Новости науки

Когда черная дыра затягивает материю в окружающий ее диск, из-за трения закручивающийся в спирали газ становится очень горячим. Благодаря этому рентген-излучение, которое исходит даже от самых отдаленных объектов, мы можем видеть с Земли. 

Яркость некоторых источников рентген-лучей слишком велика для того, чтобы они могли быть обыкновенными черными дырами, которые сформировались в результате коллапса звезды. Астрономы предполагали, что эти источники являются начальной формой сверхмассивных черных дыр, которые, как считается, обитают в центральных частях галактик. 

Одним из самых вероятных кандидатов на для подтверждения этой теории был объект M 101 ULX-1, который находится в галактике Вертушка в созвездии Большой Медведицы в 6 миллионах парсек (21 миллион световых ) лет от нас. Масса этого объекта позволяет отнести его к классу черных дыр средней звездной массы, однако остальные характеристики бросают вызов всем существующим теориям формирования черных дыр. 

От M 101 ULX-1 периодически исходят рентген-вспышки, которые приблизительно на порядок величин ярче, чем можно ожидать от обыкновенной черной дыры. Из-за того, что эти вспышки непостоянны, астрофизик Китайской Академии Наук в Пекине Чжи-Фенг Лиу (Ji-Feng Liu) и его коллеги воспользовались «спокойными» периодами для того, чтобы изучить свет, исходящий от близлежащей звезды-компаньона, и определить массу черной дыры. 

Измерив гравитационный сдвиг в траектории движения звезды, ученые установили, масса черной дыры от 20 до 30 раз больше массы Солнца. Это позволяет отнести данную черную дыру к разряду объектов, образовавшихся в результате коллапса одной массивной звезды. 

Однако остальные ее свойства никак не соотносятся с современными теориями формирования черных дыр. Теоретические модели аккреции черных дыр предполагают, что небольшая черная дыра должна испускать ультраяркие рентген-лучи, относящиеся к «жесткому» спектру, то есть корона вокруг диска аккреции будет испускать высокоэнергетические фотоны. Однако, свет, исходящий от M 101 ULX-1, демонстрирует только «мягкое» излучение, типичное для эмиссии аккреционного диска больших черных дыр, которая поглощает вещество в более спокойном темпе. 

Учитывая ее небольшую массу, как могла черная дыра стать такой яркой, при этом испуская такой мягкий спектр? “Люди уже полвека ведут наблюдения за рентген-лучами, исходящими из черных дыр. Этот объект не соответствует ни одной известной нам модели”, - говорит Лиу. 

Эндрю Кинг (Andrew King), астрофизик Лестерского Университета, говорит, что масса черной дыры была измерена правильно, - в этом нет сомнений. Авторы предполагают, что причина яркости рентген-лучей может быть в том, что черную дыру «подкармливает» горячий звездный ветер, который исходит от ее звезды-компаньона – звезды Вольфа-Райе, сбросившей водородную оболочку и на настоящий момент почти полностью состоящей из горящего гелиевого ядра. Это явление - довольно редкое, но в данном случае звёздный гелий образует диск вокруг чёрной дыры и ионизируется, вследствие чего появляются внезапные вспышки нехарактерно мощного рентгеновского излучения.

Ученые озадачены, так как объект M 101 ULX-1 был наиболее подходящим под теоретическую модель, согласно которой черные дыры средней массы могут быть одной из стадий формирования сверхмассивных черных дыр. Данные наблюдения опровергают эту гипотезу, и теперь астрофизикам предстоит пересмотреть убеждения о природе и эволюции черных дыр. 
Источник

Когда звезда взрывается как сверхновая, она ярко сияет несколько недель или месяцев до того, как окончательно погаснет. Однако, вещество, отброшенное силой взрыва, светится в течение сотен и даже тысяч лет, формируя живописные останки сверхновой. Что же питает такое долговременное сияние? 

Изучая останки сверхновой Тихо, астрономы обнаружили, что обратная ударная волна, мчащаяся со скоростью Mach 1000 (превышающей скорость звука в 1000 раз) нагревает останки, благодаря чему они испускают рентгеновский свет. 

"Мы не смогли бы изучать останки древней сверхновой без обратной ударной волны, которая их подсвечивает", - говорит Хироя Ямагучи (Hiroya Yamaguchi), который руководил исследованием в Астрофизическом Гарвард-Смисоновском Центре.

Сверхновую Тихо открыл в 1752 году астроном Тихо Браге. Появление этой «новой звезды» было настоящим шоком для тех, кто считал, что небо – это нечто постоянное и неизменное. В свой самый яркий период сверхновая затмила Венеру, а год спустя угасла и исчезла из вида. Современные астрономы знают, что сверхновая Тихо относится к типу сверхновых Ia, - они рождаются в результате взрыва белых карликовых звезд. В результате взрыва такие элементы, как кремний и железо извергаются в космос со скоростью более чем 5000 километров в секунду. 

Когда эти элементы столкнулись с окружающим межзвездным газом, создалась ударная волна, - эквивалент космического звукового удара. Эта ударная волна продолжает двигаться наружу и сегодня, со скоростью, равной приблизительно Mach 300. Создается и обратная ударная волна, скорость которой равна Mach 1000.

Обратная ударная волна нагревает газ внутри останков сверхновой и заставляет их светиться. Этот процесс похож на обычное флуоресцентное свечение, только в этом случае останки сверхновой светятся не обычным светом, а рентген-излучением. Обратная ударная волна – это то, что позволяет нам видеть останки сверхновой и изучать их, через сотни лет после взрыва. 

Группа исследователей изучала спектр рентген-лучей останков сверхновой Тихо с помощью космического аппарата Suzaku (Сузаку). Ученые планируют заняться поисками таких обратных ударных волн в других молодых останках сверхновых.

Источник

До сих пор ученые были уверены, что знают, как поверхность нейтронной звезды — сверхплотной звезды, которая формируется, когда массивная звезда взрывается, а ее ядро коллапсирует в себя — способна нагревать сама себя.

И вот теперь ученые из Мичиганского университета штата заставили переосмыслить прежние знания.

Ученые долгое время считали, что ядерные реакции в пределах коры — толстого, твердого и наиболее удаленного слоя звезды — связаны с нагревом поверхности звезды.

Однако в издании Nature Хендрик Шац с коллегами сообщили результаты теоретических подсчетов, которые идентифицируют ранее неизвестные слои, где ядерные реакции в коре вызывают быстрое охлаждение нейтрино. Нейтрино — это элементарные частицы, созданные в ходе радиоактивного распада и быстро проходящие сквозь вещество.

«Эти охлаждающие слои расположены достаточно неглубоко под поверхностью звезды», заявил профессор физики и астрономии Шац. „Если проходит тепло из глубин звезды, оно поражает охлаждающий слой и никогда не достигает поверхности“.

Шац отметил, что открытие дает больше вопросов, чем ответов.

«Новость совершенно меняет вектор направления мысли по теме горячей поверхности звезды», сказал он. „Теперь это большая загадка“.

На субатомном уровне ученые установили, что на процесс оказывает значительное влияние форма взаимодействующих ядер.

«Многие ядра круглые, и это подавляет охлаждение нейтрино», сказал соавтор Санджиб Гупта. „В этом случае ядра, как предсказано теоретически, деформируются и становятся больше похожи на мяч для американского футбола“.

Источник

Источник

Большинство органических молекул встречаются в двух вариантах - зеркальных отражениях друг друга, подобно левой и правой руке. Это свойство называется хиральностью. Например, левый и правый вариант одной и той же молекулы отличает запах лимонов от запаха апельсинов. Ученым важно знать, как атомы хиральных молекул расположены относительно друг друга (на научном языке это называется абсолютная конфигурация).

Большинство органических молекул встречаются в двух вариантах - зеркальных отражениях друг друга, подобно левой и правой руке. Это свойство называется хиральностью. Например, левый и правый вариант одной и той же молекулы отличает запах лимонов от запаха апельсинов. Ученым важно знать, как атомы хиральных молекул расположены относительно друг друга (на научном языке это называется абсолютная конфигурация).

Конечно, есть методы определения хиральности - но для выяснения абсолютной конфигурации они вынуждены применять теоретические модели. Более того, ни одна техника не способна показать хиральность отдельных молекул в газообразном состоянии. Это смогли сделать только Хольгер Крекель (Holger Kreckel) и Андреас Вольф (Andreas Wolf) из Института ядерной физики им. Макса Планка и Оливер Трапп (Oliver Trapp) из Института органической химии при Гейдельбергском университете. Ученые научились делать, скажем так, моментальные снимки молекулярной структуры эпоксисоединения.

Сначала химики под началом Траппа изготовили соединение с заданной хиральностью: они перенесли хиральность производного соединения винной кислоты природного происхождения на молекулу дидейтерооксирана. И физики уже работали с этим веществом в минимальной концентрации.

Группа Крекеля взяла электрически нейтральные молекулы и получила положительно заряженные ионы, убрав из каждой молекулы по одному электрону. Такие ионы можно разогнать до сверхвысоких скоростей в ускорителе элементарных частиц. Ускоренные ионы затем пролетели сквозь сверхтонкую алмазную фольгу. Быстрее, чем за одну фемтосекунду (миллиардная доля микросекунды) фольга вырывает из молекул электроны связи: остаются только высокозарядные атомы, которые яростно отталкивают друг друга. Потеряв электроны, которые "склеивали" молекулы, фрагменты атомов разлетаются в разные стороны.

Однако атомы при этом сохраняют взаимное расположение. По ходу полета создается трехмерное изображение молекулы, где удерживается ее исходная геометрическая структура. К моменту приближения к детектору молекула вырастает уже до нескольких сантиметров. И итоговое трехмерное изображение на экране демонстрирует абсолютную конфигурацию, которая, в свою очередь, раскрывает хиральность молекулы. Эта новаторская схема обнаружения частиц с помощью "кулоновского взрыва" была осуществлена в Институте Вайцманна (Израиль).

"Наша методика также позволяет исследовать хиральные фрагменты молекул", - объясняют ученые. Дело в том, что масс-селективный фильтр, расположенный над алмазной фольгой, отбирает молекулярные фрагменты требуемой массы. Фильтр можно настроить таким образом, что только интересующий исследователей хиральный фрагмент направляется на фольгу и фиксируется детектором. Именно сочетание масс-спектрометрии с кулоновским взрывом и делает метод столь привлекательным для работы с хиральными молекулами. 

Исследование представлено в журнале Science.

По материалам пресс-релиза Общества Макса Планка.

Конечно, есть методы определения хиральности - но для выяснения абсолютной конфигурации они вынуждены применять теоретические модели. Более того, ни одна техника не способна показать хиральность отдельных молекул в газообразном состоянии. Это смогли сделать только Хольгер Крекель (Holger Kreckel) и Андреас Вольф (Andreas Wolf) из Института ядерной физики им. Макса Планка и Оливер Трапп (Oliver Trapp) из Института органической химии при Гейдельбергском университете. Ученые научились делать, скажем так, моментальные снимки молекулярной структуры эпоксисоединения.

Сначала химики под началом Траппа изготовили соединение с заданной хиральностью: они перенесли хиральность производного соединения винной кислоты природного происхождения на молекулу дидейтерооксирана. И физики уже работали с этим веществом в минимальной концентрации.

Группа Крекеля взяла электрически нейтральные молекулы и получила положительно заряженные ионы, убрав из каждой молекулы по одному электрону. Такие ионы можно разогнать до сверхвысоких скоростей в ускорителе элементарных частиц. Ускоренные ионы затем пролетели сквозь сверхтонкую алмазную фольгу. Быстрее, чем за одну фемтосекунду (миллиардная доля микросекунды) фольга вырывает из молекул электроны связи: остаются только высокозарядные атомы, которые яростно отталкивают друг друга. Потеряв электроны, которые "склеивали" молекулы, фрагменты атомов разлетаются в разные стороны.

Однако атомы при этом сохраняют взаимное расположение. По ходу полета создается трехмерное изображение молекулы, где удерживается ее исходная геометрическая структура. К моменту приближения к детектору молекула вырастает уже до нескольких сантиметров. И итоговое трехмерное изображение на экране демонстрирует абсолютную конфигурацию, которая, в свою очередь, раскрывает хиральность молекулы. Эта новаторская схема обнаружения частиц с помощью "кулоновского взрыва" была осуществлена в Институте Вайцманна (Израиль).

"Наша методика также позволяет исследовать хиральные фрагменты молекул", - объясняют ученые. Дело в том, что масс-селективный фильтр, расположенный над алмазной фольгой, отбирает молекулярные фрагменты требуемой массы. Фильтр можно настроить таким образом, что только интересующий исследователей хиральный фрагмент направляется на фольгу и фиксируется детектором. Именно сочетание масс-спектрометрии с кулоновским взрывом и делает метод столь привлекательным для работы с хиральными молекулами. 

Исследование представлено в журнале Science.

Источник

Два месяца назад астрономы создали новую 3D карту звезд в центре нашей галактики, которая более четко показывает, что собой представляет ядро балджа. Прежние теории предполагали, что звезды, которые образуют балдж, движутся по орбитам, которые своей формой напоминают банан, однако в научном труде, опубликованном на этой неделе в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, высказывается предположение, что, возможно, орбиты звезд больше похожи на скорлупу арахиса или восьмерку. 

Разница очень важна: астрономы строят теории движения звезд не только для того, чтобы понять, как движутся сегодня звезды в нашей галактике, но так же для понимания основных принципов, по которым галактика формируется и развивается. Млечный Путь сформировался как спираль с перемычкой («баром») из ярких звезд, пересекающей галактику посередине. В середине этой области находится балдж, который имеет вытянутую форму. 

В новой работе Элис Куиллен (Alice Quillen), профессор астрономии в Университете Рочестера, и ее коллеги создали математическую модель того, что, возможно, происходит в центре Млечного Пути. В отличие от Солнечной системы, которую легко смоделировать из-за доминирующей гравитационной силы Солнца, гравитационное поле центра галактики смоделировать намного сложнее, - ведь там действует одновременно сила гравитации миллионов звезд, обширных пылевых облаков и даже темной материи. В это случае Куиллен и ее коллеги пытались изучить силы, которые действуют на звезды, находящиеся рядом с балджем или внутри него. 

Вращаясь по своим орбитам, звезды так же двигаются над или под плоскостью перемычки галактики. Когда звезды пересекают эту плоскость, они получают небольшое ускорение, как ребенок на качелях. В точке резонанса (точка определенного расстояния от центра перемычки), в какой-то момент это ускорение начинает действовать на звезды таким образом, что они поднимаются выше над плоскостью (ученые опять приводят в пример ребенка на качелях, который, раскачиваясь понемногу, увеличивает амплитуду). Эти звезды отталкиваются от края балджа. 

Резонанс в этой точке означает, что эти звезды подвержены двум вертикальным колебаниям в каждом орбитальном периоде. Однако, какая же в этом случае будет форма у их орбит? Исследователи с помощью компьютерных симуляций показал, что с эффектом этого резонанса совпадает форма скорлупы арахиса. Косвенным подтверждением их теории служит форма самого балджа, которая так же напоминает арахисовую скорлупу. 

В декабре должен отправиться в космос аппарат Европейского Космического Агентства – Gaia. Его целью будет составление 3D –карты звезд Млечного Пути и их движений. Эта трехмерная карта поможет астрономам лучше понять состав, формирование и эволюцию нашей галактики. 

Источник

Очередное исследование ученых выяснило, что громадные электрические поля в радиационных полях вокруг Земли могут объяснить, как электроны, окружающие планету, могут ускоряться до скоростей, близких к скорости света. 

Это открытие 2 декабря будет опубликовано в Physical Review Letters. Оно может пролить свет на радиационные поля таких планет, как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, а так же на поведение Солнца во время вспышек и других тел, находящихся за пределами Солнечной Системы: звездных «яслей», нейтронных звезд и невероятно энергичных черных дыр, известных, как квазары. 

После того, как человечество начало исследования космоса, первым главным открытием были радиационные пояса Ван-Аллена, - два радиационных пояса, которые содержат заряженные частицы солнечного ветра, захваченные магнитным полем Земли. 

Эти пояса состоят из двух главных колец: внутренней зоны, в которой содержатся как высоко-энергичные электроны, и очень энергичные позитивные ионы, - эта зона остается стабильное в течение лет и десятилетий, - и внешней зоны, которая в основном состоит из высокоэнергичных электронов, которые меняют свою интенсивность за несколько часов или дней, в зависимости от влияния солнечного ветра и потоков солнечного излучения. Чуть раньше в этом году ученые так же обнаружили третий радиационных пояс, временно окружающий нашу планету. 

Огромные количества радиации, которые генерируют пояса Ван-Аллена, создают серьезную угрозу для спутников. Чтобы узнать о них больше, NASA запустило в 2012 году два спутника - зонды Ван-Аллена. На этих спутниках установлена система сверхчувствительных датчиков, которая позволяет с очень высоким разрешением в режиме реального времени анализировать плазму, энергетические частицы, магнитные поля и волны плазмы в этих поясах. 

Теперь, при помощи этих зондов, ученые обнаружили структуры, которые «бегают взад и вперед» по третьему, внешнему кольцу и, возможно, объясняют наличие в этой зоне высоко энергичных электронов. 

Структуры, о которых говорится, известны как «двойные слои». Каждый из них состоит из пары параллельных слоев частиц с противоположным электрическим зарядом, которые движутся вдоль магнитного поля Земли. Зонды увидели огромное количество этих двухслойных структур во внешнем кольце – 7000 за минуту, каждая «живет» несколько секунд. 

Эти двойные структуры были открыты случайно, когда зонды Ван-Аллена проходили через эту область космического пространства. Через 8-10 месяцев зонды вернутся в эту область, и ученые сейчас настраивают приборы, чтобы собрать более подробные данные и получить более определенную информацию о том, что там происходит.

В комбинации двойные слои могут генерировать сильные электрические поля, - более 1 миллиона Вольт. Исследователи предполагают, что комбинации двойных структур, которые наблюдались в третьем внешнем поясе, могут быть достаточно мощными, чтобы разгонять электроны до релятивистских скоростей, которые сравнимы со скоростью света.

Источник

В одной из тем этой серии статей, комментатор выразил неудовольствие: «читаю-читаю, жду-жду, когда же вы все-таки к результату-то придете, а вы все кругами да по спирали...». Вообще-то, хочется ответить, что если вам нужна истина сразу, то нужно обращаться к попам – от православных и прочих попов, до попов Святой Равноапостольной церкви Серьезной науки. Они вам истину откроют всю сразу и очень точно. А я пытаюсь найти истину логикой, а логика - это правильность размышлений. И для этой правильности нужно иметь точные исходные данные для размышления. Вот я и рассматриваю по очереди точность тех данных, которые придется положить в основу размышлений о нашей истинной судьбе – умрем мы после смерти тела или нет? Вот и «хожу по спирали», без спешки подбираясь к этой истине.

Исключив электрические и магнитные поля из сил, являющихся источником жизни нас, как людей (да и нашего тела тоже), мы пока что остались наедине с гравитационным полем - объектом очень не простым для нашего исследования даже по сравнению с остальными непростыми полями – магнитным и электрическим.

Вообще-то это кажется странным, поскольку люди знакомы с результатами действия гравитационного поля очень давно, да и закон всемирного тяготения – основной и единственный известный закон гравитации, - открыт Ньютоном в середине XVII века, а, скажем, закон Ома – в первой половине XIX. Тем не менее и не смотря на такую фору, о природе гравитационного поля на самом деле мало, что известно. Со мною не согласятся «серьезные ученые», но с тех пор, с которых они перестали изучать природу и занялись натягиванием своих «теорий» на математический аппарат, я не вижу смысла ни знакомиться с их представлениями о гравитации, ни использовать эти «современные» представления в этих моих исследованиях.

Понимаете, когда я вижу профессора физики, который перед телекамерой изгибает лист писчей бумаги, соединяя его противоположные края, и этим нехитрым способом объясняет искривление пространства и наличие в нем «кротовых нор», через которые можно путешествовать во времени, то мне становится скучно, не смотря на заманчивые перспективы таких путешествий. На мой взгляд, тут прав Чебурашка, требуя кривой молоток для кривых гвоздей, - нужно иметь искривленные мозги, чтобы видеть перед собою искривленную плоскость, но вещать об искривленном пространстве. Как искривить пространство, если понимать, что это такое? В пространстве можно искривить линию или траекторию, можно искривить плоскость, но как искривить само пространство? Вот я и полагаю, что искривить пространство можно только способом натягивания этого пространства на кривые мозги. У меня явно не искривленные мозги, возможно, это большой недостаток, но приходится с этим мириться.

Хочу лишь обратить внимание на то, что известные нам поля имеют полюса - имеют плюс и минус, и силовые линии электрического и магнитного полей соединяют эти полюса, а у гравитационного поля полюсов нет. Их нет в самом деле или мы до сих пор не понимаем, как эти полюса выглядят и что такое «полюс» в случае гравитационного поля? Видимо в раже нагородить как можно больше символов в алгебраические уравнения, физики про эти полюса как-то забыли или алгебра им на полюса до сих пор не указала. Но это размышления вскользь.

Может ли быть использовано для передачи информации сила гравитационного поля? То есть может ли гравитационная сила структурироваться по времени и этим использоваться для передачи информации – для конструирования в природе живого и интеллекта живого?

Сначала о силе. Если есть две массы на расстоянии друг от друга, то между ними возникает сила гравитационного поля, притягивающая эти массы друг к другу. Эта сила пропорциональна произведению масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними – это закон Ньютона.

Как мне подсказывает опыт, при слове «гравитация», знающие это слово люди представляют себе только и исключительно силу притяжения масс к космическим объектам – звездам и планетам. Между тем, согласно закону всемирного тяготения, притягиваться друг к другу обязаны любые массы и в любом месте. Да, сила этого притяжения в случае таких масс, как масса живых существ, а тем более клеток живых существ и молекул, очень не велика, к примеру, сила притяжения двух масс, весом по одному килограмму и находящихся на расстоянии 10 сантиметров друг от друга, будет равна всего 6,67 х 10-9 Н или, по привычному мне, около 7 х 10-11грамм-силы. Однако, даже такая незначительная сила не дает оснований приходить к выводу, во-первых, что эта сила недостаточна во всех случаях, во-вторых, мы так мало знаем о свойствах гравитации, что говорить о достаточности или недостаточности гравитационной силы, думаю, рановато.

Вот аналогичное поле – магнитное. Недавно купил игрушку – три десятка магнитных шариков диаметром около 4 мм, общей массой 14 грамм. Сила их притяжения друг к другу и к железу огромна – сцепленные в цепочку, они захватывают и удерживают стальное изделие весом в 350 грамм! В то же время, они не способны поднять советскую копейку, весом в 1 грамм. Да что копейка – маленький клочок бумаги не способны поднять.

Почему бы нам не принять для последующих рассуждения эту аналогию и не предположить, что сила гравитационного поля будет меняться от неких гравитационных свойств масс или самого поля? Да, сегодня пока даже не понятно, о каких свойствах может идти речь, но аналогия говорит о том, что такие свойства могут быть.

Но пока не об этом. Напомню, что электрическое поле, используемое для передачи и обработки информации в компьютере, структурируется тем, что оно по времени меняется. То есть, в какие-то отрезки времени напряжение его равно 5 вольтам, в какие-то менее 1 вольта, эти напряжения принимаются за ноль и единицу (за точку и тире), а сочетанием этих разных напряжений поля кодируется информация. А поскольку электрическое и магнитное поля распространяются с огромной скоростью – 300 000 километров в секунду, то в секунду возможна передача огромного объема информации.

Но если менять силу гравитационного поля (применим термин – «напряжение гравитационного поля») двух масс, то этим изменением напряжения гравитационного поля может быть закодирована и передана любая информация. Причем, в огромном объеме и с огромной скоростью, поскольку, из ряда источников следует, что гравитационное поле распространяется даже не со скоростью 300 000 км/сек, а вообще мгновенно.

Для приема и передачи информации нужны приемник и передатчик. Как было сказано выше, для приемника требуется особо высокая чувствительность, но ведь это проблема только для сегодняшнего уровня развития человеческого ума, а природа, вполне возможно, с этой проблемой справляется.

А что касается передатчика, то и для сегодняшнего развития человеческого ума, с точки зрения механики, передача информации гравитационным полем выглядит чрезвычайно просто.

Предположим, мы хотим передать с помощью гравитационного поля даже не точки и тире, а такую сложную информацию как музыка или речь. Берем звуковоспроизводящий механизм граммофона, но на конец рычага, связанного с иглой звукоснимателя, крепим не мембрану, а некую массу – шарик. Этот шарик будет передатчиком. На определенном удалении монтируем еще одну массу - шарик-приемник информации. Прокручиваем пластинку с записью музыки, игла, скользящая по борозде пластинки, вызовет колебания рычага и шарика-передатчика, это будет изменять расстояние между шариком-передатчиком и шариком-приемником, сила гравитации между ними будет изменяться по времени пропорционально квадрату этого расстояния. Замеряя эту силу, мы будем принимать информацию.

Что это значит?

Это значит, к примеру, что вы и я имеем массу, соответственно, между вами и мною существует сила гравитации, и если бы мы умели ее менять и замерять, то могли бы с ее помощью передавать друг другу информацию. (Мысленно уменьшим массы до масс двух клеток живого организма и спросим себя: а если клетки живого организма, в отличие от нас, умеют передавать друг другу и принимать информацию изменением гравитационной силы их взаимного притяжения, то что тогда?).

Но не будем пока развивать эту мысль, а остановимся на промежуточном выводе:

- гравитационное поле может быть носителем информации в процессе ее передачи.

И этот вывод безусловен – это факт, поскольку вытекает непосредственно из закона всемирного тяготения, а этот закон Ньютона, так-сяк, но до сих пор работает.

И остается вопрос – а не используют ли живые организмы гравитацию для передачи информации?

Но разговор об этом продолжим дальше.

Источник

Великолепный снимок Земли, сделанный индийским орбитальным зондом Марса (MOM), служит прекрасным доказательством того, что таких же прекрасных видов Красной Планеты мы можем ожидать через 10 месяцев, в сентябре 2014 года, когда Мангальян доберется до Марса. 

Однако, несмотря на все, что было достигнуто за последнее время, следует отметить, что о фотографиях Марса пока мечтать слишком рано – так как аппарат все еще должен выполнить серию маневров (запланированных на этот уик-енд), для того, чтобы преодолеть притяжение Земли и набрать скорость, необходимую для долгого путешествия к Марсу. 

На этом снимке – сделанном с орбиты Земли – изображена родина космического аппарата – Индия. 

В то время, пока зонд находится на высокой эллиптической орбите, инженеры Индийского Космического Агентства (ISRO) проводят испытания его бортового оборудования; именно во время тестов камеры аппарата повернули в сторону Земли для того, чтобы сделать «Первый Снимок, сделанный Цветной Камерой Марса». Снимок сделан 20 ноября на высоте почти 70 000 км с разрешением 3.5 км. Высота аппарата над поверхностью Марса будет варьироваться от 366 км до 80 000 км, поэтому этот снимок дает представление о том, что мы сможем увидеть приблизительно через год. 

Однако для того, чтобы это произошло, аппарат должен успешно завершить серию маневров, которые помогут ему набрать необходимую скорость. Последний на сегодняшний день маневр аппарат совершил 16 ноября; время включения двигателя составило 243,5 секунд, МОМ поднялся с высоты 118,642 на высоту 192,84 км. На завтрашний день, воскресенье 1 декабря, запланировано финальное включение двигателя на 1351 секунд, благодаря которому аппарат встанет на точную межпланетную траекторию к Красной Планете. 

Если все пройдет как запланировано, Индийское Космическое Агентство станет четвертым членом элитного клуба, в который входят агентства, которым удалось успешно запустить и исследовать Красную Планету с орбиты. До сих пор в этом «клубе» состояли Советский Союз, США и Европейское Космическое Агентство.

Источник

После того, как комета C/2012 S1 Исон (ISON) прошла перигелий, профессиональные астрономы по всему миру пришли к выводу, что она распалась. Однако ее останки – или то, чем комета Исон является сейчас – становятся все ярче и ярче на снимках космического аппарата SOHO. Даже сейчас, день спустя полтора дня после перигелия, эти снимки озадачивают ученых. 

Некоторые астрономы предполагают, что в тот момент, когда Исон устремилась к Солнцу, она начала распадаться на части, теряя если не гигантские фрагменты, то достаточно большие куски. Свидетельство тому – форма длинного тонкого хвоста, который виден на снимках камеры LASCO C2. Затем, когда Исон прошла через корону, распад и испарение продолжились, и комета потеряла свою кому и хвост полностью – то же самое случилось с кометой Лавджой (Lovejoy) в 2011 году. То, что осталось после этого сближения – небольшое, но достаточно плотное ядро, в котором, - по крайней мере на тот момент, когда был сделан снимок, - были собраны пыль и газ. У этого «нечто» даже наблюдается хвост – так же было с Лавджой. 

Безусловно, это всего лишь теория, однако сейчас видно, что, по крайней мере, малая часть Исон осталась в виде одного цельного куска и сейчас активно высвобождает вещество. Ученые не знают, насколько велико ядро сейчас, и есть ли оно вообще. Если есть – слишком рано пока строить предположения, сколько времени оно еще проживет, и можно ли будет наблюдать комету в ночном небе. 

Эту теорию подтверждает сообщение NASA: “анализ, проведенный учеными группы Наблюдения за Кометой Исон, позволяет предположить, что, по крайней мере небольшая часть ядра могла остаться нетронутой”. 

В то же время, другие аппараты, так же наблюдающие за «кометой столетия», не смогли заметь Исон после перигелия: ни спутник Европейского Космического Агентства PROBA-2, ни Обсерватория Солнечной Динамики. Ученые сейчас анализируют данные, пытаясь разобраться в ситуации.

Источник

Передача информации с помощью светового луча – давнишняя мечта футурологов. Фото Reuters

Далекая индийская Калькутта дала миру квантовый талант в лице Бозе, который вместе с Эйнштейном задался вопросом: что будет, если атомы охладить до абсолютного нуля? Эти двое пришли к выводу, что энтропия системы и ее хаотическое тепловое движение уменьшатся до некоего предела. В результате эти самые атомы перестанут взаимно отталкиваться и начнут вести себя как единое целое, или «конденсат», названный в честь двух выдающихся ученых Бозе-Эйнштейновский конденсат (в англ. транскрипции – ВЕС). Более полувека понадобилось на то, чтобы ВЕС стал реальностью, но после этого ученые уже не могли ждать так долго. Вскоре получили волны материи, а в 2013 году интерференцию этих самых волн. 

Пока ученым удалось достичь 12-процентной вероятности, или надежности, данного вида спектроскопии, но они надеются, что в ходе дальнейшей работы им удастся повысить разрешение данного метода исследований. Его преимуществом является то, что он не зависит от длины фотонной волны. Это позволит, например, определять различные энергетические состояния атомов и молекул. Новых сообщений из этой бурно развивающейся области квантовых исследований с нетерпением ждут дизайнеры будущих оптических и спинтронных чипов, а также нанотехнологи.   

Источник

Европейская организация ядерных исследований CERN обнародовала предварительные результаты, полученные на детекторе ATLAS. Они предоставляют доказательства того, что бозон Хиггсараспадается на два тау-лептона. 

Эти нестабильные элементарные частицы принадлежат к семье фермионов и являются составляющими компонентами материи. Таким образом, учёные CERN получили первое доказательство распада бозона Хиггса на фермионы.

Полученный результат оценивается на 4,1 сигма. Полная уверенность учёных в полученном результате обычно обозначается пятью сигма.

В июле 2012 года специалисты CERN объявили об открытии новой частицы, в которой узнали бозон Хиггса. Это открытие дополнило так называемую Стандартную модель — главную теорию физики элементарных частиц, достоверность которой до сих пор так и не удалось опровергнуть. Знания о продукте распада бозона Хиггса чрезвычайно важны как для сторонников Стандартной модели, так и для тех, кто ищет следы новой физики.

"Частица бога" существует лишь в течение короткого временного периода, после чего распадается на другие частицы. Различные варианты конечных состояний называются формами распада, определением которых и занимались учёные.

Стандартная модель подразумевает наличие нескольких групп или семей элементарных частиц. Если представить её в виде таблицы, то слева окажутся фермионы, составляющие материю, а справа —калибровочные бозоны — частицы-переносчики фундаментальных взаимодействий. До сих пор физики, работающие над проектом ATLAS, находили доказательства того, что бозон Хиггса распадается на калибровочные бозоны, но оказалось, что это не так.

Первая теория, объясняющая то, как калибровочные бозоны приобретают ненулевую массу, называлась механизом Браута-Энглера-Хиггса. Но Cтандартная модель утверждает, что фермионы приобретают массу таким же образом, а значит, шансы, что продуктом распада бозона Хиггса окажутся фермионы или бозоны, были абсолютно равны.

Результаты эксперимента ATLAS доказали, что бозон Хиггса действительно распадается на фермионы со скоростью, предсказанной Стандартной моделью. Это важное открытие стало возможным благодаря тщательному анализу данных, полученный во время первого запуска Большого адронного коллайдера.

Благодаря новым данным физики смогут определить, существуют ли другие жизнеспособные физические модели. Во время следующего запуска БАК, который назначен на 2015 год, столкновения протонов будут осуществляться при более высоких энергиях. В течение последующих нескольких лет станет понятнее, как можно дополнить Стандартную модель или на что её заменить.

Источник

Источник

Комета Исон (ISON), на которую многие возлагали надежды, как на комету века, похоже, распалась на части, так и не достигнув перигелия. На снимках, сделанных Обсерваторией Солнечной Динамики в четверг, можно увидеть, как комета приближается к Солнцу и заходит за него, однако с другой стороны ничего не выходит. 

"Похоже, комета Исон не выдержала трудностей путешествия", - говорит исследователь солнечной активности Карл Баттамс (Karl Battams). 

С ним соглашается астроном Фил Плейт (Phil Plait): «Я не думаю, что у кометы все получилось». 

Несмотря на это, он считает, что все не так уж плохо: если комета, возраст которой оценивается приблизительно как 4,5 миллиарда лет, распалась на части, ученые смогут исследовать их и узнать больше о кометах. 

"Это «капсула времени», в которой заключено рождение нашей Солнечной системы", - добавляет он. 

В тот момент, когда комета проходила на расстоянии 1600 00 километров от Солнца, что по астрономическим меркам означает – почти касаясь его поверхности – ее ширина составляла около 1 километра. 



Алекс Янг (Alex Young), специалист NASA по солнечной физике, говорит, что потребуется еще несколько часов, чтобы подтвердить или опровергнуть распад кометы Исон, однако соглашается с тем, что вероятность того, что комета все еще цела, сводится к минимуму. Он говорит, что ученые ожидали увидеть Исон на снимках, сделанных Обсерваторией Солнечной Динамики (Solar Dynamics Observatory) около 02:00 по московскому времени, но даже почти четыре часа спустя на снимках не было никаких признаков кометы. 



" Может быть, последние пару дней она распадалась. Возможно, ядро распалось день назад или около того", - говорит он. 

Источник

Стенки термоядерных реакторов типа токамаков должны удовлетворять многим качествам: им надо хорошо проводить тепло (иначе не успеют эвакуировать его и оплавятся), быть тугоплавкими и — очень важно — слабо абсорбировать водород. По соображениям безопасности дейтерия и трития в реакторе никогда не будет слишком много — а значит, абсорбируя чересчур много водорода, стенки поставят под угрозу работу всего устройства.

Всем названным требованиям удовлетворяет вольфрам — но, увы, лишь при нормальных условиях. Между тем при слиянии ядер трития и дейтерия, в отличие от ряда других термоядерных реакций, возникает значительное количество нейтронов, под действием которых способность вольфрама поглощать водород может резко возрасти. По некоторым оценкам — сразу на несколько порядков.

Так как же быть со строящимся 20-миллиардодолларовым ITER и его вольфрамовыми стенками?

Исследование группы учёных во главе с Рианной 'т Хоен (Rianne 't Hoen) из Фонда фундаментальных исследований материи предполагает, что для предохранения от впитывания водорода вольфрам в таких условиях следует покрыть... водородом.

Как исследователи пришли к такому выводу? Поэкспериментировав с помощью ранее созданного линейного генератора плазмы, воссоздающего некоторые условия, что существуют в термоядерных реакторах, учёные сравнили количество водорода, которое соударялось со стенками реактора, с тем, что действительно проникало через слой тяжёлого металла, и обнаружили в данных некий странный фактор, который резко снижал процент приникающего газа в сравнении с расчётным. 
Оказалось, что на поверхности вольфрама быстро образовывалась плёнка толщиной в один атом водорода, после чего вероятность преодоления слоя вольфрама резко падала (до миллиона раз). Такой «естественный» механизм экранирования означает, что крупные токамаки будущего могут отказаться от дополнительных дорогостоящих мер защиты вольфрамовых стенок, не опасаясь утечки слишком большого количества топлива.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Physical Review Letters.

Подготовлено по материалам Фонда фундаментальных исследований материи.

Источник

Скопления атомов, известные как конденсаты Бозе-Эйнштейна - это самые холодные объекты по Вселенной. Они настолько хрупкие, что один-единственный фотон нагреет и разрушит их. До последнего открытия было невозможно одновременно измерять и управлять этими поразительными веществами.

Но британские и австралийские физики предложили новый способ замерять КБЭ - с помощью фильтра, нейтрализующего повреждения от потока света (стандартного измерительного инструмента для этих объектов). Такой фильтр не только дает наилучший расчет состояния КБЭ, убирая "шум" - он еще и способен использовать эти измерения для обратной связи с объектом и снятия части нагрева

Если представленные теоретические выкладки пройдут экспериментальную проверку, ученые получат массу новой информации о КБЭ и смогут значительно шире использовать их в фундаментальных исследованиях: в атомных лазерах для точного измерения силы притяжения, для изучения излучения Хокинга из черных дыр. Что же касается практической сферы, то военные могли бы применять КБЭ для обнаружения подлодок и подземных бункеров, в технологиях стелс.

"Как будто вы пытаетесь узнать, работает ли ваш холодильник, но не хотите открывать дверцу и выпускать наружу холодный воздух. Даже совсем немного тепла может уничтожить КБЭ. И даже самые продвинутые фотодетекторы уничтожают их, сделав один-единственный снимок. Наша разработка позволит снимать КБЭ долгое время - возможно, неограниченно долгое", - рассказывает ведущий автор исследования Майкл Хаш (Michael Hush) из Ноттингемского университета.

КБЭ - это скопления атомов, охлажденные до 100 нанокельвинов (меньше миллионной доли градуса выше абсолютного нуля). При таких температурах атомы теряют свои индивидуальные свойства и начинают вести себя как один большой "суператом". Благодаря такой охлажденности атомы КБЭ создают очень мало "шума", что делает их идеальным инструментом для изучения атомной физики.

Лучше всего свойства КБЭ измеряются нерезонансным светом, который "отпрыгивает" от атомов, а не поглощается ими (а потом отражается). Длина волны у такого света совсем другая, и он не так сильно вредит КБЭ и облегчает фиксацию свойств конденсата. Однако и нерезонансный свет способен на самопроизвольное излучение, слегка нагревающее КБЭ, рискуя его уничтожить. Именно для контроля над этим "эффектом нагрева" ученые разработали особый фильтр. 

Исследование представлено в журнале New Journal of Physics.

По материалам пресс-релиза издателя.

Артём Космарский nauka21vek.ru

Источник

Команда европейских астрономов обнаружила еще одну солнечную систему, которая очень похожа на нашу собственную, - больше, чем все ранее открытые звездные системы. Она состоит из семи экзопланет, которые вращаются по орбите вокруг звезды, среди которых есть небольшие планеты со скалистой поверхностью, расположенные недалеко от звезды, и газовые гиганты чуть дальше. Систему далось найти во время анализа данных, полученных космическим телескопом Kepler.

KOI-351 – это «первая система, в которой имеется значительное количество планет (больше чем две или три), среди которых существует определенная иерархия, как в солнечной системе, - с небольшими, возможно, скалистыми планетами в середине и газовыми гигантами ближе к краю (системы)», говорит профессор Института Планетарных Исследований в Аэрокосмическом Центре в Германии Хуан Кабрера (Juan Cabrera).

Три из семи планет, вращающихся по орбите вокруг KOI-351, были обнаружены ранее в этом году, их периоды равны 59, 210 и 331 день, - подобно периодам Меркурия, Венеры и Земли. 

Но орбитальные периоды этих планет меняются на 25.7 часов. Это – самый большой разброс, когда-либо замеченный в орбитальных периодах экзопланет, и это подсказало ученым мысль о том, что, возможно, планет в этой системе больше, чем мы можем видеть. 

В системах с большим количеством планет сила притяжения близлежащих планет может стать причиной более быстрого, или, наоборот, медленного вращения планеты по ее орбите. Эти «рывки» становятся причиной изменения орбитальных периодов. 

Они так же служат косвенным доказательством того, что в системе звезды есть другие планеты. Используя компьютерные алгоритмы, Кабрера и его соратники обнаружили еще четыре планеты, вращающиеся по орбите вокруг KOI-351.

Однако эти планеты находятся намного ближе к своей звезде, чем Меркурий по отношению к Солнцу, их орбитальные периоды равны 7, 9 и 125 дней. Система невероятно компактна – период самой удаленной от звезды планеты меньше земного. Да, расстояние от самой удаленной планеты до звезды меньше одной астрономической единицы. 

Ученые открыли более 1000 момент, однако впервые им удалось обнаружить систему, столь сильно похожую на Солнечную. В основном экзопланеты разительно отличаются от планет нашей солнечной системы. “Мы находим планеты в любом порядке, на разном расстоянии, разных размеров; находим даже целые классы планет, каких не существует в Солнечной Системе”, - говорит Кабера. 

Для объяснения этого разнообразия было предложено несколько теорий, среди которых – миграция планет и отбрасывание планет друг от друга. Однако, факт остается фактом: о формации планет нам пока известно немного.

“Мы еще не знаем, почему эта система сформировалась именно таким образом, но мы чувствуем, что это – ключевая система в понимании формации планет в общем и формирования нашей Солнечной Системы в частности”, - добавил ученый.

Команда исследователей очень надеется на то, что будет одобрено финансирование будущей миссии PLATO, - в этом случае, им удастся еще раз взглянуть на эту систему и определить радиус и массу каждой планеты, и, возможно, даже проанализировать их состав.

Последующие наблюдения помогут астрономам не только понять, как сформировалась эта система; они так же могут дать ключ к разгадке формирования Солнечной системы. 

Работа будет опубликована в Astrophysical Journal.

Источник

Астрономы обнаружили в отдаленной части Вселенной структуру, размер которой они приблизительно определили как 10 миллиардов световых лет.

Обнаруженная структура более чем в два раза превосходит по размерам прежнего рекордсмена, скопление 73 квазаров, которое называют Huge-LQG (Огромная Группа Больших Квазаров), протяженность которого – 4 миллиарда лет. Диаметр Великой стены Слоуна, одной из самых больших галактик, равен 1,4 миллиарда световых лет, - новичок больше нее в 6 раз. 

Ученые нашли новую структуру, когда составляли карту распространения гамма-всплесков. Считается, что эти высокоэнергичные выбросы образуются, когда взрываются массивные звезды. Так как большие звезды формируются в областях с большим количеством материи, гамма-всплески позволяют астрономам приблизительно оценивать, сколько материи содержит та или иная область. 

"С их помощью можно отлично проследить, где что-то произошло", - говорит астроном Джон Хаккила (Jon Hakkila), колледж Чарльстона в Западной Каролине.

Таким образом, ученые обнаружили область, расположенную приблизительно в 10 миллиардах световых лет от Земли, в направлении созвездий Геркулес и Северная Корона, уровень гамма-всплесков в которой был необыкновенно высок. 

Анализ данных о происхождении этих вспышек позволил ученым установить, что диаметр структуры, из которой они пришли, равен приблизительно 10 миллиардов световых лет. 

В настоящее время проводятся дополнительные наблюдения с целью найти еще больше доказательств существования структуры и проникнуть в ее природу. На данный момент ученые озадачены: они «понятия не имеют», как нечто могло вырасти до таких размеров. “Возможно, это большая концентрация галактических скоплений и другой нормальной материи ”, - заявляет один из участников исследования, Истван Нормат (Istvan Horvath) из Национального Университета Государственной Службы Будапешта. 

Источник

Ученые на протяжении десятилетий пытаются “поймать“ неуловимую частицу – нейтрино, при чем рожденную за пределами Солнечной системы. С этой целью используются высокочувствительные датчики. Теперь наконец исследователи могут похвастаться успехом: с помощью датчиков, спрятанных под толстым слоем льда на Южном полюсе, получены ценные данные о нейтрино, приходящих на Землю из глубин космоса.

Изучение этих частиц начнет новую эру в астрономии, позволив раскрыть тайны странных и необычных явлений в космосе и даже происхождение Вселенной. Ученые из обсерватории IceCube Neutrino Observatory говорят, что это самое большое достижение за все время их работы. “Открытие и изучение частиц нейтрино – одно из важных открытий в физике, которое на много лет определит развитие науки“, - считает Ули Кац, физик из Университета Эрланген-Нюрнберг.

Нейтрино-обсерватория IceCube на Южном полюсе содержит 5160 фотодатчиков, связанных между собой и равномерно распределенных в одном кубическом километре льда. Эти датчики улавливают слабый синий свет, возникающий при столкновении нейтрино с молекулой воды (из которых и состоит лед). Зарегистрировано уже 28 высокоэнергетических нейтрино.

Нейтрино – единственная частица из ныне известных, которая может пройти Землю насквозь. Также они не подвержены силе гравитации и имеют настолько высокую энергию, что просто не могут быть рожденными на Земле в результате каких бы то ни было процессов – ученые уже получили доказательства этого факта. Следующий шаг – определить источник происхождения загадочных частиц. В этом также помогут и данные, собираемые в ходе параллельного проекта подводной обсерватории КМ3NeT, расположенной в Средиземном море.

То, что нейтрино не подвержены гравитации и очень редко взаимодействуют с материей, ученые надеются, что они могут нести неискаженную информацию о событиях в самых дальних уголках Вселенной. К слову, второй Большой взрыв зафиксировали астрономы: вспышка рекордной силы была замечена ими в далекой галактике, за 3,7 млрд световых лет от Земли, а 1 световой год равен приблизительно 10 триллионам километров.

Источник