Новости науки

Углеродный шовинизм: как представляют себе инопланетян настоящие ученые

МОСКВА, 4 мая — РИА Новости, Анна Урманцева. "Да пребудет с тобой Сила" (May the Force be with you) — эту фразу из "Звездных войн" Джорджа Лукаса многие поклонники обыгрывают в виде каламбура: May the fourth be with you. Вот и получилось, что 4 мая стало неофициальным праздником "Звездных войн", который отмечают все фанаты космического фэнтези и породившей этот жанр научной фантастики.

Благодаря таким фильмам мы уже многократно видели, как представляют себе инопланетян писатели, сценаристы, режиссеры и художники компьютерной графики. А как представляют себе инопланетян ученые?  
Несомненно, ученые по всему миру — самые настоящие, читающие лекции в ведущих университетах и обремененные статусом и званиями, — задумываются над тем, как могла бы выглядеть инопланетная жизнь. Последняя волна таких размышлений была связана с высказыванием Стивена Хокинга, который в апреле 2017 года обратил внимание ученых, ищущих инопланетную жизнь, на то, что долгожданная находка может стать роковой для человечества: "Однажды, когда мы получим сигнал с подобной планеты, мы должны аккуратно отвечать на него. Встреча с более развитой цивилизацией может быть похожа на встречу коренных жителей Америки с Колумбом. И такая встреча не закончилась хорошо".

Условно всех ученых можно было бы разделить на три лагеря: одни считают, что наша водно-углеродная жизнь уникальна для Вселенной, вторые — что не уникальна, а третьи — что мы сильно заблуждаемся, считая, что живые существа могут возникнуть только из тех соединений, что и мы сами. Такую позицию даже назвали в научной литературе "углеродным шовинизмом". Автор термина, известнейший американский астрофизик Карл Саган, часто говорил, что основанием для поиска водно-углеродной инопланетной жизни является лишь то обстоятельство, что ее приверженцы сами состоят из углерода и воды.  
Действительно, другие химические элементы, например кремний, также могут сформировать молекулы значительной сложности. Другое дело, что в таких размышлениях можно пойти еще дальше, как сделал американский астроном Виктор Стенджер, который утверждал, что жизнь необязательно должна состоять из молекул. Так сформировался вот этот условный список выдуманных существ, которые теоретически могли бы существовать в разных атмосферных и безатмосферных условиях.

Источник

Свечение центра Млечного пути, возможно, не связано с темной материей

Таинственное свечение в гамма-диапазоне, наблюдаемое в центре Млечного пути, вероятно, может быть связано с пульсарами – невероятно плотными, стремительно вращающимися ядрами коллапсировавших древних звезд, масса которых примерно в 30 раз превышает массу Солнца. Это заключение было сделано на основании нового анализа, проведенного международной командой астрофизиков, включающей исследователей из Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики. Эти находки ставят под сомнение прежние интерпретации этого сигнала как возможного проявления присутствия темной материи – формы материи, отвечающей за 85 процентов всей материи во Вселенной, однако до сих пор ни разу не наблюдаемой напрямую.

«Наше исследование показывает, что для объяснения гамма-излучения нашей Галактики не требуется темной материи, - сказал Маттиа ди Мауро (Mattia Di Mauro) из Института астрофизики частиц и космологии Кавли, совместного института Стенфордского университета и SLAC. – Вместо этого мы идентифицировали популяцию пульсаров в области вокруг центра Галактики, которая дает новые сведения об истории формирования Млечного пути».

Частицы темной материи не участвуют ни в одном из известных видов взаимодействий между частицами, кроме гравитационного, поэтому их не удается увидеть ни при помощи оптических телескопов, ни при помощи обсерваторий, работающих в других областях спектра. Однако считается, что эти частицы способны аннигилировать при встрече, подобно тому, как это происходит при встрече частицы и античастицы нормальной материи, и результатом аннигиляции частиц темной материи также может стать квант гамма-излучения. Излучающая в гамма-диапазоне темная материя в этом сценарии должна давать до известной степени однородный гамма-фон.

Однако в новом исследовании Ди Мауро и его команда показывают на неоднородность гамма-свечения, рождающегося в окрестностях центра Млечного пути. Согласно исследователям такая неоднородность более характерна для поля точечных источников, пульсаров - быстровращающихся нейтронных звезд, которые также являются источниками гамма-излучения - следовательно, в случае свечения центра Млечного пути более правдоподобным представляется именно такой сценарий, указывают авторы.

Исследование вышло в журнале Astrophysical Journal.

Источник

Ученые наблюдают гигантскую волну, прокатившуюся по скоплению галактик Персей

Объединив данные, полученные при помощи рентгеновской обсерватории НАСА «Чандра» (Chandra), с данными радионаблюдений и компьютерного моделирования, международная команда ученых открыла огромную волну горячего газа в скоплении галактик Персей. Охватывающая область размером свыше 200000 световых лет (обведена овалом на снимке), эта волна почти в два раза больше, по сравнению с нашей галактикой Млечный путь.

Как указывают исследователи, эта волна сформировалась миллиарды лет назад, после того как произошло скользящее столкновение относительно небольшого скопления галактик со скоплением галактик Персей, в результате которого огромные количества газа «расплескались» по обширному объему пространства.

«Персей является одним из наиболее массивных близлежащих скоплений галактик и самым ярким в рентгеновских лучах скоплением, поэтому данные, полученные при помощи «Чандры» позволяют нам рассмотреть это скопление в беспрецедентных подробностях, - сказал главный автор новой работы Стивен Уолкер (Stephen Walker) из Центра космических полетов Годдарда НАСА. – Волна, которую мы обнаружили, связана с прохождением небольшого по размерам скопления галактик, и это демонстрирует нам, что столкновение, которое привело к формированию этих гигантских структур, до сих пор продолжает происходить».

Скопление галактик Персей получило свое название в честь созвездия, в котором оно находится. Это скопление расположено на расстоянии примерно 240 миллионов световых лет от нас и составляет в диаметре примерно 11 миллионов световых лет.

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

Источник

Астроном предлагает искать следы вымершей разумной внеземной жизни

Джейсон Райт (Jason Wright), профессор астрономии из Университета штата Пенсильвания, опубликовал работу, в которой обсуждается вопрос того, насколько тщательно мы искали до сих пор вымершую внеземную жизнь – а именно, разумные формы внеземной жизни. В своей работе Райт размышляет на тему того, достаточно ли усилий мы вкладываем в поиски следов, оставленных возможно существовавшими ранее, но давно вымершими цивилизациями разумных существ в нашей Солнечной системе.

Вообще говоря, Райт не заявляет, что верит в то, что такие жизненные формы когда-либо существовали или в то, что где-то имеются свидетельства такого существования, как сообщалось некоторыми СМИ. Исследователь лишь говорит о том, что при проведении систематического поиска следов существования жизненных форм во Вселенной было бы разумно начать с окрестностей Солнечной системы, поскольку они поддаются изучению намного проще, чем системы далеких звезд. Ученый отмечает, что ведущиеся в настоящее время поиски внеземной жизни имеют дело с биологическими признаками существования жизни, такими как метан в атмосфере планеты и другие признаки, в то время как куда меньше внимания уделяется поискам следов существования высокотехнологичных цивилизаций.

Решением обозначенной им проблемы Райт считает более тщательные поиски на поверхностях астероидов или спутников планет – то есть, объектов, на которых не происходит постоянного обновления поверхности, свойственного, например, для Земли с её тектоникой плит – следов былого присутствия разумных цивилизаций, например, таких как признаки добычи полезных ископаемых или обнаружение материалов, которые не могли сформироваться естественным образом.

Исследование появилось на сервере предварительных научных публикаций arxiv.org.

Источник

Физики выяснили, как одна пылинка может вывести из строя спутник

МОСКВА, 2 мая — РИА Новости. Космические спутники и зонды могут выходить из строя даже при столкновениях с мельчайшими пылинками, поскольку их испарение порождает миниатюрные облачка плазмы, внутри которых рождаются мощные электромагнитные волны, говорится в статье, опубликованной в журнале Physics of Plasmas.

"Больше половины электронных и электрических неполадок на борту спутников остаются необъясненными из-за того, что диагностику на орбите проводить крайне сложно, особенно если зонд выходит из строя. Мы считаем, что хотя бы часть подобных необъяснимых сбоев связана с этим механизмом", — заявил Алекс Флетчер (Alex Fletcher) из Бостонского университета (США).

Когда человек впервые вышел за пределы земной атмосферы и проник в космическое пространство, ученые и инженеры столкнулись с проблемой защиты оборудования от космических лучей высокой энергии, мощных всплесков электромагнитного излучения и других феноменов, способных повредить электронику или серьезно нарушить ее работу. 

 В большинстве случаев такие сбои не приводят к серьезным последствиям, однако в некоторых случаях, в комбинации с ошибками проектирования или со случайными факторами, они могут привести к катастрофе и потере зонда. К примеру, российская межпланетная станция "Фобос-Грунт" вышла из строя, еще не покинув орбиту Земли, из-за перезагрузки компьютеров в критический момент после "удачного" попадания в них космических лучей.

Флетчер и его коллега Сигрид Клозе (Sigrid Close) из Стэнфордского университета (США) нашли одну возможную причину появления подобных лучей и похожих на них эффектов, изучая то, что происходит с космическими аппаратами при полете.

Как рассказывает Флетчер, частицы пыли уже давно считаются достаточно большой угрозой для космических аппаратов. Столкновение с ними на большой скорости может нанести большие повреждения обшивке и научным инструментам зондов. К примеру, в 2011 году инженеры НАСА серьезно опасались того, что встреча с такими частицами приведет к уничтожению зонда New Horizons при подлете к Плутону. 

"Последние несколько десятилетий мы изучали эти "гиперзвуковые" столкновения и давно заметили, что подобные события вырабатывают всплески излучения, если частицы движутся достаточно быстро. Никто не знал, почему оно возникает, откуда оно берется и какой физический механизм его порождает", — продолжает Флетчер.

Изучая результаты таких экспериментов, Клозе и Флетчер предположили, что источником этих вспышек может быть плазма, рождающаяся в результате испарения частицы при ее столкновении с корпусом корабля или зонда. Они проверили теорию, создав компьютерную модель этого столкновения.

Оказалось, что вспышки возникают по очень простой причине — в пустоте космоса легкие электроны движутся быстрее, чем тяжелые ионы. Благодаря этому частица пыли, столкнувшись с обшивкой зонда, превратится в облачко плазмы и разделится на две части — облако "быстрых" электронов и облако "медленных" ионов. Взаимодействие между ними породит мощные электромагнитные волны, способные, как считают ученые, вызвать серьезные неполадки в работе электронной начинки зондов. 

 В ближайшее время Флетчер и Клозе планируют провести более детальные и продолжительные симуляции, которые помогут оценить, насколько часто происходят подобные события и какую реальную угрозу они несут жизни космических аппаратов. Если подозрения физиков подтвердятся, то многие необъяснимые космические катастрофы прошлого могут внезапно найти объяснение в подобных фатальных столкновениях с пылинками.

Источник

Звездообразование в галактике может стимулировать падающий к ядру галактики газ

Столкновения между галактиками, особенно между галактиками, богатыми молекулярным газом, могут вызвать вспышки звездообразования, в результате которого происходит разогрев пыли и её свечение в инфракрасном диапазоне. Астрономы считают, что стимулировать звездообразование в галактиках также могут потоки газа, падающего к ядру галактики. Падающий газ, сталкиваясь с газом, расположенным во внутренней части галактики, формирует мощные ударные волны, которые могут вызвать свечение этого газа. Ранее учеными было обнаружено несколько свидетельств существования направленных к центру галактики газовых потоков, однако до сих пор было проведено совсем немного наблюдений эффектов, оказываемых падающим газом на внутренние области галактик.

В новом исследовании астрономы из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, во главе с Джунко Уеда (Junko Ueda) при помощи массива радиотелескопов ALMA наблюдали газ, расположенный во внутренних областях объединяющейся пары галактик под названием Антенны, расположенной на расстоянии примерно 72 миллиона световых лет от нас. По оценкам скорость формирования звезд в этой системе составляет примерно 10 масс Солнца в год, причем львиная доля актов формирования новых звезд происходит в зоне перекрывания двух галактик, то есть вдали от их ядер, в то время как в приядерных пространствах обеих галактик скорость звездообразования существенно ниже.

В своей работе астрономы изучили формирование звезд в приядерной области одной из этих сталкивающихся галактик, используя наблюдения спектров нескольких органических молекул, и обнаружили в ней признаки ударных волн. Геометрия излучения, испускаемого изучаемыми газами, свидетельствует о том, что звездообразование в этой области, вероятнее всего, связано не со столкновением между галактиками, а с натеканием потоков газа к ядру одной из стакивающихся галактик, делают вывод ученые.

Исследование вышло в журнале Publications of the Astronomical Society of Japan.

Источник

В остатках сверхновой обнаружена редкая звезда, обогащенная кальцием

Международная команда астрофизиков под руководством ученого из Астрономического института им. П. К. Штернберга Московского государственного университета им. Ломоносова сообщила об открытии двойной звезды солнечного типа близ остатков сверхновой под названием RCW 86. Спектроскопические наблюдения этой звезды обнаружили, что её атмосфера обогащена тяжелыми элементами, выброшенными в космос в результате взрыва сверхновой, сформировавшей объект RCW 86. В частности, было обнаружено, что содержание кальция в звездной атмосфере превосходит содержание кальция в солнечной атмосфере в шесть раз, что указывает на принадлежность этой сверхновой к редкому типу богатых кальцием сверхновых, загадочных объектов, происхождение которых еще не до конца понятно учеными.

Согласно теории эволюции звезд жизненный цикл массивной звезды завершается мощным взрывом, известным как вспышка сверхновой. Центральная часть звезды сжимается, формируя сверхплотный объект – нейтронную звезду или черную дыру – в то время как газовые оболочки расширяются в космос, формируя новый объект, известный как остатки сверхновой. Хотя связь между центральным сверхплотным объектом и остатками сверхновой представляется здесь весьма тесной, на самом деле при проведении астрономических наблюдений большую проблему представляет соотнесение обнаруженных в результате оптических наблюдений остатков сверхновых с соответствующими нейтронными звездами или черными дырами, координаты которых могут быть получены при использовании других инструментов наблюдения, например, обсерваторий, работающих не в оптическом, а в рентгеновском диапазоне, в котором эффективно обнаруживаются нейтронные звезды.

В новом исследовании команда Василия Гварамадзе из Института им. П. К. Штернберга нашла в данных, полученных при помощи рентгеновской космической обсерватории НАСА «Чандра» (Chandra), источник под названием [GV2003] N и по ряду признаков осуществила его соотнесение с известными остаткам сверхновой RCW 86. Более того, при более подробном рассмотрении обнаруженного рентгеновского источника в оптическом диапазоне выяснилось, что он представляет собой двойную систему, в которой рядом с нейтронной звездой соседствует звезда солнечного типа, обогащенная кальцием в результате взрыва этой сверхновой.

Исследование вышло в журнале Nature Astronomy.

Источник

Снимок: «Хаббл» наблюдает яркую звезду в созвездии Ящерицы

Иногда бывает так, что звезда оказывается настолько яркой, что по сравнению с ней целая галактика выглядит тускло светящимся облаком. На этом снимке, сделанном при помощи космического телескопа НАСА/ЕКА «Хаббл», запечатлена галактика NGC 7250. Несмотря на то, что эта галактика примечательна сама по себе – в ней наблюдаются вспышки звездообразования и зафиксированы взрывы сверхновых – но на этом снимке она меркнет в ярком свете необычно яркой звезды, соседствующей с ней на снимке.

Этот яркий объект, наблюдаемый на снимке рядом с галактикой, представляет собой одиночную и довольно мало изученную звезду под названием TYC 3203-450-1, расположенную в созвездии Ящерицы. Эта звезда на самом деле находится намного ближе к нам, чем галактика, расположенная на изображении справа от неё.

Только поэтому могло получиться так, что обычная звезда стала ярче целой галактики, состоящей из миллиардов звезд. Астрономы, изучающие далекие объекты, называют такие звезды «звездами на переднем плане» (foreground stars) и часто «недолюбливают» их, поскольку яркий свет таких звезд мешает проводить наблюдения более удаленных от нашей планеты объектов.

В этом случае звезда TYC 3203-450-1 примерно в один миллион раз ближе к Земле, чем галактика NGC 7250, которая лежит на расстоянии более 45 миллионов световых лет от нас. Если бы эта звезда находилась на том же удалении от нас, что и галактика, то её даже не было бы видно на снимке.

Источник

Профессор из Латвии рассказал о выгодах создания квантового компьютера

РИГА, 30 апр — РИА Новости. Создание квантового компьютера интересует спецслужбы, поскольку он позволит взламывать практически все существующие шифры, сказал в интервью латвийской радиостанции Baltkom специалист по квантовым компьютерам, профессор Латвийского университета Андрис Амбайнис.

"Дилемма, которая была у ученых, создававших ядерную бомбу, в более мягкой форме присутствует и у ученых, работающих над квантовым компьютером. Миллионы людей он не уничтожит, но зато он может взламывать шифры. Если бы он был у спецслужб, то они могли бы взламывать практически все", — рассказал Амбайнис в интервью радио Baltkom.

По его словам, в научном сообществе ходят слухи о "секретных проектах" в США.

"Есть слухи, что в США есть секретные центры, где разрабатывают квантовый компьютер. Туда идут работать ученые, которые потом пропадают из научного сообщества. Думаю, что они трудятся над этой задачей. Мне ученый одного такого (военного) учреждения говорил, что если вы решите остаться в Америке, то мы сможем вас привлечь. Но меня это не интересует", — сказал Амбайнис.

По его словам, и среди ученых, которые работали в период создания атомной бомбы, и в современной научной среде много пацифистов.

"Среди ученых были очень откровенные пацифисты, которые занимались, например, чистой математикой, но уходили из институтов, когда узнавали, что их финансируют военные. Один пример — это французский математик Гротендик. Он ушел из института в Париже, когда узнал, что там есть деньги военных. Хотя он занимался абстрактными вещами и прямого отношения к военным проектам не имел. Я теоретик, мне не нужно оборудование; нужны деньги на мою зарплату, карандаш, бумага и текстовый редактор в обычном компьютере. Меня все устраивает в Латвии", — сказал Амбайнис.

Полноценный универсальный квантовый компьютер является пока гипотетическим устройством, сама возможность построения которого связана с серьезным развитием квантовой теории в области многих частиц и сложных экспериментов; разработки в данной области связаны с новейшими открытиями и достижениями современной физики. На настоящий момент были практически реализованы лишь единичные экспериментальные системы, исполняющие фиксированный алгоритм небольшой сложности.

Источник

Китайские физики превратили обычный проектор в 3D-принтер оригами

МОСКВА, 30 апр – РИА Новости. Сложные трехмерные фигуры можно печатать, используя обычный проектор, программу Power Point и светочувствительный полимер, твердеющий при освещении лучами определенного цвета, заявляют китайские ученые в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

"Усушка" полимеров всегда считалось главной проблемой при изготовлении композитных материалов и при работе обычных трехмерных принтеров. Мы в очередной раз продемонстрировали, что при смене точки обзора что-то вредное может стать чем-то очень полезным", — рассказывает Дайнин Фан (Daining Fang) из университета Пекина (Китай).

За последние 50-70 лет ученые открыли несколько сотен видов полимеров, особым образом реагирующих на свет – часть из них разлагается при контакте с ультрафиолетом или видимым светом, а другие материалы, наоборот, твердеют. И те и другие вещества сегодня активно используются при производстве микрочипов и для многих других материалов и устройств, в том числе и 3D-принтеров.

Главной проблемой всех этих полимеров является то, что они постепенно "усыхают" во время твердения, в результате чего их нельзя использовать для печати трехмерных конструкций на весу, так как они начинают искривляться и изгибаться при затвердевании их внешних слоев. По этой причине все трехмерные принтеры и устройства, использующие фотополимеры, используют специальные подложки для печати, которые не дают материалу "скукожиться" в ходе их изготовления.

 

© Rob Felt, Georgia Tech

Трехмерное оригами, напечатанное при помощи проектора и Power Point

Фан и его коллеги придумали, как приспособить это свойство фотополимеров для печати своеобразного "трехмерного оригами", складывающегося в нужную форму благодаря данному "недостатку" этих материалов.

Для этого необходимы всего три вещи – обычный светодиодный проектор, полимерный материал, насыщенный специальным веществом, поглощающим свет, и компьютер с программой Power Point, подключенный к этому проектору.

Как объясняет ученый, скорость, с которой твердеет полимер, нелинейным образом зависит от яркости света и продолжительности облучения им, что позволяет создавать области с разной толщиной и скоростью затвердевания внутри емкости с жидкой версией этого вещества. Соответственно, выводя через проектор слайды с разными узорами и пропуская его свет через такую емкость, можно получать очень сложные трехмерные конструкции, самостоятельно складывающиеся в нужную форму после их извлечения из раствора или прямо внутри него.

Конструкцию, по словам Фана, можно усложнить еще больше, если перевернуть напечатанный лист "оригами" и нанести еще один слой полимера, который поменяет форму всей трехмерной конструкции, заставив ее гнуться и в противоположную сторону.

Главным плюсом этой методики трехмерной печати, как отмечают сами ученые, является ее универсальность – любой человек с проектором и Power Point или аналогичной программой для демонстрации слайдов сможет напечатать все, что ему захочется. Единственным ограничением пока является размер фигурок – он ограничен примерно 2-3 сантиметрами из-за неспособности полимера изгибаться при большой толщине.

Возможно, что другие виды полимеров позволят создавать более крупные или миниатюрные версии "оригами", пригодные для создания инструментов или, к примеру, гибких микросхем и электронных устройств.

Источник

Темная материя может оказаться «рыхлой»

Астрономы использовали рентгеновскую космическую обсерваторию НАСА «Чандра» (Chandra) для изучения свойств темной материи, таинственной невидимой субстанции, на которую приходится большая часть материи Вселенной. В этом исследовании, объектами которого являютс я 13 скоплений галактик, анализируется возможность того, что темная материя может оказаться, скорее, «рыхлой», чем «холодной» - что вносит дополнительную сумятицу в представления о темной материи, которые и без этого не отличаются особой ясностью.

Темная материя до сих пор не наблюдалась напрямую, однако выдает свое присутствие, оказывая гравитационное воздействие на нормальную материю. Наиболее популярной моделью темной материи является так называемая модель «холодной темной материи», согласно которой темная материя состоит из частиц массой не меньше массы протона. Это означает, что частицы темной материи движутся со скоростями намного меньше скорости света. Эта модель хорошо объясняет крупномасштабную структуру Вселенной, однако сталкивается с трудностями при объяснении распределения материи в пределах отдельной галактики. В модели холодной темной материи плотность нормальной материи в ядре должна быть намного больше, чем согласно наблюдениям. Альтернативой модели холодной темной материи является модель, в которой частицы темной материи имеют крохотную массу и, проявляя волновые свойства, присущие всем частицам, формируют волны с длиной от пика до пика порядка 3000 световых лет, то есть в масштабе галактики. Так как нормальная материя притягивается к темной материи, распределение нормальной материи будет повторять распределение частиц темной материи.

В новой работе группа исследователей во главе с Тулой Бернал (Tula Bernal) из Национального политехнического института Мексики приводит свидетельства в пользу второй из этих гипотез. Согласно исследователям гипотеза «рыхлой» темной материи плохо согласуется с наблюдательными данными в том случае, если считать что её частицы находятся в «основном» состоянии, однако если предположить, что энергия некоторых из этих частиц отличается от энергии других частиц – то есть, если частицы «возбуждены» - то отмечается хорошее согласие с наблюдениями. 

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

Источник

Французские физики проводят первую в истории "гонку" наномашин

МОСКВА, 28 апр – РИА Новости. Ученые из Франции запустили сегодня первую в истории Земли гонку наномашин, участники которой должны были построить миниатюрную версию гоночного болида и заставить его проехать около 100 нанометров по золотому "нанотреку" в полном вакууме, сообщает Институт ядерной физики и физики частиц Франции.

"Мы реально не знаем, куда заведет нас эта технология. Будем ли мы создавать некие аналоги классических устройств, таких как моторы или компьютеры? Пока не понятно. Сейчас мы просто открываем путь для развития науки и технологий", — заявил Кристиан Иоахим (Christian Joachim), создатель и руководитель проекта NanoCar Race.

Первый шаг для наномашин

Нобелевская премия по химии в прошлом году была присуждена за создание и развитие наномашин – атомных конструкций, похожих по своему устройству и принципам работы на обычные моторы, помпы и другие механические устройства. Например, в 2011 году нобелевский лауреат Бен Феринга создал своеобразный "наномобиль", способный ехать по прямой линии и поворачивать направо и налево, используя в качестве источника энергии иглу электронного микроскопа.

 

© Фото : IN2P3-CNRS, Nanocar Race

Участники нано-гонки

Как рассказывает Иоахим, идея провести подобную гонку зародилась у него в голове четыре года назад, когда к нему за помощью обратился редактор одного из химических журналов. Он читал статью о новом типе "колес" для наномашин, и пытался понять, что нового предложили его создатели и чем оно выгодно отличается от других структур такого рода.

В ходе этих обсуждений и родилась идея провести "наногонку", в рамках которой несколько разных прототипов наномашин должны будут решить одну и ту же задачу, находясь в одних и тех же условиях. Подобные "ралли", по словам ученого, будут одновременно и привлекать внимание публики, и помогать физикам проводить очень сложные эксперименты, которые нельзя реализовать поодиночке.

Феррари наномира

Эта идея, как отмечает Иоахим, сразу привлекла огромный интерес, и сразу шесть команд ученых из Франции, США, Японии, Австрии, Германии и Швейцарии подготовили наномобили и выразили желание принять участие в эксперименте. Сами специалисты Института ядерной физики и физики частиц Франции в Тулузе, где сейчас идет эта гонка, в это время готовили "трассу" – сверхгладкую пластину из золота, разделенную на несколько частей специальными блоками и "дорожной разметкой".

Двигаясь по этой пластине, каждый нанокар должен пройти около 100 нанометров по дороге шириной в несколько нанометров, не выходя за пределы трассы. Задача усложнена тем, что дорога не является прямой линией и содержит в себе два относительно крутых поворота, которые должны будут преодолеть наномашины на пути к финишной прямой.

 

© Фото : IN2P3-CNRS, Nanocar Race

Участники нано-гонки

В роли "топлива" для этих наномашин выступает жало электронного микроскопа, касаться которым машины запрещено по условиям гонки. Электрический ток или поле, вырабатываемые микроскопом, должны взаимодействовать с молекулами, из которых состоят эти машины, и заставлять их двигаться вперед.

Вся гонка, по словам ее организаторов, продлится около 30 часов, за время которых участники должны будут разместить свои машины на выделенной им части "трассы", убрать весь мусор и чужие "болиды", которые могут туда попасть из-за ошибок в позиционировании, и довести хотя бы одну из них до финишной черты. Подобный лимит связан с тем, что примерно через 36 часов запасы жидкого гелия, которым охлаждается "трасса", будет полностью исчерпан, и машины начнут двигаться сами по себе под действием тепла.

Результаты этого забега, как ожидает Иоахим, помогут ученым понять, какие задачи можно решать при помощи наномашин, а какие пока являются недоступными для них, и что нужно предпринять для того, чтобы сделать их более надежными и приспособленными для использования в быту и в практике.

Источник

В недавно открытой планетной системе жизнь могла быть перенесена между планетами

После того как НАСА объявило в феврале об открытии планетной системы из семи планет – три из которых были классифицированы как потенциально обитаемые – исследователь с докторской степенью из Чикагского университета, США, Себастьян Крийт (Sebastiaan Krijt) задался вопросом, который звучит следующим образом: могла ли жизнь, гипотетически зародившаяся на одной из планет системы, быть перенесена вместе с космическими осколками на другую из этих планет?

В своем новом исследовании Крийт и его коллеги из Чикагского университета приходят к выводу, что жизненные формы, такие как бактерии или одноклеточные организмы, могут быть перенесены с одной планеты на другую в границах недавно открытой планетной системы TRAPPIST-1 – необычной планетной системы, которая представляет перспективное новое место для поисков внеземной жизни в галактике Млечный путь.

«Частый обмен материалом между соседними планетами в этой плотно упакованной системе представляется вполне вероятным, - сказал Крийт, главный автор нового исследования. – Если этот материал содержал жизненные формы, то они могли быть перенесены таким образом с одной планеты на другую».

Для того чтобы это произошло, в поверхность одной из планет должны были врезаться астероид или комета, и извергнутый в результате столкновения материал должен был иметь достаточно высокую скорость, чтобы покинуть эффективные пределы гравитационного поля планеты, но не настолько высокую, чтобы угрожать сохранности расположенных на нем жизненных форм. В ходе исследования ученые провели несколько сеансов моделирования системы TRAPPIST-1 и обнаружили, что этот процесс мог происходить на протяжении периода, не более продолжительного, чем 10 лет. Основная часть кусков материала, переносимого между планетами, которые имели достаточно большой размер, чтобы находящиеся на них жизненные формы могли выдержать воздействие космической радиации при таком переносе, имели скорость, слегка превышающую вторую космическую скорость для этих планет, подводят итог авторы.

Исследование вышло в журнале Astrophysical Journal Letters.

Источник

Астрофизики из США выясняют причину постоянного «перемешивания» Галактики

Во время изучения химического содержимого различных частей Млечного Пути, астрофизики из Америки пытались определить насколько они отличаются между собой по возрасту. Но им это не удалось, Галактика к всеобщему удивлению, была однородна и как бы не имела определенного возраста.

По мнению Эда Янга, трудящегося в Калифорнийском университете в США, самые крупные из звезд производят тяжелые металлы, в том числе и кремний. Первыми звездами во Вселенной производился только кремний-28 - изотоп (14 протонов и 14 нейтронов). Спустя несколько миллиардов лет, звезды новых поколений производили уже более тяжелые элементы - кремний-29 и кремний-30. А после «перевоплощения» этих звезд в сверхновые, началось распространение этих тяжелых изотопов в пространстве межзвездной среды, что немного повлияло на «обличье» Галактики.

В недрах первых звезд нашей Вселенной вообще отсутствовали астрономические «металлы», ничего, что было бы тяжелее гелия или водорода. Это совершенно отличает их от современных светил. За счет этого, кстати, первые звезды были не ограничены в своих размерах, и их масса могла быть больше солнечной в 300-400 раз.

Однако, продолжительность «жизни» этих звезд была очень мала, всего пара десятков или сотен миллионов лет. Они заканчивали свое существование как парно-нестабильный сврехновых мощнейший термоядерный взрыв, в организации которого был «замешан» весь источник материи этого огромного светила. Эти останки сверхновых рассеивали по галактике «металлы», что дало возможность нормальным звездам сформироваться. Которые, в свою очередь, формировали изотопы еще тяжелее прежних и засеивали ими при вспышках «обычных» сверхновых.

Среди ученых давно принято считать, что «плотность населения» и возраст звезд отличается в центре и на окраине Галактики, что оказывает влияние на количество таких «металлов», присутствующих в материи в разных ее частях. В принципе, подтверждение тому - это то, что содержится в так называемых шаровых скоплениях звезд, которые представляют собой тесные и очень «древние семьи» на окраине Галактики. Больше всего углеродных и кислородных изотопов содержится в их центре, чем не окраине.

При помощи радиотелескопа GBT из Грин-Бэнкса, Янг вместе с коллегами проверили действительно ли это так на всем Млечном Пути. Они составили карту, где отмечали, как распределились различные изотопы кремния в центре Галактики и на ее окраине, на приблизительном удалении в 30 тысяч световых лет. Больше всего их удивило, что разница между ними оказалась всего в 10-20%, вместо ожидаемого девятикратного расхождения в значениях.

Это может значить только то, что материя в Млечном Пути очень интенсивно «перемешивается». И все мыслимые отличия по возрасту и «плотности населения» в скором времени пропадают за счет постоянного движения газа в межзвездной среде.

Выяснить причину, которая приводит в действие такую «космическую перемешку» ученым пока не удается. Это может происходить и под влиянием сверхновых, удары волн которых могут ускорять движение газа. Все-таки определить и понять, что именно заставило Галактику «перемешаться» важно в первую очередь, изучая то, как она эволюционировала и возможно ли в ней зарождение жизни.

Источник

Ледяная экзопланета обнаружена при помощи микролинзирования

Ученые открыли новую планету массой примерно с Землю, которая движется вокруг звезды по орбите радиусом, примерно равным радиусу орбиты Земли вокруг Солнца. Эта планета, скорее всего, является слишком холодной, чтобы быть обитаемой, поскольку родительская звезда является очень тусклой. Однако это открытие способствует более глубокому пониманию нами типов внесолнечных планетных систем.

«Этот «ледяной шар» является планетной с наименьшей массой, когда-либо обнаруженной при помощи гравитационного микролинзирования», - сказал Йосси Шварцвальд (Yossi Shvartzvald), исследователь с докторской степенью из Лаборатории реактивного движения НАСА и главный автор нового исследования.

Микролинзирование представляет собой метод изучения звезд и их планетных систем, основанный на использовании для наблюдений света далеких звезд, находящихся на заднем плане. Когда звезда проходит непосредственно перед яркой звездой, лежащей на заднем плане, то свет, идущий от более удаленной из этих двух звезд, фокусируется под действием гравитации звезды, лежащей на переднем плане, в результате чего более удаленная из звезд начинает казаться ярче для наблюдателя, расположенного на Земле. Если в системе звезды, лежащей на переднем плане, находится планета, то на кривой блеска далекой звезды будут наблюдаться характерные спады, длящиеся обычно в течение нескольких часов.

Открытая Шварцвальдом и его коллегами планета получила название OGLE-2016-BLG-1195Lb. Она находится на расстоянии примерно 13000 световых лет от нас и обращается вокруг звезды настолько крохотной, что ученые не уверены в её звездной природе. Этот объект вполне может оказаться коричневым карликом, «неудавшейся звездой», поскольку масса объекта составляет всего лишь 7,8 процента от массы Солнца, что близко к условной границе, разделяющей звезды и «не звезды».

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters.

Источник

Ученые предположили, искать следы «древних цивилизаций» следует на Марсе и Луне

Планетологи считают, что следы, оставленные гипотетически древними цивилизациями в пространстве Солнечной Системы, следует искать исключительно на Луне или на Марсе, так как на Утренней Звезде и прочих планетах и лунах, их скорее всего уничтожили геологические и космические процессы. Участники проекта Breakthrough Listen, в лице Джейсона Райта заявили, что если было возможно существование технологически развитых пришельцев, то можно задуматься и о существовании когда-то в Солнечной Системе высокоразвитых цивилизаций. SETI и аналогичные проекты, занятые поиском внеземного разума, нацелились обнаружить их у далеко расположенных звезд.

Марс, Венера и Земля еще 3,5 миллиарда лет назад наравне могли поддерживать жизнь. Сейчас у них кончено же сохранились свои «жизненные зоны», где возможно наличие жидкой воды. Но спустя миллиард лет Венера стала раскаленным и «кислотным» адом, а Марс – безводной замороженной пустыней. Теоретически и там могла зародиться жизнь, но избежать парниковых периодов и тотального оледенения удалось только Земле. Если на них когда и существовала жизнь, то она исчезла задолго до появления на Земле многоклеточной жизни и человека вообще. Не исключена и попытка «миграции» инопланетян на нашу планету, которая могла не удастся в связи каким-то катаклизмом.

Райт говорит, что ученые никогда всерьез не относились к данной теме, поэтому он решил это исправить, и занялся расчетами вероятности того, могли ли вообще следы древних цивилизаций сохраниться до нашего времени. Если они и будут, то только в виде органики. Так же как и на Земле, действие сил природы, корней растений и микробной жизнедеятельности быстро их «заметают». Например, на Земле «обновление» природной коры продолжается за 300-500 миллионов лет, поэтому маловероятно обнаружить следы инопланетян здесь.

Марс и Луна в этом ключе значительно отличаются, их недра давно находятся в «застывшем» состоянии, из-за чего являются более пригодными для подобных поисков. Хотя, если взглянуть с другой стороны, жизненные сроки их так же не бесконечны. На Марсе уничтожению инопланетных артефактов мог способствовать ветер и прочие эрозийные источники, а на Луне это могло произойти «стараниями» микрометеоритов и космических лучей.

Самой менее пригодной для поисковых работ является Венера, все возможно оставшиеся когда-то инопланетные следы, если даже и были такие, уже давно и окончательно уничтожены вулканическими «извержениями», «кислотной» атмосферой и постоянным обновлением ее поверхности.

В итоге, Райт сделал заключение, что шанс отыскать следы когда-то существовавших древних пришельцев, категорически и ничтожно мал. Но, тем не менее, при дальнейших исследованиях Марсианской и Лунной поверхностей, планетологам следует учесть возможное присутствие на них следов давно «канувших в лету» цивилизаций, помимо «остатков» существования жизни.

Источник

Создана кольчуга для космических кораблей

Ученые из Лаборатории реактивного движения в США разработали новый материал, напоминающий кольчугу. Его можно использовать в качестве защиты астронавтов и космических кораблей от космической радиации. Об этом сообщает издание Gizmodo.

Созданная ткань отличается от обычной кольчуги тем, что она покрыта маленькими серебряными плитками. Одна сторона материала способна отражать свет, тогда как другая — поглощать тепло. Таким образом, она может служить изоляцией от космического излучения или других внешних воздействий, хранить в себе тепловую энергию, не допуская ее рассеивания, и уменьшать повреждения, которые могут нанеси метеориты.

Кольчуга создавалась с помощью технологии 3D-печати, при которой изготовление ткани происходит слой за слоем. Сырьем для этого служили расплавленные полимерные материалы и металлические порошки. Это позволяет создавать ткань в случае необходимости на борту космических кораблей и станций, не тратя время на ее доставку с Земли.

Ранее, в марте, физики из Университета Центральной Флориды предложили изготавливать композитные материалы из содержащей водород астероидной глины. По их мнению, они будут лучше защищать от радиации, чем используемый сейчас алюминий.

Главную опасность для человека, находящегося вне магнитосферы Земли, представляют космические лучи и потоки заряженных частиц от Солнца (прежде всего протонов). Они стимулируют развитие раковых заболеваний и мутаций.

Источник

Астрономы открывают десятки новых квазаров и галактик

Команда астрономов под руководством Йошики Матсуоки (Yoshiki Matsuoka) из Национальной астрономической обсерватории Японии открыли настоящий клондайк в виде новых квазаров (или квазизвездных радиоисточников) с высоким красным смещением и ярких галактик. Эти вновь обнаруженные объекты важны для более глубокого понимания ранней Вселенной.

Квазары и галактики с высоким красным смещением (z > 5,0) дают ценные сведения о различных аспектах устройства ранней Вселенной. Они дают важную информацию об эволюции межгалактической среды, эволюции квазаров, раннем периоде роста сверхмассивных черных дыр, а также эволюции галактик на протяжении интервалов времени вселенского масштаба. Говоря в целом, они позволяют ученым исследовать Вселенную, в то время, когда она выглядела совсем не так, как сегодня.

Недавно команда Матсуоки представила научные результаты, полученные в рамках проекта Subaru High-z Exploration of Low-Luminosity Quasars (SHELLQs), которые содержат данные широкополосной фотометрии, полученные при помощи обзора неба Hyper Suprime-Cam (HSC) Subaru Strategic Program (SSP). Камера HSC представляет собой широкоугольную камеру, установленную на 8,2-метровом телескопе «Субару», расположенном на вершине щитового вулкана Мауна-Кеа, Гавайи. Исследователи выбрали примерно 50 источников-кандидатов, для которых были доступны фотометрические данные, и затем провели их наблюдения при помощи спектрографов, установленных на телескопе «Субару» и телескопе Gran Telescopio Canarias (GTC), расположенном на одном из островов Канарского архипелага, Испания.

Наблюдения выявили 24 новых квазара и 8 новых ярких галактик, имеющих красное смещение от 5,7 до 6,8.

Согласно исследованию эти вновь обнаруженные квазары имеют яркость ниже, чем большинство прежде известных квазизвездных радиообъектов с высоким красным смещением, в то время как эти новые галактики, напротив, имеют экстремально высокую светимость, в сравнении с другими галактиками, имеющими близкие значения красного смещения.

Исследование опубликовано на сервере научных препринтов arxiv.org.

Источник

Ученые случайно создали на БАК материю времен Большого взрыва

МОСКВА, 25 апр – РИА Новости. Физики из ЦЕРН заявляют, что им удалось случайно создать на Большом адронном коллайдере (БАК) кварково-глюонную плазму, материю времен Большого взрыва. Результаты этих экспериментов были опубликованы в журнале Nature Physics.

"Мы очень рады этому открытию. У нас появилась новая возможность изучать материю в ее первичном состоянии. Возможность изучать кварково-глюонную плазму в более простых и удобных условиях, таких как столкновения протонов, открывает для нас целое новое измерение того, как мы можем изучать то, как Вселенная вела себя во время и до Большого взрыва", — заявил Федерико Антинори (Federcio Antinori), официальный представитель коллаборации ALICE в рамках БАК.

Так называемая кварково-глюонная плазма, или "квагма", представляет собой материю, "разобранную" на мельчайшие частицы – кварки и глюоны, обычно удерживаемые внутри протонов, нейтронов и других частиц сильными ядерными взаимодействиями. Для "освобождения" кварков и глюонов необходимы гигантские температуры и энергии, которые, как сегодня считают ученые, существовали в природе только в момент Большого взрыва.

Примерно десять лет назад физики выяснили, что такие условия можно создать, если сталкивать достаточно тяжелые ионы друг с другом при помощи мощных ускорителей частиц. Долгое время ученые считали, что иным образом "квагму" получить невозможно, но в прошлом году они увидели первые признаки того, что это не так, когда изучали результаты последних экспериментов на детекторе CMS в составе БАК. Оказалось, что "первичная материя Вселенной" образуется при столкновениях одиночных протонов и ионов свинца.

Антинори и его коллеги обнаружили, что некий аналог квагмы возникает и при столкновении протонов между собой, изучая данные, собранные детектором ALICE после перезапуска БАК в апреле 2015 года и по сегодняшний день.

Протоны и нейтроны состоят из двух типов субатомных частиц – "нижних"(d) и "верхних"(u) кварков. Существует еще четыре типа кварков – прелестные (b), зачарованные (c), странные (s) и истинные (t). Они составляют основу экзотических форм материи и не существуют в природе в стабильном виде. Все эти кварки, как рассказывают ученые, могут сформироваться только в присутствии "свободных" глюонов, внутри кварково-глюонной плазмы.

Как показали наблюдения на ALICE, столкновение протонов между собой часто приводило к появлению микроскопических "облачков" из кварково-глюонной плазмы – "супа" из кварков и глюонов из разрушенных протонов, разогретых до невообразимо высоких температур – около четырех триллионов градусов Цельсия. Ее следы в виде частиц, содержащих так называемые "странные" кварки, были зафиксированы детектором в больших количествах.

Что интересно, частицы с большим числом "странных" кварков появлялись чаще, чем остальные продукты столкновений протонов. Как считают ученые, это указывает на необычные обстоятельства их рождения, связанные с теми условиями, которые царили внутри кварково-глюонной плазмы в момент ее формирования.

Это, по их мнению, говорит о том, что свойства "квагмы" можно изучать, используя столкновения "удобных" для физиков протонов, а не сложных тяжелых ионов, что приблизит нас к пониманию того, как Вселенная выглядела до и во время Большого взрыва.

Источник