Рус Eng
Новости науки

Что такое «космическое пространство»? Оно представляет собой вакуум или же оно заполнено материей, которая обеспечивает возможность фотонам, электромагнитным волнам и всему остальному передвигаться?
На этот вопрос ученым еще предстоит найти ответ, но новая теория предполагает, что само пространство-время может являться «сверхтекучей жидкостью». Идея того, что пространство представляет собой жидкость, известную как «сверхтекучая теория вакуума», не является новой. Она была выдвинута еще полвека назад, пишет Daily Mail.
Теперь профессор Международной школы передовых исследований Стефано Либерати и научный сотрудник университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене Лука Маччионе решили изучить данную теорию более тщательно. В своей научной работе они сделали предположение, что пространство-время представляет собой жидкость, попытавшись объединить силы тяжести и квантовую механику в «квантовой гравитации». Дело в том, что одной из самых больших проблем в понимании Вселенной является стремление ученых выяснить, как предметы передвигаются в пространстве.
Если взять для примера процесс движения волн по воде, то они использую воду в качестве среды для перемещения. Насколько нам известно, передача энергии такого рода всегда требует определенную среду. Например, когда звук проходит через воздух или тепло через металл. Поэтому ученые считают, что электромагнитные волны, фотоны и другие элементы Вселенной не могут просто так передвигаться в пространстве, где нет ничего.
Эксперты предполагают существование во Вселенной среды более известной как эфир, но подтвердить или опровергнуть это они пока не в состоянии. В новом исследовании ученые выдвинули теорию, что этот эфир на самом деле является сверхтекучим.
Ключевой момент доказательства этой теории вращается вокруг четырех фундаментальных сил Вселенной - электромагнетизм, слабое взаимодействие, сильное взаимодействие и гравитация. Квантовая механика в состоянии объяснить все это за исключением гравитации. По словам ученых, наиболее правдоподобная модель для гравитации является сверхтекучесть космоса, которая фактически очень близка к нулю/
Если ученые найдут доказательство своей теории, то считают, что смогут объяснить модели формирования пространства-времени.

Итальянцы предложили концепцию жидкого пространства-времени.
Необычную концепцию предложили итальянские физики: пространство-время в качестве супержидкости, в которой протекают «гидродинамические» квантовые процессы. Согласно теориям квантовой гравитации, пространство-время (ПВ) представляет собой не непрерывную среду, а дискретную матрицу. На нижнем уровне ПВ является «квантовой пеной» из элементарных частиц размерностью 10 в -35 степени.
С помощью подобных конструкций физики пытаются объяснить гравитационное взаимодействие на квантовом уровне. На сегодняшний день существует множество теоретических моделей квантовой гравитации. Однако ни одну из них невозможно доказать экспериментально. Стефано Либерати из школы СИССА (SISSA – Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati) в Триесте и Лука Маччоне из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана впервые предложили модель, которая предусматривает возможность эмпирической проверки.
Согласно их теории, пространство-время на квантовом уровне ведет себя как жидкость, законы движения которой определяются межмолекулярными взаимодействиями. "Если представить себе пространство-время в качестве жидкости, придется принять во внимание ее вязкость и другие гидродинамические свойства", - Стефано Либерати, школа СИССА в Триесте.
Тот факт, что свет от галактик из звезд, удаленных на расстояния миллиардов световых лет, доходит до нас, по мнению авторов модели, свидетельствует об очень низкой степени вязкости пространственно-временной жидкости. Таким образом, речь идет о сверхтекучей жидкости, в которой силы трения почти отсутствуют. Однако даже в такой жидкости вязкость может быть хотя и очень незначительной, но не равняться нулю.
В таком случае ПВ все же оказывается способно создавать небольшой эффект рассеяния элементарных частиц, которое можно установить с помощью очень точных астрофизических измерений. В случае успеха итальянские физики надеются, что их модель квантовой гравитации превратится из теоретической конструкции в полноценную научную теорию, подтвержденную экспериментально.
Новое исследование, результаты которого опубликованы в издании Icarus, говорит о том, что 200 000 лет назад на Марсе была вода. Автор исследования - Андреас Джонсон (Andreas Johnsson) из Университета Гёттенбурга.
В средних широта южного полушария Марса ученые обнаружили небольшой кратер, на дне которого находятся отлично сохранившиеся вымоины и селевые отложения. Геоморфологические свойства эти форм рельефа являются подтверждением того, что они были сформированы в результате воздействия жидкой воды сравнительно недавно – по меркам геологии.
Когда осадки напитываются водой, эта смесь может стать слишком тяжелой, чтобы удерживаться на склоне, и смесь воды с породой устремляется вниз, как единый поток, - селевой поток. На поверхности такой поток оставляет характерные следы.
Именно эти следы Андреас Джонсон и обнаружил на Марсе. Возраст кратера, как определили ученые, равен приблизительно 200000 лет. Это означает, что он сформировался намного позднее предполагаемого ледникового периода на Марсе, который закончился около 400 000 лет назад.
В Солнечной Системе множество лун, - начиная от безвоздушных миров, таких, как наш естественный спутник – Луна, и заканчивая объектами, которые имеют атмосферу (к примеру, Титан Сатурна). Юпитер и Сатурн – каждая из этих планет имеет несколько спутников, а даже у Марса есть небольшие, астероидного типа. А как же Венера – планета, которую ученые какое-то время считали близнецом Земли?
Венера и Меркурий – две планеты нашей Солнечной Системы, у которых вообще нет спутников, которые вращаются по их орбитам. Астрономы, изучающие Солнечную Систему, пытаются понять, почему дела обстоят именно так.
Астрономы имеют три объяснения того, как у планеты появляется луна или луны. Луна может быть «поймана» в тот момент, когда она пролетала мимо планеты (именно так, по мнению некоторых ученых, получил свои спутники – Фобос и Деймос – Марс). Потом, спутник может сформироваться из осколков, образовавшихся результате столкновения планеты с другим небесным телом (это – одна из самых популярных теорий об образовании Луны). И, наконец, спутники образуются в результате общей аккреции материи в процессе формирования Солнечной Системы.
Учитывая количество различных космических объектов, которые летали по Солнечной Системе в ранний период ее истории, многие астрономы считают удивительным тот факт, что у Венеры нет спутника. Однако, возможно, в отдаленном прошлом он у нее был. В 2006 году сотрудники Технологического Института Калифорнии Алекс Алеми (Alex Alemi) и Дейвид Стивенсон (David Stevenson) представили свое исследование, в котором говорилось, что Венера как минимум дважды могла испытать столкновение с большим астероидом; в результате этого столкновения из осколков мог образоваться спутник, который затем медленно по спирали отдалялся от планеты. Причиной этого отдаления, по мнению ученых, могли быть приливно-отливные взаимодействия, - именно так сейчас Луна медленно «отползает» от Земли. Согласно моделям ученых, затем, через приблизительно 10 миллионов лет, случилось еще одно серьезное столкновение, в результате которого планета изменила направление своего вращения вокруг собственной оси и стала поглощать орбитальную энергию спутника. Поэтому спутник, опять же по спирали, начал двигаться по направлению к планете, и в конечном итоге слился с Венерой.
Источник
Авторы работы, опубликованной в издании Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 22 апреля, заявляют о том, что им удалось разрешить загадку одной из самых удивительных близлежащих планетарных систем.
С 2002 года ученые пытались определить массу и орбиты двух гигантских планет, расположенных в системе звезды 55 Cancri на расстоянии, которое меньше, чем расстояние от Солнца до Меркурия. Ученые не могли понять, как эти планеты, вращаясь на таком небольшом расстоянии от звезды, избегают катастрофы: столкновения со своей звездой или друг с другом. Новое исследование, в котором ученые Университета Penn State использовали множество результатов различных наблюдений и статистические и расчетные техники, говорит о том, что массы этих планет и их орбиты таковы, что в ближайшее время столкновения не предвидится.
С помощью наблюдений астрономы Penn State определили, что одна из планет системы (55 Cnc e) в восемь раз массивнее Земли, а плотность ее такая же, как у нашей планеты. Температура на поверхности этой планеты, расположенной ближе других к своему светилу, слишком высока, чтобы на ней могла существовать вода в жидком виде – около 2093 градуса Цельсия. Лишь через 8 лет после открытия этой планеты, в 2011 году, ученые смогли установить, что орбитальный период ее менее 18 часов, а не три дня, как считалось изначально. Вскоре после этого астрономы обнаружили тень планеты, проходящую над Землей, и смогли измерить размер планеты относительно размера звезды.
Две гигантские планеты системы 55 Cancri взаимодействуют так сильно, что можно заметить изменения их орбит и благодаря этому получить сведения, недоступные другими способами.
Звезда 55 Cancri и ее планеты находятся на расстоянии 39 световых лет от нас в созвездии Рака. Система ярко светится, потому что расположена достаточно близко, поэтому астрономы смогли напрямую измерить радиус ее звезды. Зная радиус, ученые смогли рассчитать и ее массу, - она почти такая же, как масса нашего Солнца, - а так же размер и плотность ее планеты, которая относится к «супер-Землям».
Впервые астрономы открыли, что по орбите 55 Cancri вращается гигантская планета, в 1997 году. Многолетние наблюдения позволили узнать, что по вокруг звезды вращается пять планет, начиная с холодной гигантской планеты, орбита которой очень похожа на орбиту Юпитера, и заканчивая невероятно горячей «супер-Землей», масса которой больше массы Земли, но при этом существенно ниже массы Нептуна.
Это исследование – часть программы по развитию техник, которые помогут анализировать результаты будущих наблюдений в поиске планет, подобных Земле. Астрономы Penn State планируют заниматься поиском планет, масса которых равна массе Земли, возле других ярких близлежащих звезд.
Группа ученых Брауновского Университета и Лунного и Планетарного Института в Техасе в своем исследовании предположила, что экваториальный горный хребет на одной из лун Сатурна имеет экзогенное происхождение. Их теория основана на созданных ими же трехмерных моделях спутника, и анализе видов имеющихся вершин.
Япет (Iapetus), - третий по величине спутник Сатурна, - выделяется из общего числа (приблизительно 60) спутников этой планеты по двум причинам. Одна из них – необычный цвет планеты, в котором преобладают два тона; а вторая – похожая на спинной хребет горная цепь, которая расположена на части экватора.
Ученых заинтересовало происхождение горной цепи по той причине, что на спутнике не было обнаружено никаких признаков геологических процессов, по которым она могла бы образоваться: сдвигающихся плит или вулканической активности. Поэтому было высказано предположение, что горы могли прийти «сверху», а не «снизу», то есть имеют экзогенное происхождение.
Чтобы лучше разобраться в ситуации, группа ученых создала 3D –модель спутника в лаборатории, в точности воспроизведя его в миниатюре с помощью данных, полученных от космического зонда Cassini. Создав модель, ученые начали тщательно изучать форму вершин. В результате обычной геологической активности создаются вершины более пологие и менее одинаковые. Угол естественного откоса – это наибольший угол, который может быть образован откосом свободно насыпанного грунта в состоянии равновесия с горизонтальной плоскостью. Именно так и сформирована большая часть вершин. То есть, по мнению ученых, это означает, что горы сформировались не в результате геологической активности, а, скорее, являются частью кольца того вещества, которое когда-то кружило вокруг спутника и затем опустилось на его поверхность.
Кольцо вокруг спутника же, они считают, образовалось, скорее всего, либо в результате столкновения (или Япета с другим объектом, или двух близлежащих небесных тел). В результате, образовавшееся вещество сформировало кольцо вокруг экватора, которое со временем было притянуто к поверхности гравитацией. Такая теория, по мнению ученых, так же может объяснить ассиметричную орбиту Япета и тот факт, что спутник вращается по орбите вокруг Сатурна, будучи повернутым к планете всегда одной и той же стороной.

Высокопоточный реактор в Институте Лауэ-Ланжевена (Гренобль, Франция), производящий нейтроны, используемые в эксперименте.
Сверхточный нейтронный эксперимент подтвердил справедливость закона гравитации Ньютона на микроуровне и ограничил возможные характеристики частиц темной материи и энергии.
Закон всемирного тяготения, сформулированный Ньютоном в 1687 году, сейчас знает каждый школьник: «два тела притягиваются друг к другу с силой, которая прямо пропорциональна массам этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними». Но, с другой стороны, гравитационные силы – это силы больших тел, а справедлив ли такой закон в микромире? Ответ на этот вопрос получила международная команда ученых, в составе которой есть и российские ученые, работающие в настоящее время за рубежом.
Полет брошенного камня кажется гладким, но это всего лишь иллюзия. Гравитационная энергия квантована, то есть имеет множество квантовых состояний. Так как она зависит от высоты, то это означает, что тело может находиться не на любой высоте, а только на определенных уровнях. Камень при движении перескакивает с одного уровня энергии на другой, словно с одной ступеньки на другую. Но разница между уровнями очень мала, и переход происходит настолько быстро, что траектория кажется гладкой. Квантование энергии невозможно заметить для макроскопических тел, но, используя ультрахолодные нейтроны, переходы между уровнями энергии можно увидеть и измерить.

Нейтроны между двумя пластинами в гравитационном поле Земли могут занимать различные квантовые состояния. Вибрация нижней пластины переводит их из одного состояния в другое, что позволяет провести чрезвычайно точные энергетические измерения.http://www.tuw
Физики, открывшие несколько лет тому назад квантование гравитационной энергии у нейтронов, теперь использовали этот эффект для проверки законов гравитации на микроуровне, на таких масштабах, на которых ранее никто гравитацию не изучал. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters. Эксперименты проводили в Институте Лауэ-Ланжевена в Гренобле, Франция.
Для получения нейтронов с квантованными гравитационными энергетическими состояниями ученые использовали метод гравитационной резонансной спектроскопии, впервые описанный ими в 2011 году. Ядерный реактор производит нейтроны, движущиеся со скоростью 2200 метров в секунду. Затем они замедляются до менее 7 метров в секунду, охлаждаются до долей градуса выше абсолютного нуля и направляются между двумя горизонтальными пластинами.
Нейтроны отскакивают от нижней пластины, представляющей собой идеально гладкое зеркало, в то время как верхняя пластина является поглотителем, который захватывает нейтроны с высокими энергиями, оставляя только частицы в нижнем квантовом состоянии. Нейтроны идеально подходят для такой процедуры, поскольку не имеют электрического заряда. Они «чувствуют» только гравитацию. Пьезоэлектрический кристалл заставлял дрожать зеркало, давая нейтронам энергию, чтобы достигнуть более высокого уровня. Необходимый для этого удар зависит от разницы между уровнями энергии, которые в свою очередь зависят от силы тяжести и, соответственно, от высоты. Измеряя частоту вибрации, физики определяли силу гравитации диапазоне от микрометров до миллиметров с очень высокой точностью. По словам экспериментаторов, их результаты имеют в 100 000 раз большую точность, чем было достигнуто ранее.
В результате установлено, что в пределах измеряемого диапазона и точности ньютоновский закон обратных квадратов для гравитации справедлив. Важность этого экспериментального факта заключается не собственно в подтверждении закона – это хотя и интересно, но было ожидаемо. Важность эксперимента в том, что он ставит ограничения на существование дополнительных «экзотических» сил, которые в соответствии с некоторыми предсказаниями можно было бы увидеть на этих масштабах. Проще говоря, эти силы не были обнаружены, что скажется на развитии теории, например, темной энергии, которая отвечает за ускоренное расширение вселенной.

Нейтронная турбина PF2 в Институте Лауэ-Ланжевена – механическое устройство, замедляющее (охлаждающее) нейтроны тем же способом, как теннисисты замедляют мяч.https://www.ill.eu/news-events/press-room/press-releases/dark-matter-and-string-theory/
Дело в том, что некоторые гипотезы, связанные с темной энергией, предсказывали существование особой пятой силы, названной «хамелеон» (гипотетическая частица – носитель темной энергии). Такое название она получила за то, что диапазон, в котором она действует, резко уменьшается для плотных объектов, «маскируя» ее. Это позволяет объяснить, почему мы не видим ее при наблюдениях Солнечной системы. Однако для микроскопических нейтронов она должна быть существенной и приводить к отличию существующих энергетических уровней от тех уровней, которые связаны только с гравитацией.
В данном эксперименте «хамелеон» обнаружен не был. Это не исключает объяснение темной энергии на основе теории «хамелеона», но ограничивает предел величины этой силы. Чтобы окончательно отказаться от этой гипотезы, надо увеличить точность еще на семь порядков, что представляет очень сложную задачу.
Результаты эксперимента ограничили возможные свойства и кандидата на темную материю, которая по современным представлениям составляет 85% вещества Вселенной, но кажется незаметной, кроме случая гравитационного притяжения на космических масштабах. Полагаемые очень легкими гипотетические частицы аксионы тем не менее должны вызывать отклонение от обычного закона всемирного тяготения на малых расстояниях. Отсутствие этого эффекта в данном эксперименте ограничивает величину взаимодействия.

Гравитационный резонансный спектрометр в Венском техническом университете.
Новое исследование, опубликованное на сайте препринтов Arxiv, "Роль Юпитера в орбитальной эволюции Земли", посвящено влиянию Юпитера на нашу планету и на развитие жизни на ней.
Юпитер, с его массой, которая в 320 раз превышает массу Земли, гравитационно влияет не только на астероиды, но и на все планеты нашей системы, включая нашу собственную.
Что, если бы Юпитер имел более эксцентрическую орбиту? Как бы он тогда взаимодействовал с нашей планетой, и какое количество Солнца получала бы поверхность Земли? Ученые считают, что, создав различные модели взаимного влияния планет друг на друга, они смогут сузить круг поиска обитаемых планет в системах других звезд, где так же имеются планеты, подобные Земле, и газовые гиганты, похожие на Юпитер.
Дейвид Вотхам (David Waltham) и и Джонти Хорнер (Jonti Horner) создали различные модели Солнечной Системы. В каждой модели семь планет системы были в тех же начальных условиях (мы говорим о массе, расположении и орбите). Восьмая же планета, Юпитер, имела ту же массу, однако меняла свою орбиту (эксцентричность: от циклической до эллиптической) и положение (ближе к Солнцу и дальше от него).
Используя десятки тысяч перемещений, ученые исследовали, как каждая модель изменяется с течением времени, записывая орбитальные параметры Земли и создавая карту результатов.
В результате выяснилось, что изменения в положении и орбите Юпитера оказывали небольшое влияние на орбиту и наклон оси Земли, однако, влияние на климат нашей планеты пока неясно. Теперь ученые работают с климатологом Джеймсом Гилмором (James Gilmore), чтобы лучше понять, как изменение наклона оси или орбиты Земли могло бы повлиять на развитие жизни на Земле. Изменение наклона повлияло бы на времена года, а изменение орбиты оказало бы влияние на количество Солнца, которое получает поверхность.

Почему на территорию России так часто падают метеориты? Учитывая размеры страны, и то, что камеры видеорегистраторов и мобильных телефонов – в наше время далеко не редкость, - статистика, которая говорит о том, что падение метеоритов в Российской Федерации фиксируется чаще, чем в других странах, кажется неудивительной.
Рано утром 19 апреля, чуть более чем через год после падения Челябинского метеорита, жители Мурманска так же смогли заснять, как в небе над городом пролетел метеорит: камеры мобильных телефонов и видеорегистраторов смогли зафиксировать яркую вспышку, которая продолжалась несколько секунд. Видимо, метеорит сгорел далеко от поверхности Земли: очевидцы не услышали никаких характерных звуков, так же не было ударной волны, и никто, к счастью не пострадал. Другие подробности об этом объекте пока неизвестны. Скорее всего, это был метеор, однако есть и еще одна версия: повторное вхождение в атмосферу космических осколков. Видео, на котором можно увидеть, как все происходило, было предоставлено Александром Нестеровым.
Некоторые ученые считают, что этот болид мог быть одним из осколков, попавших в атмосферу Земли в результате прохождения метеорного потока Лириды, пик которого придется на 22-23 апреля.
Лаборатория Обитаемости Планет (Planetary Habitability Laboratory), которой управляет Университет Пуэрто Рико в Аресибо, создала базу экзоплланет, наиболее подходящих для жизни. Вот пять потенциальных обитаемых миров:
Планета Kepler-186f, - первая и пока единственная планета размера Земли, которая находится в так называемой «Зоне Златовласки» - то есть, на таком расстоянии от звезды, что на ней возможно существование воды в жидком виде. Это – планета со скалистой поверхностью, на 10 процентов больше Земли, которая находится на расстоянии 490 световых лет от нашей планеты. Известно, что вокруг красной карликовой звезды Kepler-186 вращается еще как минимум четыре планеты, и Kepler-186f находится на внешней границе обитаемой зоны.
«Супер-Земля» Gliese 667Cc как минимум в 3,9 раза более массивна, чем наша планета. Она вращается по орбите красного карлика Gliese 667C, который является частью системы из трех звезд и находится на расстоянии 22 световых года от нас, в созвездии Скорпиона. Орбитальный период Gliese 667Cc составляет 28 дней. У В системе имеется как минимум еще одна планета - Gliese 667Cb. Однако астрономы обнаружили еще пять объектов, которые могут оказаться планетами, вращающимися по орбите этой звезды.
Планета Kepler-62e, открытая с помощью космического телескопа Kepler, массивнее Земли в 1,6 раз. Расстояние от нее до Земли – около 1200 световых лет, она находится в созвездии Лиры и делает полный оборот вокруг своей звезды каждые 122 дня. Kepler-62e – одна из как минимум пяти планет, которые вращаются по орбите звезды Kepler-62. По мнению ученых, Kepler-62e и Kepler-62f могут быть теплыми планетами, по большей части или полностью покрытыми водой.
Еще одна находка телескопа Kepler - Kepler-283c. Ее масса равна 1,8 массы Земли, орбитальный период – 93 дня. В системе звезды Kepler-283, диаметр которой в два раза меньше диаметра Солнца, ученые обнаружили две планеты, однако вторая - Kepler-283b, находится слишком близко к Звезде, и, по всей вероятности, температура на ее поверхности слишком высока для того, чтобы планета могла быть пригодной для жизни.
И, наконец, Kepler-296f – из пяти известных ученым планет, вращающихся вокруг звезды Kepler-296, она находится дальше всего от нее. Сама звезда – в 20 раз менее яркая, чем наше Солнце. Планета в 1,8 раз массивнее Земли, ее орбитальный период – 63 дня.
Источник
Ученые из Университета Вашингтона открыли первую на сегодняшний день само-линзирующую двойную звездную систему. В работе, опубликованной в журнале Science, Этан Круз (Ethan Kruse) и Эрик Эйгол (Eric Agol) описывают, как была открыта эта система, существование которой раньше предполагалось лишь теоретически.
По мнению ученых, почти половина всех звезд – является частью мульти-звездных систем, многие из которых являются двойными. Кроме того, некоторые двойные звездные системы устроены так, что их орбита вокруг друга лежит в одной плоскости с Землей. То есть это значит, что для наблюдателей с Земли эти звезды периодически проходят одна перед другой, затемняя друг друга. Обычно это можно заметить по периодическому потускнению их света, «морганию». Иногда же, согласно теории, может происходить прямо противоположное – вместо того, чтобы стать более тусклым, свет, наоборот, усиливает яркость, - этот феномен известен как само-линзирование, - когда звезда, которая находится впереди, увеличивает яркость звезды, находящейся сзади.
Самолинзирование основано на теории относительности Эйнштейна, - свет может не иметь массы, но при этом он подвержен гравитации; например, изгибается, когда проходит мимо звезд. По этой причине астрономы в течение многих лет считали, что, если бы существовала двойная звездная система, в которой одна из звезд похожа на наше Солнце, а вторая является белым карликом, небольшой по размерам, но громадной массы, и, следовательно, обладающей сильной гравитацией, - подобное самолинзирование происходило бы, когда звезда меньшего размера проходила бы перед звездой большего размера. Именно такую систему и обнаружили Круз и Эйгол.
Ученые исследовали звезду KOI 3278, потому что ранее было обнаружено, что она периодически становится более тусклой. Ученые, которые решили, что это происходит из-за того, что ее свет заслоняет планета, стали изучать звезду более детально. Однако, вместо планеты они обнаружили еще одну звезду. Звезды, вращаясь по своим орбитам, по очереди выходили одна перед другой каждые 88 дней. Когда звезда, похожая на Солнце, выходила вперед, система становилась более тусклой. Однако, когда вперед выходила звезда меньшего размера, система становилась немного ярче (на 0,1 процента), и это продолжалось в течение пяти часов. Подобная находка ученых подтверждает верность теорий и позволяет им надеяться, что однажды они найдут такую систему, которая состоит из нейтронных звезд или черных дыр.
Ученые из Йельского университета (CША) установили верность теоретического предположения, сделанного 50 лет назад и до настоящего времени не подтвержденного. Это позволило им увеличить время хранения энергии квантового переключателя на несколько порядков. Отчет о результатах их исследования появился в номережурнала Nature от 17 апреля. Высококачественные квантовые переключатели необходимы для развития квантовых компьютеров и квантового интернета - инновационных технологий, которые обеспечат значительный рост скорости и мощности обработки информации, повысят безопасности ее передачи по сравнению с обычными цифровыми компьютерами.
«Снижение диссипации является одной из основных целей эволюции квантового оборудования, - говорит Иоан Поп (Ioan Pop), доктор наук в области прикладной физики, научный сотрудник Йельского университета и один из основных авторов исследования. – Квантовый переключатель должен работать реверсивно, без потерь энергии. Полученные нами результаты весьма полезны для использования сверхпроводящих квантовых битов в качестве переключателей».
Сверхпроводящие квантовые биты или кубиты являются искусственными атомами, представляющими информацию в квантовых системах. Они также управляют этой информацией благодаря изменениям собственных состояний, которые происходят под воздействием других кубитов: кубиты могут находиться в состоянии «0», «1» или в обоих этих состояниях одновременно. Вместе с тем, при изменении состояний они обычно теряют энергию, что приводит к потерям информации.
В своем эксперименте ученые продемонстрировали, что один вид сверхпроводящих квантовых битов не подвержен диссипации в присутствии квазичастицы – микроскопического объекта, который обычно вытягивает энергию из кубита.
«Мы создали систему, которая не подвержена диссипации, вызванной квазичастицами», - говорит Поп.
В качестве кубита ученые использовали искусственный атом флуксония.
Благодаря непосредственным измерениям эксперимент подтвердил теоретическое предположение, сделанное в 1960-ых лауреатом Нобелевской премии, британским физиком Брайаном Джозефсоном (Brian Josephson), которое заключалось в том, что диссипация квазичастиц не будет происходить при определенных условиях. Соединения Джозефсона представляют собой сверхпроводящие устройства, обладающие свойствами, которые хорошо подходят для создания квантовых обрабатывающих систем.
По словам ученых, их результаты знаменуют новую веху в научных сферах, связанных с квантовой информацией и квантовыми измерениями, открыв способы создания квантовых систем, не подверженных диссипации, а также разработав специальное устройство, которое может использоваться для оценки свойств квазичастиц, понимания их происхождения и динамики.
Элемент, который имеет большое значение для жизни на Земле, возможно, пришел к нам из космоса. Об этом говорят результаты нового исследования.
Ученые пока не знают точного «рецепта», но считают, что облученный космической радиацией лед запустил химические реакции, в результате которых РР, или ниацин (никотиновая кислота С6H5NO2), образовался в самый ранний период развития Солнечной Системы. Смесь из пыли и льда в этой «космической кухне» создала молекулы, необходимые для жизни, позднее эти молекулы вошли в состав комет и астероидов. Посвященное этой проблеме исследование было опубликовано 13 апреля в журнале Geochimica et Cosmochimica Acta.
Некоторые ученые считают, что в результате столкновений молодой Земли с другими космическими объектами, на нашу планету были доставлены необходимые для жизни химические вещества, - такие, как аминокислоты и витамины, подобные ниацину. В человеческом организме ниацин, который важен для метаболизма, не производится, его нужно принимать дополнительно.
По словам автора исследования Карен Смит (Karen Smith), витамин РР имеет очень древнее происхождение. Смит и ее коллеги – соавторы работы – обнаружили витамин РР в составе восьми богатых углеродом метеоритов – карбонатных хондритов, которые относятся к одному из самых распространенных типов метеоритов, найденных на Земле.
Содержание витамина РР в составе метеоритов, согласно результатам исследования, было равно от 30 до 600 частиц на миллиард. Кроме того, там были обнаружены родственные молекулы – пиридинкарбоновые и пиридиндикарбоновые кислоты.
Количество витамина РР в метеоритах зависит от того, насколько астероиды, частью которых являются эти метеориты, изменились под воздействием воды. Смит говорит: «Мы обнаружили зависимость: в тех метеоритах, которые произошли от астероидов, более изменившихся под воздействием жидкой воды, было найдено меньше витамина РР».
Кроме того, ученые проверили теорию о том, как витамин РР может образоваться в космосе, с помощью лабораторных экспериментов. "Мы доказали, что синтез витамина РР возможен на частицах льда", - говорит Смит.
Ученые планируют дальнейшие исследования.
Благодаря возможностям Большого адронного коллайдера ученые смогли обнаружить экзотическую форму материи. Необычный адрон, состоящий из двух кварков и двух антикваров, не вписывается в традиционную модель кварков и требует уточнения физики сильных взаимодействий.
Физики из Сиракузского университета смогли подтвердить существование экзотических адронов, которые невозможно классифицировать в рамках традиционной модели кварков. С помощью Большого адронного коллайдера (БАК) ученые обнаружили неоспоримые доказательства существования экзотических адронов, состоящих из двух кварков и двух антикварков.
Открытие тетракварков дает возможность по-новому взглянуть на основы материи, сообщает cnews.ru.
Для справки, кварки – это устойчивые точечные объекты, найденные в ядрах атомов. Когда кварки объединяются по трое, они образуют составные частицы, известные как барионы. В числе наиболее известных барионов находятся протоны. Иногда кварки взаимодействуют с соответствующими античастицами (например антикварками), которые имеют такую же массу, но противоположные квантовые числа. Когда это происходит, образуются мезоны. Мезоны можно наблюдать при распаде тяжелых техногенных частиц в ускорителях, ядерных реакторах и космических лучах. Мезоны, барионы и другие виды частиц, участвующие в сильных взаимодействиях, называются адронами.
Этот новый снимок, сделанный телескопом Обсерватории La Silla Observatory в Чили, показывает облако водорода Gum 41. Излучение горячих молодых звезд, которые находятся в середине этой малоизвестной туманности, заставляет светиться окружающий газ характерным красноватым светом.
В этой южной области неба, в созвездии Центавра (Centaurus), находится много ярких туманностей. Интенсивное излучение звездных «новорожденных» заставляет все эти туманности светиться красным светом, типичным для регионов звездообразования. Еще одним известным примером этого феномена может служить обширное газовое облако - туманность Лагуна.
Туманность, изображенная на этом снимке, расположена на расстоянии около 7300 световых лет от Земли. Австралийский астроном Колин Гам (Colin Gum) обнаружил ее на фотографиях, сделанных в обсерватории Mount Stromlo Observatory, и включил ее в свой каталог 84 эмиссионных туманностей, опубликованный в 1955 году. На сама деле, Gum 41 – это небольшая часть структуры большего размера, - Lambda Centauri Nebulaтак же известной под более экзотическим именем «Туманность Бегущий Цыпленок».
На этом снимке облака кажутся довольно плотными и яркими, однако на самом деле это не так. Если бы человек смог пролететь через эту туманность, вполне вероятно, что он ее вообще не заметил бы, - она для этого слишком тусклая. Именно этим можно объяснить тот факт, что до середины двадцатого века эта туманность так и не была открыта, - ее свет распространяется очень разреженно, и красное свечение не видно невооруженным глазом.
Этот новый портрет Gum 41, - возможно, на данный момент один из лучших, на которых изображен этот объект, - был создан с помощью данных камеры Wide Field Imager (WFI) на 2,2-метровом телескопе MPG/ESO обсерватории La Silla Observatory в Чили. Он представляет собой мозаику из снимков, сделанных с помощью синих, зеленых и красных фильтров, и снимка, сделанного с помощью специального фильтра, который «выхватывает» красное свечение из водорода.
Астрономы с помощью космического телескопа Kepler (Кеплер) обнаружили первую планету, по размерам близкую к Земле, которая при этом находится в «обитаемой зоне», - то есть, ее орбита удалена от звезды настолько, что возможно существование воды на планете в жидком виде. Планета получила название Kepler-186f.
Планеты в обитаемой зоне ученые находили и раньше, однако они были как минимум на 40 процентов больше Земли. При этом, несмотря на то, что известен размер Kepler-186f , ничего пока неизвестно о ее массе и составе. Однако, прежние исследования позволяют предположить, что планета, скорее всего, имеет скалистую поверхность.
Планета Kepler-186f находится в системе звезды Kepler-186, на расстоянии около 500 световых лет от Земли в созвездии Лебедя. В системе есть еще четыре планеты-компаньона, все планеты вращаются вокруг звезды, размер и масса которой в два раза меньше Солнца. Звезда относится к разряду M-карликов, или красных карликов, - которые составляют около 70 процентов звезд в галактике Млечный Путь.
Период Kepler-186f – 130 дней, планета находится на внешнем краю обитаемой зоны и получает от своей звезды в три раза меньше энергии, чем Земля получает от Солнца.
Четыре планеты-компаньона: Kepler-186b, Kepler-186c, Kepler-186d, и Kepler-186e, имеют орбитальные периоды, соответственно, четыер, семь, тринадцать и 22 дня, то есть, температура на их поверхности слишком высока для того, чтобы там могла существовать жизнь. Размер этих планет – приблизительно в 1,5 раза меньше размера Земли.
16 апреля 1705 года английская королева Анна произвела Исаака Ньютона в рыцари.
Впервые в английской истории звание рыцаря было присвоено за научные заслуги.
В следующий раз это произошло более чем век спустя: в 1819 году, в отношении ученого Хемфри Дэви.
Однако некоторые биографы полагают, что королева руководствовалась не научными, а политическими мотивами.
Исаак Ньютон - один из создателей классической физики. Является автором фундаментального труда «Математические начала натуральной философии». В нем он изложил закон всемирного тяготения, три закона механики, ставшие основой классической механики.
Ньютон разработал дифференциальное и интегральное исчисления, теорию цвета, заложил основы современной физической оптики, создал многие другие физические и математические теории.
На сегодняшний день, наука шагнула далеко вперед. В тридцатых годах система функционирования элементарных частиц была очевидной: строение атомов состоит из оболочки и ядра, в ядре имеются нейтроны и протоны, а электроны вращаются на их орбите. После исследования начали проясняться природные тайны: во-первых, космические устройства фиксировали новые частицы, а после, их фиксировали ускорительные приборы.
Спустя не одно десятилетие было открыто настолько огромное число ранее неизведанных частиц, что ученые не успевали давать им имена. Потому в пятидесятые годы физики создали новую систему, которая помогала им классифицировать частицы и давать им имена. Название для вновь найденых новых частиц было позаимствовано из фразы "Три кварка для Мюстера Марка!". Их так и назвали - кварки.
Это слово переводится с немецкого как "творог", а ирландцы и англичане имитируют данным словом птичий крики. После кварки начали оригинально классифицировать, кроме того, каждому кварку присвоил собственный антикварк — частица антиматерии.
Как известно, кварки являются основой вещества. Нейроны и протоны состоят из трёх кварков, более того, их относят к ряду барионов.
Космические сообщества оказывают влияние даже на гигантские звезды: заглянув глубоко в центр Млечного Пути, астрономы обнаружили две одинаковые, редкие звезды, на окружение которых оказывает сильное влияние их окружение.
Об этом говорится в исследовании, опубликованном 2 апреля в издании Astrophysical Journal.
Яркие голубые переменные, - звезды, в миллионы раз ярче, чем наше Солнце, - населяют центр галактики, расстояние от которого до Земли – 25 000 световых лет. Астрономы обнаружили две ярких голубых переменных одна из них называется Пистолет (Pistol), а другая - LBV3, - которые кажутся совершенно одинаковыми. Эти звезды находятся по соседству, однако их пыльные, газовые внешние туманности существенно отличаются друг от друга.
Масса звезды V4647 Sgr (Пистолет) в сто раз превышает массу Солнца. Звезда находится на окраине небольшого скопления звезд, - расстояние от нее до центра скопления в полтора раза превышает расстояние от Солнца до ближайшей звезды. Туманность, окружающая звезду, имеет неправильную форму и сильно ионизована: так на нее воздействуют звезды скопления за счет, гравитации и излучения. В свою очередь звезда LBV3, идентичная V4647 Sgr по составу и имеющая почти ту же массу, находится вдали от скоплений. Ее туманность – практически точно сферическая и в основном не ионизованная, несмотря на излучение гиганта.
Для исследования астрономы использовали модифицированный Boeing 747 SP, - теперь обсерваторию SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy), которая может подниматься на высоту около 13 километров, и камеру FORCAST (Faint Object InfraRed Camera), установленную на телескопе SOFIA.

Вид на наше Солнце
На долю самой близкой к Земле звезды – Солнца приходится в Солнечной системе почти 99, 86% массы. Также оно является источником, который поставляет на нашу планету энергию, необходимую для жизни. Многие народы древности, поклонялись Солнцу, представляющему собой шарообразный сгусток раскаленной плазмы, который находится в центре нашей Солнечной системы, считая, что это светило принесло на Землю жизнь. У греков его называли именем Helios, а у римлян - Sol.

Размер Солнца
Диаметр солнца превышает наш в 109 раз и составляет 1392000 километров. Таких планет, как наша Земля у него внутри может поместиться 1300. Масса Солнца больше любого объекта Солнечной системы. Восемь планет со своими спутниками вращаются вокруг Светила,а также астероиды, карликовые планеты, кометы и космическая пыль.
Учеными подсчитано, что образовалась эта звезда из огромного облака пыли и газа, названного «протосолнечная туманность», почти пять миллиардов лет назад.
Миллионы лет происходило сжатие этой туманности силами гравитации, пока, наконец, водород был сжат настолько, чтобы смогла начаться термоядерная реакция, которая «зажгла» нам Солнце.
Родившаяся огромнейшая звезда все это время медленно нагревается. Когда же иссякнут запасы водорода в ядре, произойдет расширение Солнца и превращение в красного гиганта, который ближайшие планеты, скорее всего, поглотит, в том числе Землю. Затем произойдет взрыв, и Солнце превратится в белого карлика. Но дл этого должно пройти семь тысяч лет.
Строение
Ту поверхность, которую видим мы, называя Солнцем, - это фотосфера планеты, которая имеет температуру почти 2800 градусов по Кельвину. Состоит поверхность из трех слоев: за фотосферой расположена хромосфера, под которой находится корона.

Строение Солнца
Давление увеличивается по мере углубления в недра, как и температура, которая достигает в ядре15,7 миллионов Кельвинов. Давление в ядре достаточно для термоядерного синтеза, в результате которого образуются атомы гелия из протонов, и выделяется в огромном количестве тепловая энергия.
Активность
Состоящее целиком из плазмы Солнце, несмотря на это, имеет мощное магнитное поле с полюсами на юге и севере. Его силовые линии создают деятельность, которую мы можем заметить на поверхности. Темные пятна, например, образуются, когда линии пронзают солнечную фотосферу. Гигантские же выбросы плазмы, движущиеся в направлении силовых линий, это протуберанцы. При перенастраивании линий магнитного поля, происходят вспышки и корональные выбросы. Активность Солнца имеет одиннадцати летний цикл, во время которого она снижается и поднимается до минимума и максимума. Количество темных пятен максимально в периоды наивысшей активности, а в минимальной активности – они практически отсутствуют.
Солнце излучает заряженные частицы и огромное количества тепла, вызывающего ветра. Если бы магнитное поле отсутствовало, то эти частицы давно уничтожили бы все живое на нашей планете. Межзвездному ветру проникнуть к нам также не позволяет магнитное поле, образующееся благодаря ветрам, которые переносят к краю заряженные частицы Солнца. Гелоипаузой называется барьер, который спасает от воздействия космических лучей. Эти заряженные частицы вызывают Северное сияние, а еще они нарушают радиосвязь, линии электропередач, сталкиваются со спутниками.

Цвет Солнца
Мы привыкли считать, что Солнце желтого цвета. Но, оно белое, на самом деле. А желтым мы видим его из-за влияния атмосферы. Также известно, что для того, чтобы полностью обернутся вокруг оси, Солнцу необходим месяц. Только, вспомнив, что оно состоит из плазмы, можно понять, что оценка эта очень упрощенная, потому, что одни части звезды вращаются медленнее, другие – быстрее. К тому же, на экваторе, например, для полного оборота вокруг оси необходимо 25, 4 дня, но на полюсах для этого требуется 36 дней. Поэтому, говорить о том, когда завершится у Солнца полный оборот, можно только условно.
Состав
В составе нашего Солнца содержится 25% гелия и 74% водорода, один процент составляют различные примеси. Термоядерные реакции происходят в ядре, а вокруг его находится зона высокой радиации, где атомы водорода поглощают гамма-излучение. Вне радиационной зоны находится зона конвекции, в которой поднявшаяся плазма переносит к поверхности энергию, а затем опускается вниз уже охлажденной. Большая часть звезд Млечного пути - это красные карлики, которые не могут сравниваться с Солнцем. И всего пять процентов из них, могут во много раз быть большими (порой в 100 00 раз), чем светило.

- Научные труды...
- Видеоматериалы
- Каталог физических демонстраций
- 1. Механика...
- 2. Колебания и молекулярная физика...
- 3. Электричество и магнетизм...
- 3.1 Электрическое поле
- 3.2 Проводники в электрическом поле
- 3.3 Энергия электрического поля
- 3.4 Постоянный электрический ток
- 3.5 Магнитное поле
- Политика
- Солнечная система
- Эфир
- Ацюковский В.А. Лекции
- Черепенников В.Б. Науке нужна защита от лженаучных мошенников. Монография.
- Российской академии наук фундаментальная наука не нужна. Монография. Черепенников В.Б.
- Псевдонаучные труды (критика)
- Псевдонаучные статьи (обсуждение)
- Полемические статьи (обсуждение)
На сайте:
Интернет-журнал Ньютоновские чтенияНовости наукиПолитикаСолнечная система07.03.2023 09:50







