в ходе последующей кампании наблюдений. Я пока не знаю, когда именно это произойдет, но я абсолютно уверен в том, что это действительно случится. В любом случае, в 2019-2020 годах, когда мы достигнем максимальной для LIGO чувствительности, ее должно хватить, чтобы гарантированно увидеть слияния пульсаров в нашей Галактике.

— Российские физики говорили, что используемые сегодня шаблоны для анализа сигнала, разработанные вашей командой, являются почти идеальными по своему качеству и что их улучшение не позволит вам подтвердить еще одно слияние черных дыр, которые LIGO почти обнаружил в ходе прошлогодней сессии наблюдений. Сможете ли вы когда-нибудь подтвердить, что это событие действительно произошло?

— Точность просчета колебаний гравитационных волн в наших моделях заведомо превышает то, что нам требуется для анализа данных, которые мы получаем при помощи LIGO, и их дальнейшее улучшение не поможет сделать их более достоверными. 

С другой стороны, в будущем, когда чувствительность детекторов улучшится и мы будем видеть гораздо больше событий подобного рода, к примеру, одно слияние черных дыр в день или несколько таких катаклизмов в час, тогда нам придется найти какой-то новый способ проводить подобные расчеты. Дело в том, что у нас просто не будет хватать вычислительных мощностей и времени для того, чтобы просчитывать черные дыры и использовать эти расчеты для распознавания сигнала.

Иными словами, улучшение детекторов, скорее всего, потребует улучшения симуляций, но сейчас их обновление не даст нам никаких дополнительных плюсов.

— Вы недавно опубликовали статью, в которой вы и программисты, работавшие над 3D-эффектами в "Интерстелларе", рассказали о том, как создавали реалистичную компьютерную модель черной дыры. Продвигают ли науку подобные работы?

— Как я считаю, самым важным в этом отношении было то, что я и коллеги из студии Double Negative, создававшей эти эффекты, и особенно мой друг Оливер Джеймс, главный научный сотрудник  этой команды, создали новые методики визуализации черных дыр и даже улучшить их.

Они позволяют взглянуть на черные дыры с более высоким разрешением, чем мы это могли делать раньше, что необходимо для получения снимков черных дыр и изучения того, что происходит вокруг них. В той статье, о которой мы говорим, мы представили метод для проведения подобных расчетов, и теперь их используют астрофизики и кинокомпании, чтобы изучать черные дыры и правильно рисовать их в фильмах.

Кроме того, мы выяснили, что гравитационные линзы, порождаемые черными дырами, необычным образом искажают свет звезд, находящихся непосредственно за ними. Мы выяснили, почему и как их излучение искажается при прохождении через окрестности черных дыр. Все это очень интересно для физиков и математиков, но не особо важно для поисков гравитационных волн.

— В последние два года астрономы находят все больше намеков на то, что Вселенная расширяется не так, как мы считали раньше, что скорость ее расширения менялась не так, как показывали расчеты Нобелевских лауреатов 2011 года, открывших феномен ее ускоренного расширения. Помогут ли LIGO, LISA и другие детекторы гравитационных волн найти ответ на этот вопрос?

— Главное понимать, что сегодня ученые не сомневаются в том, что Вселенная расширяется с ускорением, а пытаются понять, как быстро это происходит. Открытие этого феномена астрономами, изучавшими сверхновые звезды, стало большой неожиданностью для всех нас — все считали, что скорость расширения Вселенной должна падать, а не расти.

Сейчас мне и другим ученым не совсем понятно, почему мы вообще называем причину этого ускорения "темной энергией" —  мы абсолютно ничего не знаем о ее свойствах, поведении и генезисе. Чтобы понять, что она собой представляет, нам нужно измерить, как менялось это ускорение в последние несколько миллиардов лет. В свою очередь, для этого необходимо в разы больше данных, чем те, которые были использованы первооткрывателями этого феномена.  

Именно этим сегодня занимаются ученые, о которых вы говорите. Они проводят эти наблюдения при помощи обычных телескопов, работающих в разных частях спектра электромагнитного излучения, и гравитационные обсерватории, если понадобится, подключатся к подобным измерениям, наблюдая за слиянием нейтронных звезд и черных дыр.

С другой стороны, я считаю, что мы найдем ответ на этот вопрос еще до того, как мы накопим достаточное количество данных по гравитационным волнам, и наше участие в раскрытии тайн темной энергии не понадобится. Тем не менее, если этого не произойдет, тогда, конечно, гравитационная астрономия поможет найти ответ на данный вопрос. Это может быть одной из тех неожиданных вещей, которые, как я говорил в лекции, может нам принести гравитационная астрономия.

Источник

Яркие радиовспышки позволяют понять скрытую от наблюдений материю Вселенной

Быстрые радиовспышки (Fast radio bursts, FRBs) представляют собой вспышки радиоволны идущие к нам из-за пределов нашей галактики Млечный путь. Команда астрономов, совместно возглавляемая Викрамом Рави (Vikram Ravi) из Калифорнийского технологического института, США, и Райаном Шенноном (Ryan Shannon) из Университет Картина, Австралия, в новом исследовании наблюдала самое яркое из всех зарегистрированных на сегодняшний день FRB-событий, называемое FRB 150807.

Хотя астрономы до сих пор точно не знают, что является причиной возникновения FRB-событий, однако это открытие играет важную роль для понимания диффузной, тусклой сети материи, заполняющей пространство между галактиками, называемой «космической паутиной» (cosmic web).

«Так как FRB-события, подобные тому, которое мы наблюдали, происходят на расстоянии в несколько миллиардов световых лет от Земли, то с их помощью становится возможным изучение свойств пространства между нами и этими источниками, - говорит Рави. – Почти половина всей видимой материи рассеяна в межгалактическом пространстве. И хотя эта материя не поддается наблюдениям при помощи телескопов, её можно изучать косвенными методами, например при помощи FRB-событий».

Согласно этим новым наблюдениям быстрая радиовспышка FRB 150807 претерпела на пути к Земле лишь незначительные искажения под действием материи межгалактического пространства, что указывает на то, что межгалактическая среда в это направлении является слабо турбулентной, как и предсказывалось ранее теорией.
Источник

Уничтоживший динозавров астероид мог пробить насквозь кору Земли

Проанализировав кратер, образовавшийся в результате падения астероида, положившего конец эпохе динозавров, ученые говорят, что этот объект, врезавшись в Землю, мог войти в неё на глубину, близкую к толщине коры нашей планеты.

В новом исследовании ученые проанализировали гигантский кратер на поверхности Земли размером приблизительно 180 километров, расположенный близ города Чиксулуб, находящегося на мексиканском полуострове Юкатан. Этот кратер, вероятно, образовался в результате падения космического объекта размером примерно 10 километров, которое, как считают ученые, привело к окончанию эры динозавров примерно 65 миллионов лет назад.

Исследователи во главе с Джоанной В. Морган (Joanna V. Morgan) из Имперского колледжа Лондона, Соединенное Королевство, изучили собранные ими образцы породы из центральной части кратера Чиксулуб и обнаружили в них гранит, который некогда был расположен глубоко под Землей. Падение астероида привело к формированию гигантской воронки глубиной почти 30 километров и диаметром порядка 80-100 километров, говорят ученые.

Эти находки поддерживают одну из двух взаимоисключающих гипотез, описывающих формирование центральных пиков в форме кольца, наблюдающихся у некоторых крупных кратеров. Согласно первой из этих версий кольцо из пиков образуется в центре кратера при оплавлении высокого центрального пика, а вторая версия предполагает глубокое погружение астероида в кору планеты с последующим обратным током расплавленных горных пород, изливающихся затем на поверхность в форме множественных центральных пиков. Результаты этого исследования свидетельствуют в пользу в торой из описанных гипотез.

Источник

Ученые открывают суперземлю на орбите вокруг близлежащей звезды

Аспирант Канарского института астрофизики и Университета Ла-Лагуна, оба научных учреждения Испания, Алехандро Суарес Маскарено (Alejandro Suárez Mascareño) и его научный руководитель Рафаэль Реболо (Rafael Rebolo) открыли планету класса суперземель, GJ 536 b, масса которой составляет примерно 5,4 массы Земли, на орбите вокруг близлежащей очень яркой звезды.

Эта экзопланета, обращающаяся вокруг звезды GJ 536, находится вне пределов обитаемой зоны звезды, однако её короткий орбитальный период, оцениваемый в 8,7 суток, и светимость родительской звезды, красного карлика - намного более холодного и тусклого, чем наше Солнце – делают её привлекательным научным объектом для исследований состава атмосферы. При проведении такого исследования авторы работы выяснили, что эта звезда имеет цикл магнитной активности, аналогичный циклу нашего Солнца, однако более короткий, составляющий примерно три года.

«На настоящее время мы обнаружили в системе этой звезды всего лишь одну планету, GJ 536 b, однако мы продолжаем наблюдать систему в попытке обнаружить дополнительные планеты, - сказал Алехандро Суарес Маскарено, являющийся главным автором статьи. – Каменистые планеты обычно встречаются группами, особенно вокруг звезд такого класса, и мы почти уверены, что обнаружим другие планеты небольших масс на более широких орбитах вокруг звезды, с периодами от 100 суток до нескольких лет. Также сейчас мы планируем программу наблюдений транзитов уже открытой планеты перед звездой, чтобы определить радиус и среднюю плотность вещества планеты».

Исследование принято к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics.

Источник

Физики запутали рекордное число фотонов

Китайские физики запутали рекордное число фотонов — 10 частиц. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, кратко о нем сообщает издание Physics.

Для запутывания пары фотонов, идущих в одном и том же направлении с одной и той же поляризацией, ученые пропускали свет через пару кристаллов бората бария, разделенных поляризатором. Для запутывания 10 фотонов ученые использовали 5 подобных структур, через которые пропускался сгенерированный лазером свет. Эффективность детектирования фотонов в установке ученых достигла 70 процентов.

Ранее ученым удавалось запутать пять фотонов. Для этого они использовали одиночные кристаллы, а не их пары. Эффективность детектирования фотонов в этом случае составляла 40 процентов.

Согласно квантовой механике, при удалении запутанных частиц друг от друга они сохраняют информацию о состоянии своего партнера. Такие частицы нарушают принцип локальности, согласно которому на состояние объекта может оказывать влияние только его близкое окружение.

Источник

Открыто сверхскопление галактик, скрытое ранее от наблюдений нашей Галактикой

А слона-то и не заметили! Международная команда астрономов открыла прежде неизвестное крупное скопление галактик в созвездии Парус, которое получило название сверхскопления Парус (обозначено как VSC на снимке). Гравитационное притяжение, действующее со стороны этого гигантского скопления масс, находящегося в наших галактических окрестностях, может оказывать большое влияние на движение нашей Местной группы галактик, включающей галактику Млечный путь. Оно также может помочь объяснить направление и величину скорости Местной группы по отношению к реликтовому излучению.

Сверхскопления галактик являются крупнейшими и наиболее массивными структурами во Вселенной. Они состоят из скоплений галактик и галактических нитей, протянувшихся на расстояния до 200 миллионов световых лет. Самое известное сверхскопление галактик носит название сверхскопления Шепли (обозначено как SC на снимке), находится на расстоянии примерно 650 миллионов световых лет от нас и содержит примерно пару десятков массивных скоплений галактик, излучающих в рентгене. Для тысяч галактик, входящих в эти скопления, к настоящему времени были надежно измерены скорости галактик. Считается, что это сверхскопление галактик является самым крупным в своем роде в нашей космической округе.

В новом исследовании международная группа ученых открыла ещё одно крупное сверхскопление галактик, находящееся лишь чуть дальше от нас, на расстоянии примерно 800 миллионов световых лет, которое простирается на ещё большее расстояние, чем сверхскопление галактик Шепли. Сверхскопление галактик Парус ранее оставалось скрытым от наблюдений из-за расположения под плоскостью Млечного пути, так, что звезды и пыль нашей Галактики скрывали под собой лежащие позади них далекие галактики.

Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters.

Источник

Россия и США обсуждают создание двух международных станций на орбите Луны

Сегодня все партнёры Международной космической станции ведут обсуждения по созданию двух международных станций на орбите Луны, сообщает ТАСС. 

Исполнительный директор «Роскосмоса» рассказал журналистам ТАСС, что Россия, США и остальные партнёры решают, что необходимо создавать две станции на орбите Луны. Он уточнил, что одна может использоваться для осуществления полёта на поверхность самой Луны, а другая для запуска космических аппаратов в дальний космос. Станцию для отправки кораблей в дальнее космическое пространство планируют создать на высокоэллиптической орбите. Станцию для отправки экспедиций на поверхность спутника Земли, необходимо будет создавать на орбите приблизительно сто километров от поверхности Луны.

Ещё не принято решение, создавать инфраструктуру на одной орбите или на двух. Эти вопросы ещё в процессе обсуждения.

В сообщении также говорится, что высокоэллиптическая орбита позволит в дальнейшем отправлять космические аппараты к астероидам. 

В обсуждении этих планов участвует международная кооперация, и она соединяет в одну общую программу все национальные проекты по исследованию Луны с использованием автоматических станций и пилотируемые лунные проекты.

Корпорация «Энергия» и компания Boing ещё раньше начали работать над проектом лунной орбитальной станции. Компании совместно разрабатывают сразу два варианта станций. Один вариант представляет собой два небольших жилых модуля и второй на основе одного большого модуля, рассказывается в сообщении ТАСС.

Планируется, что доставлять экипаж и составляющие конструкции станции на лунную орбиту будут при помощи сверхтяжёлой ракеты-носителя, над которой работают специалисты НАСА. И один и другой вариант станции смогут принимать по четыре человека. Предполагается, что экспедиции будут длиться от тридцати суток до 360 суток. 

Источник

Астрономы обнаруживают группу быстро движущихся звезд в нашей Галактике

Европейские астрономы заметили группу звезд, движущихся с высокой скоростью и находящихся за пределами орбиты Солнечной системы вокруг центра Млечного пути. Согласно новой научной работе эта группа звезд, которые движутся значительно быстрее, чем большинство других окружающих их звезд, может дать ценные сведения о звездной динамике.

Это открытие было сделано группой исследователей во главе с Джейсоном Хантом (Jason Hunt) из Университетского колледжа Лондона, Соединенное Королевство, на основе анализа научных данных, собранных при помощи спутника «Гея» (Gaia) Европейского космического агентства. Этот космический аппарат завершает в настоящее время обзор одного миллиарда звезд нашей Галактики и её окрестностей, измеряя положение звезд с точностью порядка нескольких угловых микросекунд.

Астрономы рассчитали, что обнаруженная ими группа звезд вращается вокруг центра Млечного пути со скоростью примерно 20 километров в секунду, что значительно выше, чем средняя скорость вращения вокруг центра Галактики других звезд, находящихся примерно на таком же удалении от её центра. Для объяснения этих наблюдений команда Ханта предположила, что избыточное ускорение, полученное этими звездами, может быть связано с гравитационным воздействием одного из главных спиральных рукавов галактики Млечный путь – Рукава Персея.

Это объяснение, в свою очередь, может быть основано на одном из двух различных представлений о природе движения спирального рукава Персея вокруг центра нашей Галактики. Согласно первой из этих моделей спиральный рукав движется через галактический диск как волна с постоянной скоростью, а вторая модель предполагает, что движение спирального рукава происходит с той же скоростью, что и движение этих звезд. Результаты, полученные командой Ханта, не дают возможности однозначно определиться в пользу одного из этих сценариев, однако лучше согласуются со второй из этих моделей.

Исследование появилось на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник

Закрученный свет передали на расстояние 143 километров

Физики из Австрии и Канады передали закрученный свет на рекордное расстояние — 143 километра. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences, кратко о нем сообщает New Scientist.

Эксперименты проходили на Канарах. Закрученный свет удалось передать от обсерватории Роке-де-лос-Мучачос на Ла-Пальме до обсерватории на вулкане Тейде на Теренифе. Сигнал, отправленный физиками, содержал сообщение «Hello World!» Он был принят только с одной ошибкой — восклицательный знак в нем декодировался как «P». Ученые отмечают, что скорость кодирования и декодирования в использованном ими методе пока что ниже, чем аналогичные операции для азбуки Морзе.

Ранее закрученный свет удалось передать на расстояние три километра через море.

Закрученный свет представляет собой электромагнитную волну с фронтом в форме спирали. Фронтом волны называется воображаемая поверхность, колебания на которой происходят в одинаковой фазе.

Теоретически закрученный свет позволяет передавать большее количество информации при помощи одного фотона (за счет высокого квантового числа). Ранее физики из США и Австралии создали компактное устройство для получения закрученного света.

Источник

Когда дорожная пробка перестает быть дорожной пробкой? Разумеется, когда речь идет о квантовой дорожной пробке! Только в квантовой физике поток частиц может одновременно стоять на месте и двигаться. В новой теоретической работе ученые из Национального института стандартов и технологий и Мэрилендского университета, оба научных учреждения США, отмечают, что намеренное создание такой «дорожной пробки» при помощи кольца, состоящего из нескольких тысяч сверххолодных атомов, может позволить проводить точные измерения их движения. При правильно спроектированной экспериментальной установке эти атомы могут позволить произвести измерения гравитации, возможно, даже на расстояниях менее 10 микрометров – что составляет примерно одну тысячную долю ширины человеческого волоса.

В этом исследовании, проведенном физиками-теоретиками Стивеном Раголем (Stephen Ragole) и Джейком Тейлором (Jake Taylor), предлагается использовать свойства экзотического состояния материи, называемого конденсатом Бозе-Эйнштейна и возникающего при сверхнизких температурах, для измерений гравитации на сверхкоротких расстояниях, на которых другие фундаментальные силы, например, электромагнетизм, превалируют над гравитацией. Ученые предлагают сделать из холодных атомов кольцо и привести атомы кольца в движение при помощи лазеров, при этом гравитация будет воздействовать на атомы, притормаживая их, примерно так же, как воздействует сила трения на колеса машин, едущих в пробке.

Эти измерения могут помочь глубже понять темную энергию, таинственную силу, заставляющую наш мир расширяться. Согласно одной из теорий расширение Вселенной происходит за счет взаимного отталкивания быстро возникающих и исчезающих виртуальных частиц, однако для приведения этой теории в соответствие с наблюдениями требуется, чтобы отталкивание происходило лишь между частицами размерами более нескольких микрометров.

Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Источник

Ученые исследуют экстремально красные квазары

В новом исследовании астрономы во главе с Фредериком Хаманном (Frederick Hamann), профессором кафедры физики и астрономии Калифорнийского университета в Риверсайд, США, описывают открытие новой популяции экстремально красных квазаров.

Согласно распространенной теории эволюции галактик в молодых галактиках за счет гравитационного уплотнения материи происходит интенсивное образование новых звезд и, в то же время, образование и рост центральной черной дыры. На определенном этапе галактической эволюции мощные потоки горячих газа и пыли приводят материю в интенсивное движение, что снижает скорость звездообразования и обнажает ярко светящееся ядро галактики. Такие галактики называют квазарами.

Особый класс квазаров представляют собой красноватые квазары, в которых светящееся ядро галактики частично заслонено от наблюдений космической пылью. В новом исследовании Хаманн и его коллеги изучили набор экстремально красных квазаров, обнаруженных при помощи обзоров неба Baryon Oscillation Sky Survey (BOSS) of the Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Этот анализ выявил ряд необычных свойств красных квазаров, а именно то, что скопления газа в квазарах этого класса более обширные и горячие, по сравнению с газовыми окрестностями обычных квазаров, что может объясняться тем, что в молодых, богатых газом галактиках происходит падение больших количеств материи в черную дыру.

В целом, отмечают авторы статьи, для дальнейшего изучения популяции экстреально красных квазаров потребуются дополнительные исследования, которые позволят глубже понять отношения между объектами этого класса и обычными квазарами, а также, возможно, и между другими стадиями эволюции галактики, являющейся квазаром.

Исследование вышло в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Источник

Физики нашли в Пакистане древнейшие следы металлургии на планете

МОСКВА, 15 ноя – РИА Новости. Археологи и металлурги нашли внутри одного из амулетов бронзового века, найденного в Пакистане, первые однозначные следы того, что человечество освоило секрет формовочного литья уже шесть тысяч лет назад, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Человечество впервые встретилось с металлами и осознало их полезные свойства достаточно давно, еще в эпоху первичной колонизации мира за пределами Африки, около 40 тысяч лет назад. Однако умение использовать металлы для изготовления орудий труда и секреты их выплавки появились гораздо позже, во время так называемого халколита, медно-каменного века, начавшегося примерно 7-5 тысяч лет назад.

Как рассказывает Маттью Тури (Mathieu Thoury) из университета Версаля в Жиф-сюр-Иветте (Франция), первые орудия труда и украшения, изготовленные человеком, были достаточно примитивными  и "штучными" вещами, больше похожими на каменные орудия труда, чем на современные или средневековые мечи, косы, плуги или пряжки для ремней. Поэтому большинство ученых считало, что "продвинутые" металлургические приемы, такие как формовочное литье, появились гораздо позже.

Тури и его коллеги выяснили, что на самом деле это было не совсем так, изучая один из самых древних образцов металлургического искусства на Земле – медный амулет, найденный в Пакистане, на стоянке Мергарх в Белуджистане в 1974 году. Это поселение является древнейшим следом цивилизованного общества и сельского хозяйства на Индостане, и его жители считаются прародителями знаменитой и загадочной Хараппской цивилизации.

Ученых давно интересовало, как были изготовлены подобные амулеты-бляшки, очень похожие друг на друга по форме и размерам и обладающие необычно высоким качеством для своего исторического периода. Французские археологи попытались найти ответ на этот вопрос, подключив к анализу этих артефактов физиков и используя методы, применяющиеся сегодня при анализе белков или углеродных нанотрубок.

Как объясняют ученые, облучение любого материала при помощи мощных пучков лазера приводит к тому, что его атомы поглощают часть энергии излучения и затем постепенно переизлучают ее на других длинах волн. Частота этих волн и то, когда они появляются, зависит от структуры и состава молекул, поглотивших свет, что позволяет очень точно определять состав "обстреливаемого" лазером вещества по спектру этого повторного излучения.

Используя эту методику, ученые обнаружили, что колесообразные бляшки из Мергарха содержали в себе необычные "паутинообразные" отложения оксида меди внутри "спиц" и "обода" этого медного колеса, распределенные по всей поверхности этого артефакта. Подобные соединения, как объясняют физики, являются следами контакта меди с органикой, и, по словам археологов, указывают на необычную для того времени методику изготовления этого амулета.

Как считают Тури и его коллеги, данный артефакт был изготовлен при помощи революционной для того времени методики так называемого "литья по выплавляемым моделям", древнейшей методики формовочного литья на Земле. Его главным плюсом является то, что оно позволяет изготовлять очень сложные трехмерные конструкции, представляющие собой единый кусок металла, что невозможно реализовать при помощи заливания открытых форм из камня и глины.

Ключевую роль в этом процессе играл воск, из которого древние металлурги лепили модель украшения. Затем они покрывали ее глиной и обожигали получившуюся конструкцию в печи. Весь воск вытекал, а глина спекалась, что превращало ее в своеобразную форму, которую затем древние жители Мергарха использовали для изготовления амулета, заливая ее чистой медью (что тоже было большой инновацией).

Учитывая возраст артефактов из Мергарха, данные бляшки на сегодняшний день являются  самым древним примером формовочного литья на Земле. Таким образом, можно говорить, что Пакистан является родиной "продвинутой" металлургии. Как полагают ученые, в дальнейшем традиции и металлургические секреты Мергарха распространились по всему Ближнему Востоку, дав жизнь целой культуре изготовления необычайно красивых восточных металлических украшений с чрезвычайно сложной формой.

 

© L. Bertrand, T. Séverin-Fabiani, S. Schoeder // IPANEMA CNRS MCC UVSQ / Synchrotron SOLEIL

Процесс литья, схема авторов статьи

Источник

Открыт новый аккрецирующий миллисекундный рентгеновский пульсар

Новый аккрецирующий миллисекундный рентгеновский пульсар (accreting millisecond X-ray pulsar, AMXP) был обнаружен в одном из наиболее массивных скоплений звезд нашей галактики, NGC 2808. Этот вновь обнаруженный AMXP получил обозначение MAXI J0911-655 и является частью ультракомпактной двойной системы.

Рентгеновские пульсары демонстрируют стойкие периодические изменения рентгеновской яркости, которые могут продолжаться в течение всего лишь доли секунды. Пульсары типа AMXP представляют собой необычный тип рентгеновских пульсаров, короткие периоды пульсаций которых связаны с продолжительным переносом массы со звезды-компаньона небольшой массы на аккрционный диск медленно вращающейся нейтронной звезды. Научное сообщество проявляет интерес к этим пульсарам как к астрофизическим космическим лабораториям, которые могут быть использованы для проведения исследований механизмов термоядерного синтеза.

Объект MAXI J0911-655 был впервые замечен 19 февраля 2016 г. при помощи системы предупреждений о вспышках новых под названием Monitor of All-sky X-ray Image (MAXI), установленной на борту Международной космической станции. Дальнейшие наблюдения этого объекта при помощи других телескопов позволили выявить, что он является миллисекундным пульсаром с периодом пульсаций 2,9 миллисекунды.

Также исследователи обнаружили, что источник MAXI J0911-655 входит в состав сверхкомпактной двойной системы с орбитальным периодом примерно 44 минуты и большей полуосью примерно 17,6 световых миллисекнуды. Нейтронная звезда имеет массу, примерно на 40 процентов превышающую массу Солнца, а звезда компаньон имеет массу не более чем 0,024 массы Солнца.

Исследование опубликовано на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник

Российские физики приблизились к созданию светового компьютера

МОСКВА, 15 ноя – РИА Новости. Физики из России и их американские коллеги разработали новый тип световых наноантенн, которые могут направлять свет в произвольном направлении, что позволяет использовать их в качестве основы для световых компьютеров и сверхбыстрых систем связи, говорится в статье, опубликованной в журнале Laser & Photonics Reviews.

"Существующие оптические наноантенны позволяют управлять светом в достаточно широких пределах. Однако это умение обычно бывает зашито в их геометрии и материалах, из которых сделана антенна, и простое изменение этих характеристик невозможно. Наша наноантенна позволяет динамически управлять ее свойствами. Когда вы светите на нее слабым импульсом — получаете один результат, а с сильным лазерным импульсом получаете совершенно другое поведение!", — заявил Денис Баранов, один из авторов работы из Московского Физтеха, чьи слова цитирует пресс-служба вуза.

Данная наноантенна, как рассказывает Баранов, является логическим продолжением и конечным результатом недавних экспериментов российских ученых из МФТИ и Университета ИТМО, в рамках которых они создали необычные наночастицы из кремния, обладающие нелинейными оптическими свойствами. 
Эти наноструктуры, похожие по своему устройству на полые шарики из кремния,  взаимодействуют со светом крайне необычным образом, заставляя его менять направление движения в зависимости от его интенсивности и других физических свойств.

Когда на такой "шарик" падает свет, дальнейшая его судьба зависит от его собственных свойств и того, как ведет себя так называемая электронная плазма внутри этой наночастицы, возникающая при поглощении энергии света кремнием. Свойства этой плазмы можно менять при помощи коротких и мощных импульсов света, что позволяет "переключать" свойства наноантенн и заставлять их иным образом взаимодействовать с более слабым светом в режим практически реального времени.

В первых экспериментах Баранову и его соратникам удалось научиться рассеивать свет вперед или назад, а сейчас они разработали методику, которая позволяет поворачивать световой поток в произвольном направлении в зависимости  интенсивности света. Этого удалось добиться, расположив два кремниевых "шарика" разных размеров близко друг к другу, отдалив их на четко выверенное расстояние.

По словам ученых, подобные антенны не только необходимы для создания оптических транзисторов и вычислительных приборов, но и помогут нам ускорить передачу информации в оптоволоконных сетях, "склеивая" и разделяя сигналы при их поступлении в устройство передачи и обработки данных. Как отмечают ученые, их прибор позволит достигнуть скорости в 250 гигабит в секунду, что в разы выше, чем работают современные сверхбыстрые системы связи.

Источник

Первый россиянин может высадиться на Луну в 2031 году

В 2031 году на Луну может сесть первый пилотируемый космический корабль, поделился с журналистами РИА Новости директор корпорации «Энергия».

Владимир Солнцев, директор корпорации «Энергия» рассказал о планах освоения Луны в рамках презентации, которую он представил на III Всероссийской научной конференции. Конференцию проводит Институт космических технологий РУДН.

В презентации говорилось о том, что первые полёты к Луне российские космические аппараты должны совершить уже в 2025 году. Беспилотный корабль осуществит облёт вокруг спутника Земли по плану корпорации в 2026 году. Старт взлётно-посадочного модуля намечен на 2027 год.

Глава корпорации «Энергия» Владимир Солнцев в своём выступлении пояснил, что за эти годы будет проходить «привыкание» к Луне, которое даст возможность отправить первых космонавтов на Луну уже в 2031 году.

Он уточнил, что 2030 году планируется пилотируемый полёт к спутнику Земли, а уже в 2031 году на Луну высадятся российские космонавты.

Конференция «Проблемы и перспективы экономического развития и подготовки кадров для высокотехнологичных отраслей промышленности. РУДН и космос: 55 лет вместе» проводится для того, чтобы обсудить вопросы экономического развития в контексте управления инновациями, которые обеспечивают продвижение ракетно-космической промышленности на мировые рынки.
Источник

Открыты новые детали влияния джетов черных дыр на звездообразование в галактиках

В новом исследовании, проведенном группой астрофизиков под руководством доктора К. Дасиры (K. Dasyra), продемонстрировано, что джеты черных дыр могут оказывать влияние на формирование звезд в галактиках, рассеивая и нагревая большие количества газа, занимающие обширные области пространства. Эти результаты основаны на наблюдениях близлежащей галактики IC5063, проведенных при помощи радиотелескопа Atacama Large Millimeter Array (ALMA) Европейской южной обсерватории.

В этом новом исследовании группа доктора Дасиры попыталась выяснить, отличаются ли свойства газа, приведенного в движение мощными струями вещества и энергии – джетами – исходящими со стороны центральной сверхмассивной черной дыры галактики, от свойств газа, входящего в состав газовых облаков остальной части галактики. С этой целью ученые исследовали эмиссионные линии монооксида углерода (CO), находящегося в составе газа плотных межзвездных облаков, где часто происходит формирование новых звезд и где температура газа составляет порядка 10 К.

Исследователи показали, что джеты, исходящие из центральной черной дыры галактики, нагревают молекулярный газ до средней температуры 30-100 К. Такой нагрев газа приводит к формированию турбулентных потоков и препятствует гравитационному коллапсу газа с образованием новых звезд. Масса молекулярного газа, участвующая в формировании этих ветров, составляет около 2 миллионов масс Солнца.

Из-за энергии, сообщаемой джетами черных дыр, молекулы газа, участвующего в формировании ветров, возбуждены в значительно большей степени, чем молекулы остальных газовых облаков галактики. Эти результаты могут иметь значение для будущих исследований, поскольку они указывают на то, что обнаружение молекулярных ветров может оказаться проще, чем считалось ранее, в случае далеких галактик, для которых наблюдениям поддаются лишь линии возбужденных молекул монооксида углерода.

Исследование вышло в журнале Astronomy & Astrophysics.

Источник