Pull to refresh

Интерактивное демо показывает, что гравитация — не сила, а искривление пространства-времени

Popular science Physics


Разработчик Тим Хаттон из Microsoft выпустил демо гравитации в соответствии с Общей теорией относительности, в которой гравитация не является обычной силой или полем, а представляет собой искривление пространства-времени.

Все тела в таком искривлении движутся по прямой. Например, параболическое движение брошенного тела в гравитационном поле Земли — своеобразная иллюзия, которая возникает для внешнего наблюдателя, а на самом деле тело движется по прямой.
Total votes 36: ↑35 and ↓1 +34
Views 30K
Comments 128

По мнению физиков, графен может генерировать массу

Popular science
Закон сохранения массы, изобретённый Ньютоном, утратил свою актуальность более полувека назад. С появлением квантовой физики стало понятно, что он является только частным и ограниченным случаем закона сохранения энергии и не всегда выполняется. При поступлении энергии в систему масса увеличивается и наоборот. Например, при нагревании утюга его масса увеличивается, а при термоядерных реакциях внутри Солнца масса получившегося гелия меньше, чем масса водорода. В случае с утюгом энергия поглощается, а в случае с Солнцем — выделяется.

Необычные свойства графена (а именно то, что электроны в графене предположительно ведут себя как фермионы Дирака с нулевой эффективной массой — релятивистские частицы) дали богатую пищу для размышлений физикам-теоретикам. Например, группа физиков из Саудовской Аравии и Марокко выдвинула интересную теорию, в которой предположительные свойства графена объединены с теорией струн, а именно — с гипотезой о компактификации измерений.
Читать дальше →
Total votes 130: ↑102 and ↓28 +74
Views 919
Comments 112

Учёные выдвинули гипотезу о том, что измерения времени не существует

Popular science
Translation
image

В наши дни концепция времени — не только интуитивный способ измерить продолжительность событий, но и важнейший элемент в математическом описании физических систем. К примеру, мы определяем скорость объекта, как перемещение в пространстве за некоторый промежуток времени. Но некоторые исследователи считают, что ньютоновская идея времени как абсолютной величины, которая течет сама по себе, вместе с идеей о том, что время является четвертым измерением пространства-времени, являются неверными. Они предлагают заменить эти понятия времени на другие, более точно соответствующие истинной картине мира: время, измеряющее порядок изменений.

В двух недавних работах (одна уже опубликована и вторая вот-вот подоспеет) в журнале «Physics Essays», Амрит Сорли, Давид Фискарлетти, и Душан Клинар из научно-исследовательского центра Бистра в городе Птуй (Словения), более подробно описали, что всё это значит.

Узнать подробнее...
Total votes 201: ↑182 and ↓19 +163
Views 5.4K
Comments 388

Щелевая съёмка: сжатие времени по горизонтали

Image processing *

Фото: Jay Mark Johnson

Перед вами оригинальный снимок, без обработки в фоторедакторе или применения каких-то художественных эффектов. Исключительно точное документальное фото. Только это не картина одного момента, как в обычной фотографии. В кадре вместились события, которые происходили в течение около 30 секунд на промежутке пространства шириной 1 пиксел. Снимок сделан методом щелевой фотографии.
Читать дальше →
Total votes 150: ↑144 and ↓6 +138
Views 125K
Comments 74

Физики научились терять в дифракционных карманах до 46% трафика

Information Security *


В 2011 году группа американских физиков впервые продемонстрировала эффект «дифракционного» или «временнóго» кармана (temporal cloaking) в волноводных коаксильных лазерах. Теперь их коллеги из университета Пердью существенно усовершенствовали технологию и смогли спрятать туда до 46% передаваемой информации: в скрытом режиме по оптоволокну они транслировали поток 12,7 Гбита/с.
Читать дальше →
Total votes 103: ↑71 and ↓32 +39
Views 45K
Comments 58

Самая большая чёрная дыра в известной Вселенной

Astronautics Physics


Чёрная дыра возникает в результате коллапса сверхмассивной звезды, в ядре которой заканчивается «топливо» для ядерной реакции. По мере сжатия температура ядра повышается, а фотоны с энергией более 511 кэВ, сталкиваясь, образуют электрон-позитронные пары, что приводит к катастрофическому снижению давления и дальнейшему коллапсу звезды под воздействием собственной гравитации.

Астрофизик Этан Сигел (Ethan Siegel) опубликовал статью «Крупнейшая чёрная дыра в известной Вселенной», в которой собрал информацию о массе чёрных дыр в разных галактиках. Просто интересно: где же находится самая массивная из них?
Читать дальше →
Total votes 103: ↑91 and ↓12 +79
Views 110K
Comments 52

Щелевая съёмка: реализация на bash (ffmpeg + imagemagick)

Programming *Image processing *
Не помню что и почему я искал в интернете несколько дней назад, но я наткнулся на интересную статью с необычными фотографиями. А позже на еще одну статью, где описывалась реализация алгоритма создания таких фотографий на python. После прочтения меня заинтересовала эта тема и я решил провести вечера майских праздников с пользой для себя, а именно реализовать алгоритм «конвертирования» видео в щелевое фото. Правда, не на питоне, но подручными средствами на bash'е. Но обо всем по порядку.
Читать дальше →
Total votes 26: ↑26 and ↓0 +26
Views 25K
Comments 56

Звезда «спряталась» в складке пространства-времени на 150 лет

Popular science Physics


Астрофизики из Нидерландского института радиоастрономии и Амстердамского университета опубликовали очень интересные результаты пятилетнего наблюдения за двойным пульсаром J1906, который в 2004 году появился на карте звёздного неба. Учёным удалось вычислить массу бинарной системы. В конце наблюдений пульсар снова скрылся из виду, что соответствует общей теории относительности Эйнштейна и тезису об искривлении ткани пространства-времени под воздействием гравитации.
Читать дальше →
Total votes 55: ↑46 and ↓9 +37
Views 25K
Comments 28

Microsoft Hyperlapse: видео с 3D-стабилизацией

Smartphones Video equipment IT-companies
На будущей конференции SIGGRAPH будет представлено много интересного. Не останется в стороне и компания Microsoft, которая заранее анонсировала свои планы. Она покажет технологию Hyperlapse для эффективной стабилизации изображений и склеивания необычных и красивых видеороликов типа таймлапс от первого лица.

Microsoft работает над этой технологией уже несколько лет, представляла научный доклад о Hyperlapse на SIGGRAPH 2014. Сейчас же всё работает. Можно установить мобильное приложение и попробовать Hyperlapse в деле (чтобы установить версию под Android, например, нужно вступить в сообщество и зарегистрироваться как тестер).


Читать дальше →
Total votes 18: ↑17 and ↓1 +16
Views 11K
Comments 11

Открытие гравитационных волн и новая эра астрономии: комментарии российских физиков

Popular science Physics Astronomy
11 февраля 2016 года навсегда войдёт в историю. В этот день состоялось одно из величайших научных открытий последнего времени — открытие гравитационных волн, предсказанных почти сто лет назад общей теорией относительности Альберта Эйнштейна. Рябь в ткани пространства-времени, которая искажает пространство и время вокруг себя, дошла до Земли и впервые была напрямую зарегистрирована.

«Мы открываем новую эру — эру гравитационно-волновой астрономии. Это можно сравнить с появлением телескопа или радиоастрономии. У нас появился новый инструмент для исследования Вселенной», — считает один из участников проекта LIGO, руководитель группы «Когерентная микрооптика и радиофотоника» Российского квантового центра (РКЦ) Михаил Городецкий.

Международный проект LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория, был запущен в 1992 году, сейчас в нём участвуют учёные из 15 стран. С самого начала в экспериментах участвовали российские физики, в том числе научные группы под руководством профессора физического факультета МГУ Валерия Митрофанова.
Читать дальше →
Total votes 39: ↑33 and ↓6 +27
Views 33K
Comments 202

Создано вещество со свойствами отрицательной массы

Popular science Physics Science fiction

Гипотетическая червоточина в пространстве-времени

В теоретической физике, отрицательная масса — это концепция о гипотетическом веществе, масса которого имеет противоположное значение массе нормального вещества (также как электрический заряд бывает положительный и отрицательный). Например, −2 кг. Такое вещество, если бы оно существовало, нарушало бы одно или несколько энергетических условий и проявляло бы некоторые странные свойства. По некоторым спекулятивным теориям, вещество с отрицательной массой можно использовать для создания червоточин (кротовых нор) в пространстве-времени.

Звучит как абсолютная фантастика, но сейчас группе физиков из Университета штата Вашингтон, Вашингтонского университета, Университета OIST (Окинава, Япония) и Шанхайского университета удалось получить вещество, которое проявляет некоторые свойства гипотетического материала с отрицательной массой. Например, если толкнуть это вещество, то оно ускорится не в направлении приложения силы, а в обратном направлении. То есть оно ускоряется в обратную сторону.
Читать дальше →
Total votes 41: ↑35 and ↓6 +29
Views 83K
Comments 138

Математики опровергли гипотезу, призванную спасти чёрные дыры

Popular science Physics
Translation

Математики опровергли гипотезу существования сильного принципа космической цензуры. Их работа отвечает на один из наиболее важных вопросов в изучении общей теории относительности и меняет то, как мы рассуждаем о пространстве-времени.




Спустя почти 40 лет после его постановки, математики определились с одним из самых выдающихся вопросов в изучении общей теории относительности. В работе, опубликованной в интернете прошлой осенью, математики Михалис Дафермос и Джонатан Лак доказали, что сильная форма принципа космической цензуры, относящегося к странной структуре чёрных дыр, неверна.

«Лично я считаю эту работу невероятным достижением – качественным скачком в нашем понимании ОТО», — написал мне Игорь Роднянский, математик из Принстонского университета.
Читать дальше →
Total votes 37: ↑35 and ↓2 +33
Views 28K
Comments 105

Спросите Итана: если масса искривляет пространство-время, как оно распрямляется обратно?

Popular science Physics
Translation

Кривизна пространства-времени вблизи любого массивного объекта определяется комбинацией массы и расстояния до центра масс. Необходимо учесть и другие параметры, такие, как скорость, ускорение и другие источники энергии.

Материя сообщает пространству, как искривляться, а искривлённое пространство сообщает материи, как двигаться. Это основной принцип ОТО Эйнштейна, впервые связавшей такое явление, как гравитация, с пространством-временем и относительностью. Поместите массу в любой точке Вселенной, и пространство вокруг неё отреагирует искривлением. Но если убрать массу или передвинуть её, что заставляет пространство-время «вставать на место», принимая неискривлённое положение? Такой вопрос задаёт наш читатель:
Нас учат, что масса деформирует пространство-время, а кривизна пространства-времени вокруг массы объясняет гравитацию – к примеру, объект на орбите вокруг Земли на самом деле движется по прямой, лежащей в искривлённом пространстве-времени. Допустим, это имеет смысл, но когда масса (вроде Земли) двигается через пространство-время и искривляет его, почему пространство-время не остаётся искривлённым? Какой механизм распрямляет этот участок пространства-времени, когда масса двигается дальше?

С этим вопросом связано много интересного, и ответ на самом деле может помочь вам понять, как работает гравитация.
Total votes 18: ↑15 and ↓3 +12
Views 47K
Comments 102

Как пространство и время могут быть квантовым кодом исправления ошибок

Popular science Physics Quantum technologies
Translation

Те же самые коды, требующиеся для предотвращения ошибок в квантовых компьютерах, могут придавать ткани пространства-времени присущую ей прочность



В игрушечных «голографических» вселенных (даже если и не в нашей, настоящей) ткань пространства-времени возникает на основе сети квантовых частиц. Физики обнаружили, что это работает по принципу квантового исправления ошибок.

В 1994-м математик из исследовательского подразделения AT&T по имени Питер Шор мгновенно прославил квантовые компьютеры (КК), открыв, что эти гипотетические устройства могли бы быстро раскладывать большие числа на множители – тем самым ломая большую часть современной криптографии. Но на пути реального создания КК стояла фундаментальная проблема: естественная неустойчивость их физических компонентов.

В отличие от двоичных битов информации обычных компьютеров, кубиты состоят из квантовых частиц, у которых есть вероятность нахождения в одном из двух состояний, обозначаемых |0> и |1>, в одно и то же время. При взаимодействии кубитов их возможные состояния становятся взаимозависимыми, и шансы оказаться в состояниях |0> и |1> зависят друг от друга. Пропорциональные вероятности растут тем более, чем сильнее после каждой операции кубиты становятся запутанными друг с другом. Поддержка и управление этим экспоненциально растущим количеством одновременных возможностей и делают КК теоретически мощными.
Total votes 26: ↑21 and ↓5 +16
Views 13K
Comments 4

Нелинейные дифференциальные уравнения, дискретность пространства-времени и эпсилон произведение

Mathematics *Popular science Physics
Всё содержание этой статьи является следствием решения задачи уровня первого года институтского курса математического анализа.

Здесь мы вводим новое произведение для решетчатых функций (мы будем называть его эпсилон-умножением), что дает нам возможность увидеть интересную связь между интегрально-дифференциальными уравнениями (в том числе и нелинейными) и рекуррентными соотношениями. Это позволяет с необычного ракурса взглянуть на некоторые методы их решения.

Но, что мне показалось особенно интересным, это то, что новое произведение также позволяет нам «порассуждать» о таких фундаментальных вещах, как непрерывность пространства-времени. Это рассуждение, конечно, нужно рассматривать, скорее, как интеллектуальное упражнение.

Мне показалось, что этот математический ребус или, если хотите, небольшое математическое путешествие на уровне знаний первого-второго курса технического ВУЗа может заинтересовать читателей Хабра, интересующихся математикой.
Читать дальше →
Total votes 28: ↑28 and ↓0 +28
Views 16K
Comments 45

Спросите Итана: пространство-время – реальная сущность или просто концепция?

Popular science Physics
Translation

Схема сильного искривления пространства-времени вблизи горизонта событий чёрной дыры. Чем ближе вы приближаетесь к массивному телу, тем сильнее искривляется пространство. В итоге вы оказываетесь в таком месте, откуда не может убежать даже свет: внутри горизонта событий.

Большинство людей, думая о Вселенной, представляют себе материальные объекты, находящиеся на огромных космических расстояниях друг от друга. Под действием собственной гравитации материя схлопывается, формируя такие космические структуры, как галактики. Газовые облака, сжимаясь, порождают звёзды и планеты. Звёзды испускают свет, сжигая топливо в реакциях ядерного синтеза. Этот свет проходит по всей Вселенной, подсвечивая всё, на что натолкнётся. Однако Вселенная – это не только объекты внутри неё. Есть ещё и ткань пространства-времени, играющая по своим правилам – по правилам общей теории относительности (ОТО). Ткань пространства-времени искривляется в присутствии материи и энергии, при этом само искривление ткани пространства-времени диктует материи и энергии, как им двигаться. Но что такое, конкретно, пространство-время – это нечто «реальное», или просто облегчающий подсчёты инструмент? Об этом нас спрашивает читатель:
Что именно представляет собой пространство-время? Это реальная штука типа атомов, или математический конструкт, используемый для описания того, как масса «порождает» гравитацию?


Отличный вопрос, а его тема достаточно сложна для размышлений. Более того, до появления Эйнштейна наше представление о Вселенной сильно отличалось от текущего. Давайте вернёмся в далёкое прошлое Вселенной, когда у нас ещё не было концепции пространства-времени, и будем двигаться вперёд, до сегодняшнего дня.
Читать дальше →
Total votes 31: ↑29 and ↓2 +27
Views 12K
Comments 43

А что если гравитация и ускоренное расширение Вселенной — это следствие энтропии?

Popular science Physics Astronomy

Притяжение властвует на больших расстояниях, оно универсально и очевидно в сравнении с другими взаимодействиями, но нюанс заключается в том, что оно невероятно слабо — в 1039 раз слабее электромагнитного взаимодействия, а ее влияние на микроскопическом уровне вовсе незаметно. Природа гравитации в мире элементарных частиц ломает умы ученых не один десяток лет, ведь она не хочет мириться ни с квантовой физикой, ни с электродинамикой. Струнная теория так же не может удовлетворить конфликт гравитации с другими взаимодействиями. Но, кажется, мы нашли способ помирить гравитацию с физикой. Как? Предположить, что она — не фундаментальное взаимодействие.

Читать далее
Total votes 29: ↑26 and ↓3 +23
Views 28K
Comments 102

Новая математика чёрных дыр: ещё один шаг вперед

SkillFactory corporate blog Mathematics *Popular science Physics Astronomy
Translation

Математическая модель столкновения чёрных дыр работает даже в тех случаях, когда, по идее, работать не должна. Пока астрономы используют эту модель для поиска новых классов скрытых чёрных дыр, другие задаются вопросом: почему же всё-таки эта модель работает? Если рассматривать отдельную чёрную дыру как единую точку без горизонта событий, проявляются невидимые ранее столкновения чёрных дыр.

Читать далее
Total votes 17: ↑16 and ↓1 +15
Views 12K
Comments 11

Новая фаза материи открывает портал во второе измерение времени

SkillFactory corporate blog Popular science CPU Physics Quantum technologies
Translation

Физики разработали метод коррекции ошибок, способный существенно повысить производительность квантовых компьютеров. Статья с описанием экспериментов опубликована в Nature 20 июля. Подробности — к старту флагманского курса по Data Science.

Читать далее
Total votes 21: ↑14 and ↓7 +7
Views 10K
Comments 9