Новости науки

Спутники Сатурна могут оказаться моложе, чем считалось

Недавно собранные при помощи космического аппарата «Кассини» (Cassini) НАСА научные данные, включающие измерения параметров выпуклости на ядре Сатурна и его сложных гравитационных взаимодействий со спутниками, указывают на то, что спутники этой гигантской планеты на самом деле моложе, чем предполагалось.

В этой новой работе группа ученых во главе с Валери Лейни (Valery Lainey) из Парижской обсерватории, Франция, впервые измерила так называемое число Лава, определяющее жесткость планеты, и подтвердила, что сатурнианские спутники удаляются от планеты с большей скоростью, чем ожидалось.

В центре Сатурна, представляющего собой в основном газовый шар из водорода и гелия, находится каменистое ядро размером порядка 1,8 диаметра Земли, которое в ответ на гравитационное воздействие со стороны спутников Сатурна слегка выдается в их сторону. Смещение центра масс ядра, происходящее при формировании на нем такой выпуклости, оказывает, в свою очередь, гравитационное воздействие на спутники Сатурна, особенно самые крохотные, слегка отталкивая их в направлении от планеты. Согласно полученным командой Лейни результатам расстояния от Сатурна, на которых в настоящее время находятся четыре его небольших спутника - Телесто, Калипсо, Елена и Полидевк – оказываются с учетом рассчитанной из теории скорости их движения значительно меньше, чем им следовало бы быть в том случае, если бы эти спутники сформировались, как считают многие ученые, 4,5 миллиарда лет назад. Таким образом, эти результаты являются доказательством в пользу гипотезы о более позднем происхождении спутников Сатурна, предполагающей их формирование из материала колец гигантской планеты.

Исследование опубликовано в журнале Icarus.

Источник

В веществе метеорита Хатырка обнаружена уникальная квазикристаллическая фаза

Небольшая команда исследователей из США и Италии обнаружила свидетельства присутствия квазикристалла естественного происхождения в образце вещества метеорита Хатырка. В своей новой работе эта команда описывает предпосылки, указавшие на присутствие этой таинственной фазы в составе вещества метеорита, и предлагает возможные объяснения её происхождения.

До 1980-х гг. ученые считали, что существует всего два типа твердых фаз: кристаллы и аморфные фазы. Кристаллы представляют собой материал, состоящий из атомов, расположенных в узлах многократно повторяющихся ячеек кристаллической решетки. Аморфные фазы в этом отношении являются противоположностями кристаллов, демонстрируя отсутствие порядка в строении вещества. Однако затем теоретики предположили существование ещё одного типа структуры твердого тела – квазикристаллов. В этой структуре атомы расположены в узлах решетки, но в этой решетке не удается выделить элементарные, многократно повторяющиеся элементарные ячейки. После открытия существования квазикристаллов ученые начали получать их в лаборатории – до настоящего времени уже синтезировано свыше 100 разновидностей квазикристаллов – однако лишь в 2009 г. исследователям, изучающим метеорит Хатырка, обнаруженный на территории Чукотского автономного округа, удалось обнаружить две разновидности квазикристаллов в составе вещества этого метеорита, имеющих естественное происхождение.

В новом исследовании команда ученых во главе с Лукой Бинди (Luca Bindi) обнаружила третью по счету в истории науки квазикристаллическую фазу в составе вещества метеорита Хатырка (фаза икосаэдрической сингонии i-phase II на микроснимке), причем эта фаза – в отличие от первых двух обнаруженных фаз этого типа – никогда прежде не была получена в лаборатории. В состав всех трех этих фаз входит алюминий, который, как отмечает команда, прочно соединяется с кислородом. Во вновь обнаруженной фазе также присутствуют железо и медь.

Согласно предположению Бинди и его коллег обнаруженные ими квазикристаллы могли сформироваться при столкновениях между астероидами, однако пока у исследователей нет на руках доказательств справедливости этой гипотезы.
Источник

Космическая стройплощадка: Далекая галактика рождает звезды с огромной скоростью

Астрономы при помощи рентгеновской обсерватории НАСА «Чандра» и других телескопов показали, что одна недавно открытая галактика переживает невероятный бум звездообразования. Эта галактика находится на расстоянии примерно 12,7 миллиарда световых лет от Земли и наблюдается в критической фазе эволюции галактик, спустя примерно один миллиард лет после Большого взрыва.

После того как астрономы впервые открыли эту галактику, известную как SPT 0346-52, при помощи телескопа South Pole Telescope (SPT), она наблюдалась несколько раз при помощи космических телескопов и других наземных телескопов. Основными версиями наблюдаемой высокой активности галактики в ИК-диапазоне астрономы называли «бум» звездообразования, а также версию об активной центральной сверхмассивной черной дыре в этой галактике.

В новом исследовании астрономы во главе с Цзинчже Ма (Jingzhe Ma) из Университета штата Флорида в Гейнсвилле, США, наблюдая систему SPT 0346-52 при помощи рентгеновского космического телескопа НАСА «Чандра» (Chandra) и радиотелескопа Australia Telescope Compact Array Государственного объединения научных и прикладных исследовании Австралии. Отсутствие рентгеновских и радиоволн позволило исследователям исключить из рассмотрения версию с центральной черной дырой и сделать выбор в пользу гипотезы стремительного звездообразования в этой галактике.

В галактике SPT0346-52 звезды формируются со скоростью порядка 4500 масс Солнца в год, что является одной из самых больших скоростей звездообразования среди известных науке галактик.

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal.

Источник

Астроном-любитель помог открыть секреты уникальной пульсарной двойной системы

Профессиональный астроном и астроном-любитель объединили усилия, чтобы открыть удивительные новые подробности о необычной двойной системе, включающей миллисекундный пульсар (millisecond pulsar, MSP), объект, который является одним из самых быстровращающихся пульсаров в нашей галактике.

В ходе этих наблюдений впервые были идентифицированы звездные пятна на звезде-компаньоне MSP, носящего название MSP J1723-2837. Кроме того, эти наблюдения демонстрируют, что звезда-компаньон имеет мощное магнитное поле, и позволяют глубже понять причины внезапных «включений» и «выключений» двойных систем, включающих MSP.

Джон Антониадис (John Antoniadis), астроном из Торонтского университета, и Андре ван Штаден (André van Staden), астроном-любитель из Южной Африки проанализировали кривые блеска звезды-компаньона, проведенные Ван Штаденом на протяжении 15-месячного периода. Эти наблюдения выявили непериодические изменения яркости звезды-компаньона, наличие которых невозможно объяснить орбитальным движением и взаимодействием с пульсаром. Анализ этих результатов позволил ученым предположить существование на поверхности звезды-компаньона пульсара пятен, подобных солнечным пятнам, однако имеющим значительно большую относительную величину.

Из наличия звездных пятен на поверхности звезды-компаньона Андре и Джон также сделали вывод о том, что эта звезда имеет мощное магнитное поле. Кроме того, наблюдения показали, что кривая блеска звезды-компаньона миллисекундного пульсара MSP J1723-2837 не содержит характерных признаков так называемой «горячей точки» (hotspot), наличие которой связывают с звездным ветром пульсара, нагревающим ближайшую к нему область звезды-компаньона. Это указывает на то, что пульсарный ветер либо отсутствует, либо дует в противоположную от звезды-компаньона сторону.

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal.

Источник

© Frankie Lucena | spaceweather.com

Метеорные дожди — одни из самых ярких астрономических событий года. Особенно красивы те из них, в которых метеоры светятся разными цветами.

Метеорные дожди происходят несколько раз в год, когда Земля проходит через область космического мусора, включающего частицы астероидов или кометную пыль. Когда этот мусор входит в атмосферу Земли, он сгорает, образуя вспышку света. Эти сгорающие в атмосфере частицы и называют метеорами.
Сейчас на ночном небе можно увидеть поток Геминиды. По прогнозам, максимальное количество метеоров ожидается 14 декабря.

Если смотреть боковым зрением, метеор может показаться вспышкой белого цвета, похожей на звезду. Но при хороших условиях для обзора или на фотографиях они могут появляться и в других цветах радуги. Цвет метеоров зависит от их химического состава. Разные химические вещества излучают различные цвета при сгорании в атмосфере Земли.

Например, метеоры, состоящие из кальция, будут светиться пурпурным или фиолетовым, в то время как те, в которых преобладает магний, загорятся зеленым или зеленовато-голубым. Кроме состава метеора, на его цвет может влиять скорость, с которой он входит в атмосферу. Чем быстрее движется метеор, тем насыщеннее цвет. Медленно летящие метеоры обычно красные или оранжевые и при этом более тусклые, чем быстрые, которые часто имеют голубой цвет.
Метеорный поток Геминиды — один из самых ярких и цветных звездных дождей года. Наблюдать его можно уже сейчас, а пик ожидается 14 декабря. Наиболее распространенные цвета для этого дождя — желтый, оранжевый и иногда зеленый.

Другой, не менее зрелищный метеорный поток под названием Персеиды озаряет ночное небо в последний месяц лета.

© Barry Simmons | spaceweather.com

Карта метеоров, данные за 9 декабря. © CMOR

Источник

Открыта планетная система, похожая на Солнечную систему через 5 миллиардов лет

Что станет с Землей, когда через несколько миллиардов лет диаметр Солнца станет в сотню раз больше, чем сейчас? Используя самый мощный радиотелескоп в мире, международная команда астрономов предлагает искать ответы в системе звезды L2 Кормы. Пять миллиардов лет назад эта звезда была очень похожа на Солнце, каким мы его видим сегодня.

Через пять миллиардов лет Солнце расширится в сотню раз и превратится в красного гиганта, поглотив при этом Меркурий и Венеру. Судьба Земли при этом до сих пор остается под вопросом. Чтобы лучше понять дальнейшую судьбу нашей планеты, астрономы во главе с П. Кервелла (P. Kervella) обратили свое внимание на проэволюционировавшую звезду L2 Кормы. Эта звезда находится на расстоянии 208 световых лет от Земли – что по астрономическим меркам означает «поблизости». Исследователи использовали радиотелескоп ALMA, состоящий из 66 индивидуальных радиоантенн, которые вместе формируют гигантский виртуальный телескоп диаметром 16 километров.

Возраст звезды L2 Кормы составляет по оценкам авторов работы примерно 10 миллиардов лет. Пять миллиардов лет назад эта звезда была почти точной копией нашего Солнца, имея такую же массу. На расстоянии порядка двух расстояний от Земли до Солнца вокруг этой звезды движется объект, который, скорее всего, является планетой. Наблюдения за этой планетой позволят глубже понять возможную судьбу Земли через пять миллиардов лет, считают исследователи.

Работа вышла в журнале Astronomy & Astrophysics.

Источник

Физики назвали фундаментальное свойство природы

Ученые из Орхусского университета (Дания) опросили своих коллег-физиков об их отношении к популярным интерпретациям квантовой механики, а также попросили ответить на вопросы, связанные с квантовой теорией. Препринт исследования находится в распоряжении редакции «Ленты.ру».

Принципиальный хаотичный характер квантовых явлений, например, распад радиоактивных ядер, признают 67 процентов респондентов, которые полагают, что фундаментальным свойством природы является случайность.

С утверждением, что случайность является особенностью физической теории и никак не может быть из нее удалена, согласны 18 процентов респондентов. То, что хаотичность является только кажущимся свойством природы, считают 12 процентов респондентов, а четыре процента полагают, что существует скрытый детерминизм.

Копенгагенской интерпретации квантовой механики придерживаются 39 процентов респондентов, тогда как 36 процентов не отдают предпочтения какому-либо толкованию теории. По шесть процентов получили информационная и многомировая интерпретации квантовой механики.

На вопрос «Считаете ли вы, что физические объекты имеют свои хорошо определенные до измерения и независимые от него свойства?» отрицательно ответили 47 процентов респондентов, и «положительно, но в некоторых случаях» — 27 процентов. То, что это всегда так, считают 11 процентов. Затруднились ответить 15 процентов респондентов.

Вопрос «Где именно в атоме водорода находится электрон до измерения?» 49 процентов респондентов признали бессмысленным, 26 процентов посчитали, что повсюду, 15 процентов ответили, что это невозможно знать и 10 процентов полагают, что это невозможно знать на текущем уровне развития науки.

Опрос учитывает мнения 149 физиков из восьми университетов мира (первоначально список вопросов авторы разослали 1234 ученым, однако большинство из них не ответили).

Нерелятивистская квантовая механика описывает поведение микроскопических частиц, движущихся со скоростями, много меньшими скорости света в вакууме. В настоящее время существует около десяти интерпретаций этой теории.

В копенгагенской интерпретации фигурирует волновая функция, с эволюцией которой связано описание наблюдаемых систем. В таком подходе для того, чтобы узнать состояние квантового объекта (например, электрона), необходим классический прибор (то есть прибор, подчиняющийся законам классической физики). В результате процедуры измерения электрон изменяет состояние прибора, и по этому изменению мы судим об исходном состоянии квантовой частицы. Получается, что о самом электроне можно говорить, только произведя над ним измерение. Квадрат модуля волновой функции определяет вероятность частицы принимать то или иное состояние. Ее можно представить в виде суммы слагаемых (суперпозиции состояний), а сам процесс измерения сводится к извлечению одного из возможных слагаемых.

Источник

Выведены соотношения между количествами веществ, находящихся в кометах

В новом исследовании установлены схожести и соотношения между определенными классами химических соединений, обнаруженных в составе более чем 30 различных комет, которые могут широко различаться между собой по составу в целом. Это исследование является частью ведущихся в настоящее время исследований этих первичных небесных тел, которые содержат материал, практически не претерпевший изменений со времен рождения Солнечной системы, состоявшегося почти 4,6 миллиарда лет назад.

Изучая состав ком и хвостов этих комет, исследователи обнаружили, что льды в составах вещества комет, состоящие из определенных химических веществ, встречаются совместно с другими химическими веществами в определенных соотношениях, в то время как другие химические вещества наличествовали или отсутствовали в составах вещества комет независимо от других веществ.

«Это показывает нам, каким образом химические вещества сосуществуют в составе вещества кометы в тесной близости или, наоборот, отделены друг от друга толстыми слоями материала», - сказал главный автор новой работы Нил Делло Руссо (Neil Dello Russo) из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса, США.

Количества химических веществ и соотношения между ними могут помочь исследователям глубже понять формирование Солнечной системы.

Исследование вышло в журнале Icarus.

Источник

Черные дыры помогли доказать, что законы физики не менялись 8 млрд лет

МОСКВА, 6 дек – РИА Новости. Наблюдения за далекими квазарами помогли ученым подтвердить, что силы электромагнетизма и прочие физические феномены "работали" 8 миллиардов лет назад так же, как и сегодня, говорится в статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

"Стандартная модель физики не является полной — она не может объяснить значения фундаментальных констант или предсказать то, как они зависят от свойств пространства и времени. Поэтому мы можем проверить постоянство законов физики только одним путем – изучая то, как себя они ведут в разные времена и в разных местах", — заявляют Роберт Карсвелл (Robert Carswell) и его коллеги из Кембриджского университета (Великобритания).

Сегодня ученые активно дискутируют о том, были ли законы физики всегда одинаковыми или они могли отличаться от текущих принципов работы Вселенной во времена Большого Взрыва и в первые эпохи жизни мироздания, когда его границы расширялись необъяснимо быстрым образом.

К примеру, снятие жесткого ограничения на максимальную скорость движения света, о наличии которого Эйнштейн заявил еще в 1905 году, позволяет космологам объяснить то, почему в так называемом реликтовом излучении, "эхо" Большого Взрыва, присутствуют необычные "темные пятна" и сильные флуктуации, невозможные в рамках стандартных представлений о неизменных силах природы.

Существуют и другие свидетельства того, к примеру, странности в поведении относительно древних и недавних сверхновых первого типа, которые указывают на то, что скорость расширения Вселенной и управляющие ей законы могли меняться по несколько раз.

Как утверждает Карсвелл и его коллеги, подобные процессы, если они на самом деле происходили, а не были порождены погрешностями в работе телескопов и научных приборов, не мог происходить позже, чем 8 миллиардов лет назад.

К такому выводу ученые пришли, наблюдая за сверхмассивной черной дырой в центре далекой галактики HE 0515-4414, расположенной в созвездии Живописца на расстоянии в примерно 8 миллиардов световых лет от Земли. Это означает, что мы видим ее в том состоянии, в котором она находилась 8 миллиардов лет назад.

Ее черная дыра поглощает необычно много материи, благодаря чему HE 0515-4414, несмотря на большое расстояние до этой галактики, является самым ярким квазаром на ночном небе южного полушария Земли. Карсвелл и его коллеги воспользовались этим качеством данного "звездного мегаполиса" для изучения того, какими свойствами обладало электромагнитное излучение в ту эпоху.

Как объясняют ученые, манера взаимодействия электромагнитного излучения с материей определяется так называемой "постоянной тонкой структуры" – константой, определяющей силу связи электромагнитных волн и элементарных частиц материи. Сейчас она равна 137.035, однако в прошлом, как показывали наблюдения за белыми карликами в 2013 году, она могла быть другой.

Значение этой постоянной, по словам астрофизиков, отражается в том, как далеко расположены друг от друга определенные "темные" линии в спектре далеких объектов, в том числе ядер галактик. Для ее вычисления необходимо, чтобы спектр был особенно четким и чистым от помех, что в случае с HE 0515-4414 было возможным благодаря ее высокой яркости.

Как показали подобные замеры, значения постоянной тонкой структуры сегодня и 8 миллиардов лет назад были фактически одинаковыми – они отличались, в самом худшем случае, на 1,42 частей на миллион, что ниже погрешности измерений. Соответственно, можно говорить о том, что законы физики были одинаковыми и тогда, и сегодня.

Источник

Ученые определяют размер зародышей планет

Исследователи при помощи радиотелескопа Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) впервые смогли с высокой точностью определить размер небольших частиц пыли, окружающих молодую звезду, при помощи измерения поляризации радиоволн. Высокая чувствительность телескопа ALMA к поляризованным радиоволнам стала залогом успеха этого исследования, позволившего глубже понять процессы формирования планет вокруг молодых звезд.

Астрономы считают, что планеты формируются из газа и частиц пыли, хотя подробный механизм этого процесса до сих пор остается загадкой. Одним из главных препятствий при изучении этого механизма является проблема измерения размеров частиц пыли.

В новом исследовании группа астрономов во главе с Акимаса Катаока (Akimasa Kataoka) из Гейдельбергского университета, Германия, и Национальной астрономической обсерватории, Япония, смог решить эту проблему для одного отдельного случая, рассчитав размеры зерен пыли, окружающей молодую звезду HD 142527, через измерение параметров уникальной поляризационной картины, наблюдаемой для радиоволн, рассеянных на частицах пыли.

Согласно результатам команды Катаока размер частиц пыли, входящей в состав пылевого диска, окружающего эту звезду, не превышает 150 микрон, что примерно в 10 раз меньше, по сравнению с предыдущими расчетами, основанными на измерении параметров радиоволн, рассеиваемых на частицах пыли. Такая большая нестыковка полученных данных может объясняться тем, что в предыдущих исследованиях размер частиц определялся, исходя из допущения о сферической форме частиц, в то время как в данных, полученных в результате нового исследования, может содержаться информация об истинной форме частиц, считают авторы статьи.

Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal.

Источник

Сталкивающиеся скопления галактик

Скопления галактик содержат от нескольких галактик до нескольких тысяч галактик и являются крупнейшими связанными структурами Вселенной. Большинство галактик являются членами скоплений галактик. Наш Млечный путь, например, является членом Местной группы, представляющей собой группу из примерно 50 галактик, включая галактику Андромеда. Ближайшее к нам крупное скопление галактик, включающее примерно 2000 галактик-членов, расположено на расстоянии примерно 50 миллионов световых лет от нас и носит название Скопления Девы.

Считается, что скопления галактик растут в результате слияний между меньшими по размерам группами галактик, а также в результате аккреции газа и темной материи. Энергия, высвобождаемая при таких столкновениях, в основном рассеивается, разогревая газ внутри скопления, где при помощи рентгеновских обсерваторий можно наблюдать ударные волны и высокие температуры. Столкновения между двумя примерно равными по массе скоплениями галактик представляют особый интерес для ученых, поскольку характеризуются наиболее яркими и продолжительными эффектами. Такие крупные столкновения происходят во Вселенной довольно редко. Скопление галактик Пуля представляет собой недавно изучаемое исследователями столкновение такого типа, которое выделяется ещё и тем, что представляет собой гравитационную линзу для лежащих позади галактик, благодаря чему становится возможным изучение распределения темной материи в ней.

В новом исследовании астрономы из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, во главе с Дианой Эмери (Deanna Emery) изучили другое крупное столкновение в этом скоплении галактик, происходящее в окрестностях галактики 3C438. Ранее рентгеновская активность этой области могла быть отнесена на счет сверхмассивной черной дыры, однако команда Эмери при помощи космического телескопа НАСА «Чандра» (Chandra) смогла разглядеть в этой области космического пространства горячий газ с признаками, указывающими на ударную волну от крупного столкновения между скоплениями галактик.

Исследование вышло в журнале Astrophysical Journal.

Источник

Спорная дыра

Физики-теоретики Стивен Хокинг, Малкольм Перри и Эндрю Строминжерпредложили расширить классическое описание черных дыр. Сделать это предлагается при помощи введения новых законов сохранения, позволяющих описать гравитационные объекты при помощи гораздо большего числа параметров, чем это проводится сегодня. С исследованием ученых можно ознакомиться в библиотеке электронных препринтов arXiv.org, кратко о нем писала «Лента.ру».

Работа ученых продиктована желанием получить ответ на вопрос: теряется ли в черной дыре информация — например, сведения о поляризации падающей в нее частицы? Сегодняшняя точка зрения авторов предполагает положительный ответ, хотя пару десятилетий назад Хокинг придерживался противоположной точки зрения. Однако есть оговорка: информация, поглощенная черной дырой, хоть и не теряется, но воспроизвести ее в сколь-нибудь приемлемом для человека виде, скорее всего, не получится.

Вопрос об информационном парадоксе черной дыры имеет историю в несколько десятилетий, подробнее с ней можно ознакомиться в статье «Ленты.ру» начала 2016 года, посвященной первому совместному исследованию этого вопроса Хокингом, Перри и Строминжером. Тогда, напомним, обоснование того, что в черной дыре не теряется информация, авторы строили на двух обстоятельствах: во-первых, вакуум в квантовой гравитации не является уникальным состоянием; во-вторых, черные дыры имеют так называемые мягкие волосы.

Под квантовой гравитацией понимается теория, описывающая мир на планковском масштабе. В этом случае не получится ограничиться рассмотрением природы явления с позиций только квантовой механики или общей теории относительности — нужны оба подхода. Авторы полагают, что вакуум вблизи черных дыр в этом случае бесконечно вырожден, то есть по сути имеется не одно уникальное состояние с минимальной энергией, а бесконечный набор вакуумов, энергия которых практически не отличается друг от друга.

Такое отличие достигается за счет падения на дыру фотонов с чрезвычайно низкой энергий — именно они, по Хокингу, Перри и Строминжеру, приводят к тому, что у гравитационного объекта появляются новые параметры. Ученые пошли еще дальше и попробовали обобщить закон сохранения электрического заряда для черной дыры. В классической электродинамике такой закон может быть получен интегрированием радиальной составляющей электрического поля вокруг сферы, окружающей заряженную область. Если заряд не покидает ее, его значение не должно зависеть от времени.

Если произвести интегрирование по сфере бесконечного радиуса, закон также будет выполняться. Как заметил Строминжер, это приводит к появлению бесконечного числа новых сохраняющихся величин. Именно их подробному описанию и посвящена вторая совместная статья авторов. В новой работе ученые предложили использовать при описании гравитационных объектов супертранcляции — преобразования, которые описывают идентичные световые лучи, существующие на горизонте событий черной дыры (эти термины не стоит путать с понятиями из суперматематики). Они, как показывают расчеты, приводят к изменению суперротационного заряда черной дыры.

«Они (суперротации) представляют собой еще один вид симметрии на бесконечности, где вы не просто перемещаете световые лучи вверх и вниз, а позволяете им двигаться друг относительно друга», — сказал еще в начале 2016 года Строминжер. Заметим, что в рамках стандартного формализма Арновитта-Дезера-Мизнера, популярного при попытках квантового рассмотрения пространства-времени вблизи черных дыр, используются лишь масса, импульс, момент импульса и специальные заряды — в частности, электрический. По мнению авторов, суперротационные заряды должны дополнить описание черных дыр и, в частности, именно в них может скрываться информация, которую уносит в гравитационный объект падающий в него фотон.

Что же думают о работе Хокинга, Перри и Строминжера их коллеги? Физик-теоретик Гэри Хоровиц из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре в рецензии к первой работе отмечал, что исследование ученых по сути не решает информационную проблему черных дыр. По его мнению, для этого есть несколько причин. Во-первых, проведенный учеными анализ должен быть воспроизведен не только для фотонов — частиц, не имеющих массы и участвующих в электромагнитном взаимодействии, но и для гравитации, с которой между тем фотоны напрямую не взаимодействуют. Во-вторых, по мнению Хоровица, мягкие волосы, по всей видимости, не воспроизводят всю информацию, которую поглощает черная дыра при падении в нее частицы.

Гораздо дальше идет другой физик, чех Любош Мотль, ранее работавший над теорией струн в Гарвардском университете. По его мнению, исследования Хокинга, Перри и Строминжера принципиально неверны, поскольку основываются на представлениях квантовой теории поля, существовавших несколько десятилетий назад. Авторы используют формализм локальной квантовой теории поля, который, по мнению Мотля, неприменим к черным дырам. Мотль полагает, что решающее влияние на исследование оказывает авторитет Хокинга, с которым сейчас никто не видит смысла вступать в спор.

Источник

Галактика, формируемая внутри скопления галактик, окутана облаком холодного газа

Астрономы, изучающие скопление протогалактик, все еще находящихся в процессе формирования, обнаружили гигантскую галактику в центре этого галактического скопления, которая формируется из удивительно плотного облака молекулярного газа.

«Это отличается от всего того, что мы видим в близлежащих областях Вселенной, где галактики в скоплениях галактик растут за счет поглощения других галактик. В этом скоплении галактик гигантская галактика растет за счет поглощения холодного газа, который её окружает», - сказал Бьорн Эмонтс (Bjorn Emonts) из Центра астробиологии, Испания, возглавляющий эту международную исследовательскую группу.

Ученые исследовали объект под названием галактика Паутина, который на самом деле представляет собой не одиночную галактику, а скопление протогалактик, находящихся на расстоянии более 10 миллиардов световых лет от Земли. На этом расстоянии объект виден таким, каким он был, когда нашей Вселенной было всего лишь 3 миллиарда лет. Астрономы использовали радиотелескопы Australia Telescope Compact Array (ATCA) и Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) Национального научного фонда США для обнаружения газообразного монооксида углерода.

Присутствие этого газообразного CO указывает на еще большие, по сравнению с количеством этого газа, количества молекулярного водорода, который намного сложнее обнаружить напрямую. Согласно оценкам астрономов количество этого молекулярного газа примерно эквивалентно 100 миллиардам масс Солнца. Удивительным здесь является не только количество обнаруженного газа, но и его температура – которая составляет примерно -200 градусов Цельсия. Такой холодный молекулярный газ является исходным материалом для вновь формирующихся звезд.

«Эти наблюдения позволяют нам глубже понять ранние стадии формирования массивных галактик внутри скоплений галактик, существенно отличающихся от ранний стадий формирования галактик в близлежащей Вселенной», - сказал Крис Карилли (Chris Carilli) из Национальной радиоастрономической обсерватории США, один из соавторов исследования.

Источник

Может ли в подповерхностном океане Плутона существовать жизнь?

Считается, что под поверхностью Плутона находится океан, который имеет такие свойства, которые позволяют предположить наличие подобных ему подповерхностных океанов на других карликовых планетах. Это поднимает закономерный вопрос о возможности существования жизни в таких океанах, говорит один из авторов нового исследования и ученый миссии «Новые горизонты» (New Horizons) НАСА, в рамках которой в 2015 г. был совершен исторический пролет мимо Плутона.

Уильям МакКиннон (William McKinnon), профессор наук о Земле и планетах из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, США, и главный автор двух из четырех новых исследований, появившихся 1 декабря на страницах журнала Nature, считает, что под равнинами знаменитого «сердца» Плутона, светлого участка поверхности в форме сердца, хорошо различимого на глобальных снимках карликовой планеты, лежит океан из водного раствора аммиака.

Согласно МакКиннону океан, расположенный под поверхностью Плутона, представляет собой очень вязкую жидкость, напоминающую сироп. Водный раствор аммиака способен не замерзать при очень низких температурах, вплоть до -100 градусов по Цельсию.

«На самом деле аппарат «Новые горизонты» зарегистрировал аммиак как одну из составляющих вещества крупнейшего спутника Плутона Харона при пролете, а также на одном из менее крупных спутников Плутона. Поэтому говорить о наличии аммиака внутри Плутона можно почти с уверенностью», - сказал МакКиннон.

«Жизнь может приспособиться к различным условиям, в том числе к экстремальному холоду, экстремальной жаре, большим концентрациям солей в океане – однако она вряд ли сможет перенести настолько высокие концентрации аммиака, какие поддерживаются в подповехностном океане Плутона. Впрочем, не следует терять надежды все же обнаружить в подповерхностном океане Плутона некие экзотические формы жизни, возможно организмы доклеточной организации».

Источник

Спутанные "нити" обвивают "сердце" далекой галактики

Новые наблюдений, проведенные при помощи космического телескопа НАСА/ЕКА «Хаббл» (Hubble Space Telescope) выявили сложную структуру галактики NGC 4696 в беспрецедентных подробностях. Эта эллиптическая галактика представляет собой великолепный и редкий космический объект, яркое ядро которого опутано системой из темных, вьющихся нитевидных филаментов.

Галактика NGC 4696 является членом скопления галактик Центавр, включающего сотни галактик, связанных гравитацией и находящихся на расстоянии примерно 150 миллионов световых лет от нас в направлении созвездия Центавра.

В новом исследовании международная команда астрономов во главе с сотрудниками Кембриджского университета, Соединенное королевство, используя данные, собранные при помощи космического телескопа НАСА/ЕКА «Хаббл» подробно изучили необычную структуру этой галактики. Они обнаружили, что каждый из этих пылевых филаментов имеет толщину примерно 200 световых лет и плотность, превышающую плотность окружающего филаменты газа примерно в 10 раз. Эти филаменты переплетаются между собой и идут по спирали к центру галактики NGC 4696, связывая таким образом центр галактики с питающими его массами газа галактики.

Согласно авторам исследования происхождение филаментов в этой галактике связано с противоположным движением двух потоков вещества: потоком газов, падающих на центральную сверхмассивную черную дыру галактики под действием гравитации и потоком газов, «всплывающих» в результате нагрева излучением черной дыры и под его давлением в направлении от центра галактики. Влияние на движение этих потоков материи магнитных полей дополнительно усложняет форму образующихся пылевых филаментов.

Составлено по материалам, опубликованным информационным центром ЕКА/Хаббл (ESA/Hubble Information Centre).

Источник

Звезды являются «фабриками» космической пыли, подтвердили ученые

Галактики содержат в своем составе не только звезды, но также газ и пыль. Сегодня команда, возглавляемая учеными из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (University of California, Los Angeles, UCLA), США, при помощи новых данных, полученных при помощи радиотелескопа ALMA, показала, что звезды отвечают за производство пыли в масштабе галактики, подтверждая тем самым одну известную теорию. Пыль представляет интерес для астрономов, поскольку является ключевым компонентом каменистых планет, таких как Земля.

Джин Тёрнер (Jean Turner), профессор факультета физики и астрономии UCLA, её аспирант С. Мишель Консиглио (S. Michelle Consiglio) и ещё двое их коллег наблюдали галактику, находящуюся на расстоянии примерно 33 миллиона световых лет от нас. Исследователи выбрали в качестве объекта своего исследования именно эту галактику, называемую II Zw 40, поскольку в ней происходит интенсивное звездообразование, следовательно, она представляет собой ценный инструмент для проверки теорий формирования звезд.

Консиглио и её команда наблюдали центральную область галактики II Zw 40, часть галактики, включающую два молодых скопления звезд, каждое из которых содержит примерно по одному миллиону звезд. Ученые проверяли, будет ли расположение пыли в галактике соответствовать расположению этих скоплений звезд. Согласно результатам этого исследования такое соответствие наблюдалось: исследователи показали, что пыль в галактике II Zw 40 концентрируется на расстоянии примерно 320 световых лет от этих скоплений звезд.

«Это двойное скопление звезд является «фабрикой сажи», загрязняющей пространство вокруг себя крохотными частицами пыли», - пояснила Консиглио.

Исследование вышло в журнале Astrophysical Journal Letters.

Источник

Итальянские и польские физики впервые наблюдали свойства вакуума, существование которых прогнозировалось в 1930-х годах квантовой электродинамикой. Поясняющее видео доступно на YouTube-канале Европейской южной обсерватории.

Наблюдения показали, что вакуум подвержен квантовому эффекту двойного лучепреломления. «В рамках квантовой электродинамики сильно намагниченный вакуум по отношению к распространяющемуся в нем свету ведет себя подобно призме. Этот эффект и называется двойным лучепреломлением в вакууме», — отметил руководитель исследования Роберто Миньяни.

Анализ данных позволил ученым обнаружить значительную, на уровне примерно 16 процентов, линейную поляризацию. Астрофизики интерпретировали ее как следствие эффекта вакуумного двойного лучепреломления в пространстве, окружающем нейтронную звезду RX J1856.5-3754.

Наблюдать это явление, учитывая возможности современной измерительной техники, можно только в сверхсильных магнитных полях. Такие условия присутствуют вблизи нейтронных звезд — за RX J1856.5-3754, находящейся на расстоянии около 400 световых лет от Земли, астрофизики наблюдали при помощи Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории, расположенного в Чили.

Двойное лучепреломление в вакууме теоретически предсказывалось около 80 лет назад в работах физиков Вернера Гейзенберга и Ганса Эйлера. Ученые впервые получили наблюдательное подтверждение существования квантового явления.

Источник

Ультрафиолетовый лазер российских ученых ускорит интернет

МОСКВА, 2 дек – РИА Новости. Российские физики разработали дешевый наноматериал, позволяющий превращать свет инфракрасного лазера в ультрафиолет, что ускорит работу компьютерных сетей и позволит ученым следить за движением отдельных молекул и атомов, говорится в статье, опубликованной в журнале Nanoscale.

"Используя сверхкороткие лазерные импульсы для передачи информации, мы сможем значительно уплотнить и ускорить ее поток. К тому же такие метаповерхности можно внедрить в оптический чип и с их помощью переключать частоту излучения. Это позволит разделять потоки данных и параллельно производить большие объемы вычислений", – рассказывает Антон Цыпкин из университета ИТМО в Санкт-Петербурге, чьи слова передает пресс-служба вуза.

Ультрафиолетовое излучение обладает рядом интересных свойств, позволяющих использовать его для ускорения химических реакций, печати микросхем, сверхчеткой микроскопии и ряда других научных и промышленных задач. За последние годы физики и инженеры создали десятки видов ультрафиолетовых лазеров и источников света в надежде разработать на их основе световые компьютеры и системы передачи данных.

Тем не менее сделать это пока не удалось, в том числе и из-за того, что интеграция ультрафиолетовых лазеров в микросхемы затруднена по той причине, что лишь некоторые твердые материалы могут вырабатывать ультрафиолет сам по себе. Еще меньше материалов может вырабатывать ультрафиолет, не тратя при этом гигантское количество энергии.

 

© Университет ИТМО

Схема работы ультрафиолетового лазера ученых из ИТМО

Цыпкин и его коллеги нашли решение этой проблемы, научившись преобразовать другой, более удобный вид излучения – свет обычного инфракрасного лазера – в сверхкороткие лазерные пучки ультрафиолета.

Эту задачу они решили, создав нанопленку из кремния, покрытую множеством выступов и ямок, особым образом взаимодействующих со светом. Эти выступы, как объясняют ученые, "нарисованы" на поверхности пленки таким образом, что поглощают импульсы лазера на определенной длине волны и переизлучают их в форме очень коротких ультрафиолетовых вспышек, длящихся около фемтосекунды (10 в минус 15 степени секунды).Как подчеркивают исследователи, такая конструкция может вырабатывать не только обычный ультрафиолет, который могут видеть птицы и некоторые насекомые, но и глубокую разновидность этого свечения, применяющуюся в медицине и науке.

Другие источники ультрафиолетового излучения вырабатывают более яркие пучки и обладают более высоким КПД, но при этом пленка, созданная Цыпкиным и его коллегами, формирует более кучное и плотное излучение, для получения которого обычно используются громоздкие и дорогостоящие системы. Поэтому, как считают петербургские ученые, их изобретение найдет свое место в телекоммуникационных технологиях и в науке.

Источник