Новости науки

Изучение Марса дает новые ключи к пониманию зарождения жизни на Земле

Открытие гидротермальных отложений на дне древнего марсианского моря позволяет глубже понять процессы зарождения жизни, протекавшие на нашей планете.

В новом научном отчете проанализированы наблюдательные данные, собранные при помощи инструмента Compact Reconnaissance Spectrometer for Mars (CRISM) космического аппарата НАСА Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Эти наблюдения выявляют массивные отложения в одной из впадин в южной части Марса, называемой впадиной Эридания. Авторы работы интерпретируют эти данные как свидетельства того, что эти отложения формировались в результате нагрева воды при контакте с веществом вулканически активного участка коры планеты, оказавшимся у дна большого моря много лет назад.

Стоячая вода и вулканическая активность могут создавать условия, в которых возможно развитие жизни. Сегодня на Марсе нет ни стоячей воды, ни вулканической активности, однако исследователи полагают, что эти марсианские гидротермальные отложения формировались еще в древности, примерно 3,7 миллиарда лет. Аналогичные гидротермальные условия, существовавшие на Земле примерно в то же время, могли стать источником жизни на нашей планете. На Земле до сих пор продолжают существовать такие условия, в которых жизненные формы могут существовать за счет химической энергии, получаемой из горных пород без участия солнечного света. Однако ввиду того, что кора Земли обладает высокой активностью, на нашей планете сегодня трудно встретить геологические свидетельства, сохранившиеся со времен зарождения жизни, поэтому большое значение имеет изучение таких свидетельств на поверхностях других планет, таких как Марс, считают авторы работы.

Источник

Физики из России и Германии раскрыли аномалии в размерах протона

МОСКВА, 6 окт – РИА Новости. Физики из России и Германии впервые точно измерили радиус протона и подтвердили, что эта простейшая частица обладает заметно меньшими размерами, чем предсказывает теория, и выяснили, что одна из фундаментальных констант имеет неправильное значение, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

"Это очень точные и впечатляющие замеры, и мы очень серьезно относимся к данным результатам. Наш комитет скоро начнет очередную встречу, и мы, скорее всего, поменяем и массу протона, и постоянную Ридберга", — завил Кшиштоф Пахуцкий (Krzysztof Pachucki), один из экспертов международной организации CODATA, публикующей данные по всем физическим константам.

Ранее ученые уже вычисляли размер протона как напрямую, обстреливая его при помощи потока электронов, так и косвенным образом, наблюдая за структрой линий в его спектре. Эти методы дали достаточно разные результаты – в первом случае его радиус составлял примерно 0,897 фемтометра, триллионных долей миллиметра, а во втором — 0,8768 фемтометра. Позже, в 2010 году, другой косвенный метод дал еще меньший размер протона – 0,84184 фемтометра.

Эти расхождения, как считали ученые семь лет назад, могут указывать на наличие следов "новой физики" в поведении протонов, так как подобный разброс в массах, вычисленных различными путями, нельзя было объяснить в рамках Стандартной Модели.

Российские и немецкие ученые под руководством Николая Колачевского, директора Физического института РАН в Москве, выяснили, с чем были связаны эти расхождения, и подтвердили, что радиус протона действительно меньше ожидаемого примерно на 5%.

Для этого ученые разработали остроумную методику измерения размеров частицы, которая опирается на некоторые особенности того, как меняется спектр электронов в атоме водорода, "перепрыгивающих" с одной орбитали на другую при столкновении с частицами света, подчиняясь законам квантовой физики.

То, как именно происходит этот процесс, как объясняют ученые, зависит от радиуса ядра атома, что позволяет очень точно вычислить этот параметр, сравнивая спектр частиц света, которые испускаются возбужденными электронами на трех разных орбиталях.

Руководствуясь этой идеей, ученые обстреливали атомы водорода двумя разными типами лазеров, один из которых, ультрафиолетовый, возбуждал электрон и заставлял его подниматься на одну "ступеньку", а второй, синий – заставлял делать еще один или два шага вверх. Через некоторое время после этого электрон терял энергию и возвращался назад, испуская фотоны в трех разных частях спектра.

Изучив эти спектры и очистив их от помех и "квантового шума", ученые вычислили точный радиус протона – 0,8335 фемтометра, еще меньшее значение, чем было получено в ходе экспериментов 2010 года.

Это означает, что аномалии в размерах протона действительно есть, и что текущее значение постоянной Ридберга, определяющей структуру уровней энергий в атомах, было вычислено неверно. Подобный вывод вдвойне интересен по той причине, что данная постоянная считалась одной из самых точно измеренных фундаментальных величин, и теперь ученым придется заново вычислить все значения, связанные с ней.

Что интересно, схожие результаты экспериментов 2010 и 2017 годов, как отмечают ученые из ФИАН, ставят под сомнение наличие "новой физики" во взаимодействии мюонов, тяжелых "кузенов" электрона, и протонов, о которых ученые начали говорить после обнаружения этих аномалий. С другой стороны, причина расхождений пока остается неизвестной, и ее раскрытие может вывести российских и немецких физиков на ее следы.

Источник

У Луны раньше существовала атмосфера, сообщают ученые НАСА

В новом исследовании показано, что вокруг древней Луны 3-4 миллиарда лет назад сформировалась атмосфера. Это произошло в результате того, что мощные вулканические извержения сопровождались выбросами газов на поверхность с более высокой скоростью, по сравнению с отхождением газов в космос, сообщают исследователи из НАСА.

Если взглянуть на Луну, то легко увидеть темную поверхность вулканических базальтов, заполнивших собой крупные ударные кратеры. Эти «моря» базальта изливались на поверхность Луны в то время, когда она еще была горячей внутри. Анализ образцов горных пород, собранных при помощи миссий «Аполлон», указывает на то, что в этих магмах находились газовые компоненты, такие как монооксид углерода, а также ингредиенты для формирования молекул воды, сера и другие летучие вещества.

В новой работе ученые под руководством доктора Дебры Х. Нидхэм (Debra H. Needham) из Центра космических полетов Маршалла НАСА рассчитали количества газов, выделившихся из потоков выходящей на поверхность лавы и показали, что эти газы накапливались вокруг Луны, формируя существовавшую непродолжительное время атмосферу. Эта атмосфера достигла максимума толщины в тот период, на которое приходился пик вулканической активности – примерно 3,5 миллиарда лет назад – и просуществовала примерно в течение 70 миллионов лет с начала своего формирования, а затем постепенно улетучилась в космос.

Согласно Нидхэм и ее коллегам два крупнейших выброса газов произошли при заполнении Моря ясности и Моря дождей, состоявшихся примерно 3,8 и 3,5 миллиарда лет назад соответственно.

Работа опубликована в журнале Earth and Planetary Science Letters.

Источник

Самая таинственная звезда Млечного пути продолжает удивлять ученых

В 2015 г. звезда под названием KIC 8462852 наделала немало шума в астрономическом сообществе, разразившись серией стремительных, необъяснимых событий, наблюдаемых при помощи космического телескопа НАСА Kepler («Кеплер»). И с тех пор поведение этой звезды продолжает оставаться загадкой для астрономов.

В новом исследовании астрономы Джош Саймон (Josh Simon) и Бенджамин Шеппи (Benjamin Shappee) из Института Карнеги, США, вместе с коллегами изучили поведение этой звезды на протяжении более продолжительного периода времени, начиная с 2006 г. – то есть до того момента, когда необычное поведение этой звезды впервые было обнаружено при помощи обсерватории Kepler. Ранее астрономы считали, что яркость этой звезды лишь снижается со временем, однако это новое исследование выявляет значительный рост яркости звезды в 2007 и 2014 гг. Эти неожиданные эпизоды делают весьма затруднительным научное объяснение поведения загадочной звезды.

Ранее Саймон вместе с коллегами обнаружил, что в период с 2009 по 2012 г. яркость звезды KIC 8462852 снизилась почти на один процент. Затем яркость резко снизилась на необычно большую величину в 2 процента на протяжении всего лишь 6 месяцев и оставалась на этом уровне в течение 6 последних месяцев наблюдений при помощи обсерватории Kepler.

В новом исследовании ученые проанализировали поведение этой звезды за последние 11 лет, используя данные, полученные при помощи обзоров неба All Sky Automated Survey (ASAS) и All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN). Они обнаружили, что яркость звезды продолжила падать с 2015 г., и теперь ее величина составляет примерно на 1,5 процента меньше, по сравнению с февралем того года. Более того, авторы показали, что вдобавок к периодам снижения яркости звезды, продолжавшимся с 2009 по 2013 гг. и с 2015 г. по настоящее время, происходило также временное повышение яркости этой звезды, имевшее место дважды.

«Следующим важным шагом нашего исследования станут наблюдения изменения цвета этой звезды с течением времени, особенно в периоды кратковременного снижения ее яркости, - сказал Шеппи. - Эта информация должна помочь нам отыскать логичное объяснение необычному поведению этой звезды».

Например, если снижение яркости связано с облаком пыли, проходящим перед звездой, то она станет более красной при снижении яркости. Однако если свет звезды блокируют крупные плотные объекты, то изменения цвета наблюдаться не будет.

Работа появилась на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник

Физик: все события во Вселенной могут быть полностью предопределены

МОСКВА, 4 окт – РИА Новости. Все события в нашей Вселенной могут быть полностью предопределены, и у людей может полностью отсутствовать свобода воли, а у "высших сил" — способность к вмешательству в ее работу, считает известный нидерландский космолог-теоретик Герард 'т Хоофт.

"Пока нам не удалось создать "теорию всего", так как ее создание требует объединения несовместимых вещей, таких как теория относительности и квантовая физика. Эти противоречия, как мне кажется, можно разрешить в том случае, если наша Вселенная является абсолютно детерминированной – в ней нет ни свободы воли, ни возможности "божественного вмешательства", — пишет ученый в статье, размещенной в электронной библиотеке arXiv.org.

"Симулятор бога"

Открытие контринтуитивных принципов квантовой механики в 20 годах прошлого века заставило многих физиков, в том числе и Альберта Эйнштейна, подозревать, что их необычная работа объясняется некими неизвестными нам принципами и скрытыми переменными, которые можно описать языком классической физики. В 60 годах появилось иное объяснение необычности квантовой механики, изложенное британским ученым Джоном Беллом.

Главным аргументом Эйнштейна и его сторонников было то, что знаменитый физики называл "призрачным действием на расстоянии" – невозможный с точки зрения теории относительности феномен того, что связанные друг с другом на квантовом уровне частицы, удаленные друг от друга на большие расстояния, будут менять свои свойства одновременно.

Проблема, по словам 'т Хоофта, заключается в том, что и теория относительности Эйштейна, и выкладки квантовой физики не являются ошибочными – за последние два десятилетия и та, и другая идея успешно прошли все экспериментальные проверки. Возник вопрос – как можно их примирить и создать "теорию всего", которая бы объясняла бы и процессы в микромире, подобно квантовой физике, и взаимодействия объектов на космологических расстояниях.

Некоторые физики пытаются избежать этой проблемы, как объясняет нидерландский теоретик, добавляя различные "лишние сущности", позволяющие объяснить неопределенность и нелокальность квантовой механики, не выходя за рамки детерминистической теории относительности Эйнштейна.

К примеру, популярная сегодня теория "многомировой интерпретации" квантовой механики предполагает, что каждый раз, когда происходит какое-то событие на квантовом уровне, Вселенная расщепляется на два параллельных мира, в каждом из которых оно завершается по-разному. К примеру, если взять знаменитую "кошку Шредингера", то в одной из этих параллельных Вселенных она будет жива, а в другой – мертва.

Физический "абсолютизм"

Как считает 'т Хоофт, примирить квантовую механику и теорию относительности можно гораздо проще, не вводя "призрачных действий" или каких-то дополнительных измерений и миров – и та и другая теория будут уживаться друг с другом в том случае, если абсолютно все события во Вселенной были предопределены в ней с самого начала ее существования.

В пользу этого, по его мнению, свидетельствует сразу несколько вещей – наличие фундаментального предела на быстроту перемещений по Вселенной в виде скорости света, а также то, что даже самые мельчайшие формы материи обладают ненулевыми размерами, и сам факт расширения Вселенной.

Все эти феномены и физические константы, как считает 'т Хоофт, зависели от того, как выглядела и в каком состоянии находилась Вселенная в момент своего рождения, и их значения фактически предопределили то, как она развивалась после Большого Взрыва. И соответственно, все результаты квантовых событий, а также действия людей будут тоже предопределены, подчиняясь каким-то законам мироздания и начальным условиям рождения Вселенной, о которых мы пока не знаем.

Многие ученые уже выступили с резкой критикой новых идей 'т Хоофта. К примеру, как отметил Тим Модлин (Tim Maudlin), физик и философ, считает, что нидерландский ученый просто не понимает квантовой механики, неправильно интерпретирует те принципы, которые были изложены Беллом в 1960 годах, путая понятия "свободные переменные" и "свобода воли", и игнорирует их многократную проверку экспериментальным путем.

С другой стороны, Сабина Сабина Хоссенфельдер, физик из Института передовых исследований в Франкфурте (Германия), полагает, что выводы 'т Хоофта в принципе совместимы с наукой, просто многие люди, в том числе и Модлин, не готовы психологически поверить в то, что начальные условия рождения Вселенной и ее законы могут жестко задавать все, что будет происходить в ней в последствии.

Источник

Физик: сотрудничество ЦЕРН и МИСиС поможет нам найти "новую физику"

МОСКВА, 4 окт – РИА Новости. Соглашения о сотрудничестве, подписанные МИСиС и ЦЕРН, помогут российским и зарубежным ученым найти первые следы новой физики на эксперименте SHiP, который начнет свою работу на обновленном БАК в 2026 году, заявил Андрей Голутвин, руководитель проекта SHiP и глава лаборатории в НИТУ "МИСиС".

"Мы работаем сегодня над проектом SHiP, главной целью которого будет поиск следов стерильных нейтрино, частиц, чье существование укажет на существование физики за пределами Стандартной модели. Их открытие и изучение, к тому же, поможет нам найти ответ на две других важнейших проблемы – то, почему существует темная материя, и то, почему в нашей Вселенной почти нет антиматерии. Поэтому можно говорить, что этот проект поможет нам убить сразу трех зайцев", — пояснил ученый в беседе с корреспондентом РИА "Новости". 

Вчера в НИТУ МИСиС состоялась встреча представителей ЦЕРН, участников коллаборации SHiP, возглавляемой Андреем Голутвиным с 2014 года, и руководства российского вуза и ряда итальянских исследовательских и образовательных организаций. На этой встрече было подписано соглашение, в соответствии с которым МИСиС стал полноправным участником коллабораций SHiP и LHCb.

Главная цель этого коллектива ученых – поиск частиц, не предсказываемых Стандартной моделью физики в продуктах столкновения протонов, разгоняемых синхротроном SPS, "сердцем" Большого адронного коллайдера, и специальной мишени из молибдена. Эти столкновения, по словам физиков, будут порождать огромные количества очень тяжелых частиц, распады которых, как считают некоторые исследователи, должны приводить рождению частиц, выходящих за пределы Стандартной модели.

Одним из кандидатов на их роль являются так называемые "стерильные нейтрино" – абсолютно нейтральные частицы, обладающие огромной массой и взаимодействующие с "обычной" материей только лишь посредством сил гравитации.

По текущим планам SHiP и ЦЕРН, первые прототипы детектора и мишеней будут готовы к 2019 году, а первые данные проект начнет получать в 2026 году, когда завершится процедура обновления БАК после его третьего длительного "отпуска".

Российские ученые взяли на себя несколько важных задач, связанных с созданием детектора SHiP и работой детектора LHCb, в том числе разработку большого магнита детектора и макета мишени, а также создание сплавов на основе вольфрама и других тяжелых элементов и радиационно-стойких сцинтилляционных материалов.

Первый макет мишени, в соответствии с планами МИСиС и ЦЕРН, будет готов уже в декабре этого года, а первые тесты пробной версии некоторых детекторов SHiP должны пройти в марте-апреле 2018 года.

Источник

Нобелевская премия по физике за 2017 г.: за наблюдения гравитационных волн

Шведская королевская академия наук решила разделить Нобелевскую премию по физике за 2017 г. между тремя учеными: Райнером Вайссом (Rainer Weiss) из коллаборации LIGO/VIRGO, которому достается половина премии, а также Барри К. Бэришем (Barry C. Barish) и Кипом С. Торном (Kip S. Thorne) из того же научного коллектива, на долю которых приходится вторая половина премии, «за решающий вклад в создание детектора LIGO и наблюдения гравитационных волн».

14 сентября 2015 г. человечество впервые наблюдало гравитационные волны. Эти волны, существование которых было предсказано Альбертом Эйнштейном примерно сто лет назад, образуются при столкновении между двумя массивными космическими объектами, такими, например, как черные дыры. Путешествие по Вселенной тех гравитационных волн, которые были зарегистрированы детекторами LIGO, заняло примерно 1,3 миллиарда лет.

Этот сигнал был очень слабым, когда он достиг Земли, но он обещает совершить революцию в астрофизике. Гравитационные волны открывают новые горизонты в наблюдениях высокоэнергетических событий нашей Вселенной, таких как столкновения черных дыр и нейтронных звезд.

Обсерватория LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) представляет собой коллаборацию, в которой принимают участие свыше одной тысячи исследователей из двадцати стран мира. Лауреаты Нобелевской премии за 2017 г. внесли неоценимый вклад в создание и развитие обсерватории LIGO. В середине 1970-х гг. Райнер Вейсс идентифицировал возможные источники шума, способные создать помехи при регистрации гравитационных волн, а также сконструировал детектор, лазерный интерферометр, позволяющий отделить этот шум от целевого сигнала. Еще в то далекое время Кип Торн и Райнер Вайсс были твердо убеждены, что гравитационные волны могут быть обнаружены и что их обнаружение совершит настоящий переворот в нашем понимании устройства Вселенной.

Источник

Доказана невозможность матрицы

Физики из Израиля и России продемонстрировали, что человечество не живет в матрице. Исследование Зоара Рингеля и Дмитрия Коврижина, проведенное в Центре теоретической физики им. Р. Пайерлса Оксфордского университета, опубликовано в Science Advances.

Специалисты попробовали смоделировать квантовую систему (двумерный газ с дробным квантовым эффектом Холла) классическими методами (в конечном итоге основанными на оперирующем действием классической механики интеграле Фейнмана).

По мере увеличения в моделировании числа частиц ученые обнаружили, что требуемые вычислительные ресурсы для выполнения имитации росли не линейно, а экспоненциально. В этом случае для хранения информации о нескольких сотнях электронов потребовалась бы память, построенная из большего числа атомов, чем содержится в наблюдаемой Вселенной.

«Это также показывает, что холловская проводимость действительно является квантовым эффектом, для которого не существует локального классического аналога», — сказал соавтор Зоар Рингел из Еврейского университета в Иерусалиме (Израиль).

Исследование предполагает невозможность создания иллюзии реальности, что означает, в частности, ошибочность представления главы SpaceX Илона Маска о пребывании человечества в матрице.

Источник

Новые ключи к пониманию темной энергии

Вселенная не просто расширяется – её расширение ускоряется под действием фактора, носящего название темной энергии. Этот термин является поэтической аналогией термина «темная материя», обозначающего таинственную субстанцию, на которую приходится основная часть вещества Вселенной и которая является в истинном смысле темной, поскольку не излучает и не переизлучает свет. В настоящее время для объяснения феномена темной материи используются две основные версии. Согласно первой версии, выдвинутой еще Эйнштейном, сама гравитация вызывает отталкивание между двумя объектами, при условии если они находятся на достаточно большом расстоянии (он добавил эту «космологическую константу» в свои уравнения). Вторая версия предполагает (основываясь на современном понимании физики элементарных частиц), что вакуум обладает свойствами, которые дают космосу энергию для расширения.

В течение нескольких десятилетий космологи успешно использовали релятивистское уравнение с членами, отвечающими за темную материю и темную энергию, для объяснения наблюдений реликтового излучения, распределения галактик в космологическом масштабе и других крупномасштабных структур Вселенной. Однако с увеличением точности наблюдений стали появляться очевидные несостыковки. Одним из таких расхождений является возраст 

Вселенной: существует разница почти в 10 процентов между данными, полученными при помощи спутника Planck и при помощи экспериментов Baryon Acoustic Oscillation. Спутник Planck измеряет реликтовое излучение в ближнем ИК и субмиллиметровом диапазонах, а эксперименты Baryon Acoustic Oscillation фиксируют распределение галактик во Вселенной.

Астроном из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, Даниэль Эйзенштейн (Daniel Eisenstein) является членом крупного консорциума ученых, выработавшего новую точку зрения на проблему темной энергии, которая может объяснить описанные выше расхождения. Согласно мнению представителей этой научной организации, основанному на статистических расчетах, небольшие изменения величины члена уравнения, отвечающего за темную энергию, в ходе расширения Вселенной могут объяснить наблюдаемые расхождения. Прямое доказательство этой гипотезы может быть получено при помощи эксперимента Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) Survey, который будет построен примерно к середине 2020-х гг., указывают участники проекта.

Новая научная работа, иллюстрирующая эту концепцию, опубликована в журнале Nature Astronomy; главный автор Гонг-Бо Чжао (Gong-Bo Zhao).

Источник

Близ экватора Марса обнаружен водяной лед - которого там не должно быть

Ученые повторно проанализировали научные данные, полученные ранее при помощи одного из марсианских орбитальных аппаратов НАСА, и обнаружили свидетельства наличия большого количества воды близ марсианского экватора – в том месте, где водяной лед является нестабильным и не должен существовать.

Эти данные были получены при помощи нейтронного спектрометра, установленного на борту космического аппарата НАСА Mars Odyssey. Повысив математическими методами разрешение этих данных, полученных изначально в низком разрешении, ученые заметили неожиданно высокие количества водорода – который в высоких широтах является признаком залежей водяного льда – вокруг некоторых секций марсианского экватора.

Нейтронный спектрометр не может напрямую обнаруживать воду, однако он способен измерять содержание водорода, на основании которого можно рассчитать количества воды или других водосодержащих субстанций. Первым крупным открытием зонда Mars Odyssey было открытие в 2002 г. значительных количеств водорода в высоких широтах Марса. Однако в низких широтах Красной планеты водяной лед термодинамически нестабилен, поэтому для ученых стало неожиданностью обнаружение настолько большого количества водорода близ экватора планеты.

Пока ученые не могут точно определить происхождение этого водяного льда. Согласно одной из рабочих гипотез лед и пыль из приполярных областей планеты могли быть перенесены за счет атмосферной циркуляции к экватору в то время, когда наклон оси Марса к плоскости эклиптики был выше, чем сейчас. Однако эти условия последний раз существовали сотни тысяч или даже миллионы лет назад. За это время лед, расположенный на любой глубине, будучи термодинамически нестабильным, должен был давно испариться. Дополнительную «защиту» этому льду мог обеспечить покрывающий его слой затвердевшей пыли, однако эта версия тоже слабо согласуется с количествами водяного льда, имеющимися согласно наблюдательным данным на экваторе Марса, отмечают исследователи.
Источник

Новая модель формирования планет земного типа и Земли

Элемент углерод и его соединения являются основой жизни на Земле. Непродолжительные события резкого разогрева внутри солнечной туманности в период до начала формирования планет в нашей Солнечной системе ответственны за регулирование количества углерода, находящегося на Земле, считают авторы новой модели химии углерода из Гейдельбергского университета, Германия.

«На Земле углерод является довольно редким элементом. У поверхности планеты наблюдаются его повышенные концентрации, однако в объеме планеты его доля составляет лишь половину от 1/1000-й доли общего количества материи. Однако в примитивных кометах доля углерода может составлять 10 процентов и более», - рассказал профессор Марио Трилофф (Mario Trieloff) из Института наук о Земле Гейдельбергского университета, один из авторов нового исследования.

Согласно исследователю в результате бомбардировки кометами и астероидами количество углерода на Земле возрастало. Однако неясным остается, почему содержание углерода в составе вещества Земли в конечном счете осталось настолько низким. «Большая часть углерода в астероидах и кометах связана в длинноцепочечные молекулы, не склонные к испарению. Исходя из стандартных моделей реакций с участием углерода, происходящих внутри солнечной туманности, Земля и планеты земного типа должны иметь примерно в 100 раз большие количества углерода», - сказал профессор Трилофф.

Согласно исследователям объяснение потери Землей и планетами земного типа углерода состоит в событиях кратковременного разогрева до температур 1300-1800 градусов Цельсия, предположительно, происходивших в солнечной туманности до того, как сформировались небольшие планетезимали и в конечном счете Земля и планеты земного типа. Согласно Трилоффу и его коллегам подтверждением этой гипотезы является наличие хондрул, круглых зерен, которые формировались при плавлении вещества в результате этих кратковременных событий нагрева.

«Только температурные пики, соответствующие моделям формирования хондрул, могут объяснить наблюдаемые сегодня низкие содержания углерода в составе вещества планет внутренней части Солнечной системы», - пояснил главный автор новой работы Ганс-Питер Гейл (Hans-Peter Gail).

Исследование увидело свет в журнале Astronomy & Astrophysics.

Источник

Гигантская солнечная буря вызывает глобальное свечение атмосферы на Марсе

Неожиданно мощный всплеск излучения со стороны Солнца достиг Марса в этом месяце, сообщают ученые нескольких марсианских миссий НАСА.

Это солнечное событие, произошедшее 11 сентября 2017 г., вызвало появление на Марсе глобального атмосферного свечения, более чем в 25 раз превосходящего по яркости любой из случаев свечения атмосферы планеты, регистрируемый когда-либо ранее при помощи орбитального аппарата MAVEN, который изучает взаимодействие марсианской атмосферы с солнечным ветром, начиная с 2014 г.

Уровень радиации на поверхности Марса при этом превысил более чем в два раза максимальный уровень радиации, когда-либо измеряемый на поверхности планеты при помощи инструмента Radiation Assessment Detector (RAD) ровера Curiosity, совершившего посадку на Красную планету в 2012 г. Эти высокие показания приборов держались в течение более чем двух суток.

Необычным в этом событии стало то, что оно произошло в тот период 11-летнего цикла активности нашего Солнца, когда светило должно демонстрировать минимальную активность. Это событие было достаточно крупным, чтобы его можно было наблюдать и с Земли, хотя она находилась в это время с противоположной по отношению к Марсу стороне Солнца.

В отличие от Земли Марс почти не имеет магнитного поля, концентрирующего солнечное излучение в приполярных областях планеты, и поэтому импульсы высокоэнергетического излучения, приходящие со стороны Солнца, приводят к свечению не только полюсов планеты – вся Красная планета начинает светиться, словно гигантская лампочка.

Изучение взаимодействия солнечного излучения с атмосферой Марса имеет большое значение для подготовки будущих пилотируемых марсианских миссий, поскольку вопросы защиты астронавтов от космической радиации имеют первостепенное значение для НАСА.

Источник

Небольшие столкновения оказывают большое влияние на атмосферу Меркурия

Меркурий, наш самый крохотный планетный сосед, имеет лишь очень тонкую атмосферу, однако в ней наблюдается очень необычное погодное явление: утренние микрометеорные дожди.

Новые математические модели вместе с ранее публиковавшимися данными, полученными при помощи космического аппарата НАСА MESSENGER (Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and Ranging), наблюдавшего Меркурий с 2011 по 2015 гг., проливают новый свет на особенности асимметричной бомбардировки поверхности Меркурия крохотными частицами пыли, образующимися при разрушении комет некоторых типов. Это исследование также помогает глубже понять влияние этих микрометеороидных дождей на очень тонкую атмосферу Меркурия, называемую экзосферой.

Ранние данные, полученные при помощи инструмента Ultraviolet and Visible Spectrometer зонда MESSENGER, показали повышенное содержание кальция и магния в экзосфере Меркурия на дневной стороне – что указывает на более частые падения метеороидов на этой стороне планеты. Эта асимметрия объясняется тем, что в случае Меркурия сутки на планете (период собственного вращения, равный 58 земным суткам) сравнимы с годом (периодом орбитального движения вокруг Солнца, равным 88 земным суткам), а также тем, что в Солнечной системе большинство метеороидов движутся по орбитам вокруг Солнца в направлении, противоположном орбитальному движению большинства планет. Так как Меркурий вращается вокруг своей оси настолько медленно, рассветная сторона планеты остается относительно долгое время подвержена бомбардировке микрометеороидами одного из основных метеороидных семейств Солнечной системы. Эта популяция, называемая ретроградными метеороидами, обращается вокруг Солнца в направлении, противоположном направлению движения планет, и представляет собой осколки долгопериодических комет. Ретроградное направление движения этих метеороидов обусловливает их относительно высокую энергию при падении на поверхность Меркурия.

В новом исследовании группа ученых, возглавляемая Петром Покорны (Petr Pokorný) из Центра космических полетов Годдарда НАСА, США, сообщает, что наиболее вероятными кандидатами на роль источников метеороидов, бомбардирующих дневную сторону Меркурия, являются кометы двух определенных типов: кометы семейства Юпитера (из пояса Койпера) и кометы галеевского типа (из облака Оорта). Осколки астероидов Пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера, не обладают достаточной скоростью для совершения тех высокоэнергетических столкновений, на которые указывают наблюдательные данные, считают авторы.

Источник

Физики из России научились предсказывать свойства почти любых наночастиц

МОСКВА, 29 сен – РИА Новости. Ученые из Санкт-Петербурга и Австралии создали программу, позволяющую вычислять свойства наночастиц произвольной формы и использовать их в качестве основы для компьютеров и медицинских приборов будущего, говорится в статье, опубликованной в журнале ACS Nano.

"Как известно, нанообъекты могут использоваться как отдельные квантовые структуры, так и для сборки более сложных квантовых суперструктур. Структурирование таких наноблоков будет в дальнейшем способствовать созданию оптических устройств нового поколения", — заявил Анвар Баймуратов, физик из Университета ИТМО в Санкт-Петербурге, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

В последние годы ученые активно создают и изучают свойства так называемых метаматериалов – искусственных структур из множества отдельных кусочков или наночастиц, способных необычным образом взаимодействовать со светом или другими формами электромагнитного излучения. Метаматериалы, как сегодня считают физики, станут основой сверхбыстрых световых компьютеров будущего и других футуристичных гаджетов.

Строго говоря, метаматериалы не являются изобретением человека – похожие на них кристаллы и структуры встречаются на крыльях многих бабочек "металлической" окраски, на панцирях многих других насекомых, крыльях птиц и даже в знаменитых синих складках на мордах павианов-мандрилов.

Как отмечает Никита Тепляков, еще один физик из Санкт-Петербурга, свойства подобных наноструктур сегодня изучаются исключительно в ходе экспериментов – ученые меняют форму наночастиц, их размеры и расположение в надежде открыть материалы с уникальными или более интересными свойствами.

Подобный "слепой" поиск позволяет создать много интересных метаматериалов, но он не позволяет создавать их быстро и заранее знать, в каком направлении нужно двигаться. Российские физики и их коллеги из Австралии сделали первый шаг для ликвидации этой проблемы, создав методику, позволяющую вычислять оптические свойства наночастиц произвольной формы.

Эта методика, как объясняет Тепляков, опирается на те же принципы, которые используются в теории относительности для описания  структуры пространства-времени. Подобный подход позволяет "раскручивать" сложные трехмерные нанообъекты, к примеру, наносвитки, в плоские листы и другие простые фигуры, находящиеся в своеобразном искривленном пространстве, свойства которых просчитать гораздо проще, чем в оригинальном виде.

Возможность прогнозировать свойства подобных структур, как надеются ученые, ускорит создание различных химических катализаторов, датчиков различных молекул и компьютеров нового поколения, в которых информация будет переноситься при помощи частиц света или через спин электронов.

Источник

Китайские физики провели первую межконтинентальную "телепортацию"

МОСКВА, 29 сен — РИА Новости. Физики из Китая и Австрии провели при помощи первого квантового спутника связи "Мо-Цзы" первую межконтинентальную "телепортацию" частиц и сеанс конференц-связи, защищенной на квантовом уровне, сообщает пресс-служба Китайской академии наук.

"За год после запуска "Мо-Цзы" мы смогли реализовать три главных шага на пути создания "квантового интернета". Нам удалось передать квантовые ключи со спутника на Землю на дистанции в 1200 километров, связать две разные точки на поверхности планеты на аналогичном расстоянии, а также провести первые опыты по орбитальной квантовой телепортации. Благодаря этому мы в 20 раз улучшили качество связи по сравнению с оптоволоконными системами", — заявили китайские ученые.

Феномен квантовой запутанности лежит в основе современных квантовых технологий. Это явление, в частности, играет важную роль в системах защищенной квантовой связи — такие системы полностью исключают возможность незаметной прослушки из-за того, что законы квантовой механики запрещают "клонирование" состояния частиц света. Сейчас системы квантовой связи активно разрабатываются в Европе, Китае и США.

За последние годы российские ученые и их коллеги из зарубежных стран создали десятки систем квантовой связи, узлы которых могут обмениваться данными на довольно больших расстояниях — около 200-300 километров. Все попытки расширить эти сети до международного и межконтинентального уровня столкнулись с непреодолимыми трудностями, связанными с тем, что свет угасает при движении через оптоволокно.

По этой причине многие команды ученых задумались о переводе систем квантовой связи на космический уровень — через спутник, позволяющий восстанавливать или усиливать "незримую связь" между запутанными фотонами. Первый космический аппарат такого рода уже работает на орбите — это китайский спутник "Мо-цзы", выведенный в космос в августе 2016 года.

Как сообщает пресс-служба Китайской академии наук, "Мо-цзы" впервые использовали для практических целей. Чуньли Бай (Chunli Bai), президент КАН, и Антон Цейлингер (Anton Zeilinger), руководитель Академии наук Австрии, провели первый сеанс межконтинентальной квантовой видеосвязи, защищенной от взлома при помощи шифровальных ключей, переданных через спутник.

Для этого эксперимента китайские ученые объединили спутниковые каналы квантовой связи с уже имеющейся наземной квантовой сетью, соединяющей Пекин, Шанхай и несколько других китайских городов. Аналогичная сеть была построена между Веной и городом Грац, где находятся станции космической квантовой связи. Эти сети и "Мо-Цзы" помогли физикам установить связь между Пекином и Веной, где работают руководители академий наук.

В ближайшем будущем, как отмечает пресс-служба КАН, китайские ученые проведут аналогичные опыты при участии коллег из России, Сингапура, Италии и Германии.

Источник

Илон Маск рассказывает о своих планах достигнуть Марса к 2022 г.

Футурист и изобретатель Илон Маск раскрыл в минувшую пятницу свои амбициозные планы, состоящие в отправке грузовых космических кораблей к Марсу в течение пяти лет и использовании ракет для перевозок людей между крупными городами Земли в течение менее чем получаса.

Основатель компании SpaceX сказал, что запланированная к постройке система межпланетного транспорта под названием BFR (Big Falcon Rocket), которую Маск, выступая, назвал в шутку Big F*cking Rocket ( «Большая долбаная ракета»), должна быть уменьшена в размерах, чтобы иметь возможность выполнять широкий спектр задач, встающих при подготовке марсианских миссий.

«Самое важное – это то, что мы, я думаю, поняли, как сделать ракету BFR полезной при подготовке марсианских миссий, - сказал Маск, выступая перед аудиторией на всемирном собрании экспертов космической отрасли, проходившем в г. Аделаида, Австралия. – Нужно уменьшить ее размер – пока что она слишком большая».

Маск сказал, что его фирма уже начала строить эту систему, и строительство первого корабля начнется через 6-9 месяцев.

«Я почти уверен, что мы сможем завершить строительство и запустить этот корабль примерно через 5 лет», - добавил он.

По крайней мере два грузовых корабля должны достигнуть поверхности Красной планеты к 2022 г. с основной миссией, состоящей в поиске наиболее удобного источника воды – которая в настоящее время рассматривается как потенциальное топливо для заправки ракет, сказал он.

Эти ракеты помогут создать энергетическую, ресурсодобывающую и жизнеобеспечивающую инфраструктуры на поверхности планеты, куда в 2024 г. прибудут четыре корабля с людьми, оборудованием и припасами.

Кроме того, отметил Маск, ракеты системы BFR помогут людям на Земле, поскольку с их помощью можно будет совершать перелеты из одного города нашей планеты в другой менее чем за полчаса.

Источник