В октябре прошлого года я публиковал в этом блоге статью «Астероид – не роскошь, а средство передвижения», в которой рассматривал потенциальные возможности переоборудовать небольшой астероид в звездолёт или даже в поколенческий корабль. Среди многочисленных отзывов, которые я получил на эту публикацию (одних только комментариев на Хабре набралось 212) были и вопросы о том, как я отношусь к идее о межзвёздных путешествиях на странствующих планетах или, как их называют в англоязычных источниках, «rogue planets». Странствующие миры – один из многих сюрпризов, которые преподносит нам изучение экзопланет. Одна из первых статей о существовании блуждающих планет и о том, что они потенциально могут быть резерватами жизни в межзвёздном пространстве принадлежит Дэвиду Дж. Стивенсону. Эта статья была опубликована в журнале «Nature» в 1999 году. После 2011 года с чисто статистической точки зрения не остаётся сомнений, что в нашей Галактике может существовать до 200 миллиардов блуждающих планетоподобных тел. В начале XXI века такие тела начали открывать методом микролинзирования; на Хабре об этом не так давно писал уважаемый @SLY_G. Ниже рассмотрим, что могут представлять собой блуждающие планеты, что о них известно наверняка, а что остаётся в статусе гипотез.

UPD: по-видимому, астрологи в Эрафии объявили неделю блуждающих планет. Всего три дня назад научно-популярное сообщество "Биореактор" @InBioReactorопубликовало в своём сообществе в сети "VK" статью "Космические бомжи" (автор - Никита Игнатенко), также посвящённую этому экзотическому классу небесных тел.

Недавно я с интересом прочитал на Хабре сразу две свежие статьи с рассуждениями о том, насколько наблюдаемая реальность похожа на компьютерную симуляцию, или, иными словами, какова вероятность того, что мы живём в компьютерной симуляции. Первая (автор @igor_zvyagin) под названием «Мы живем в компьютерной симуляции. Мнение программиста. Часть 1» вышла 8 августа, а вторая (автор @flancer) «Мы живем в компьютерной симуляции. Мнение другого программиста» — 28 августа. Меня особенно впечатлила вторая статья, где автор размышляет о квантовании пространства и времени в контексте планковских величин. При этом сам я ранее писал пост «Как и зачем создавать вселенную в лаборатории«, в котором особое внимание уделил идеям Андрея Дмитриевича Линде и попробовал рассказать, в чём заключается научная ценность таких опытов. Но две вышеупомянутые статьи побудили меня вернуться к этой теме, так как, оказывается, гипотеза симуляции имеет минимум три смысловых разновидности: 1) компьютерная модель/симуляция, 2) игра, 3) завуалированный креационизм.

Ноотропы — препараты, стимулирующие интеллектуальную деятельность и обеспечивающие разгон нервной системы — это самый широкий класс разрешённых допингов, который продолжает активно развиваться и расширяться. Стремясь рассказать об этих веществах, не скатываясь в рекламу психоактивных добавок, а также максимально полно осветить нейрофизиологические принципы действия этих препаратов, я вновь обратился за помощью к уважаемой Анастасии Лазукиной @anastasiamrrиз команды «Биореактора», и эта работа превратилась в её очередной основательный гостевой пост для моего блога. С удовольствием приглашаю вас под кат и надеюсь, что блестящие нейрофизиологические подробности, иллюстрирующие низкоуровневое устройство «умных таблеток», будут вам очень интересны. Далее — от автора.

В этом посте попробуем обсудить, почему в третьем десятилетии XXI века летающие автомобили не стали не то что мейнстримом, но даже таким элитарным транспортом, как круизные яхты. Этот сюжет я давно откладывал и в какой-то момент даже стёр до основания, а вместо него у меня в блоге появилась статья об орнитоптерах. Безусловно, личный транспорт, который можно называть «летающим автомобилем», уже существует в виде многочисленных прототипов. Эти транспортные средства относят к более широкому классу летательных аппаратов, который именуется в англоязычной литературе «VTOL» (Vertical Take-Off and Landing), а на русский язык переводится как «СВВП» (самолёт вертикального взлёта и посадки). Наиболее амбициозный проект последнего времени, призванный вывести летающие автомобили на рынок и, возможно, запустить в серийное производство, относится к 2017-2018 году. Тогда компания «Uber» запустила проект UberAIR, который должен был стать аналогом аэротакси — инновационным воздушным транспортом для мегаполисов. На Хабре об этом писал, в частности, уважаемый @marks. Тем не менее, проект был бесславно свёрнут по сумме причин. Не в последнюю очередь потому, насколько опасен этот транспорт и гипотетические ДТП в эшелонах городских воздушных трасс. Тем не менее, давайте рассмотрим, какие есть предпосылки к дальнейшей разработке летательных автомобилей, а также какие риски и недостатки пока не позволяют развивать такой транспорт.

Около двух месяцев назад я опубликовал самую успешную из моих статей за текущий год – «Долгая смерть Бетельгейзе и её научные аспекты» (+93, более 23 тысяч просмотров). В ней я разобрал пертурбации звезды Бетельгейзе, сотрясающие её в течение двух последних лет и дал небольшой исторический экскурс как о состоянии самого Бетельгейзе, так и о других сверхновых, взрывавшихся поблизости от Земли. Также у меня в блоге была более ранняя публикация о сверхновых, которая называлась «Координаты чудес. Как сверхновые осветили путь к современной астрофизике». К этой статье я получил интереснейший комментарий от уважаемого @BkmzSpb (программиста и астрофизика Ильи Косенкова https://github.com/Ilia-Kosenkov/). Под катом я приведу этот комментарий целиком, а суть его в том, что ярчайшие вспышки, воспринимаемые нами как сверхновые, могут быть обусловлены очень непохожими физическими процессами. Некоторые сверхновые относятся к «типу Ia» (взрыв белого карлика из-за достижения предела Чандрасекара в процессе аккреции), другие к «типу II» (коллапс железного ядра, остающегося на месте красного сверхгиганта), третьи — ко «всем остальным». Но даже на фоне «всех остальных» особняком стоит звезда 1987А, взорвавшаяся в Большом Магеллановом Облаке. Хронологически это последняя из известных сверхновых, наблюдавшаяся невооружённым глазом. Загвоздка в том, что она возникла на месте голубого (а не красного) сверхгиганта, подобного Ригелю. Гипотезы о том, как именно она могла превратиться в сверхновую, рассмотрим под катом.

Всякий раз, получая минус в статью за «не соответствует тематике Хабра», я воспринимаю эту оценку со смесью досады и удовлетворения. В целом считаю, что мне удаётся подбирать темы достаточно интересные и не слишком умозрительные, а также наталкивать читателей на размышления и необычные идеи. Однако я был удивлён, когда в поисковой выдаче мне попался удивительный материал с «Пикабу», тема которого значительно более приличествует Хабру. Пользователь shipilev86 задался вопросом: можно ли пролететь Юпитер насквозь? Иными словами, насколько газовый гигант похож на водородно-гелиевое круглое облако, и можно ли в самом деле пронизать такую планету на космическом корабле или хотя бы при помощи космического зонда? Давайте обсудим, какова современная научная точка зрения на этот вопрос, но сформулируем его шире: можно ли пролететь через газовый гигант, и какие осложнения при этом могут нас ожидать?

Как я уже упоминал в этом блоге, я очень высоко ценю вклад алхимии в историю идей и в развитие химии как таковой. В эпоху позднего Средневековья алхимия стремительно превращалась в высокобюджетную экспериментальную науку, дававшую практический результат. На сайте «N+1» есть хорошая статья о том, какие вещества и реакции были получены и открыты благодаря алхимикам, но я отдельно отметил бы Хеннига Брандта, который в 1669 году выделил элементарный фосфор. Это был первый химический элемент, ранее не известный в свободном состоянии и заставивший усомниться в самой схоластической картине мира, согласно которой «мир состоит из пяти элементов». Тогда же, в середине XVII века, алхимия окончательно превратилась в лженауку (последним великим учёным, который всерьёз ею занимался, был Роберт Бойль) и одновременно породила современную химию. Сегодня известно, что основная цель алхимиков — превращение неблагородных металлов в золото — в принципе достижима, но лежит в области ядерной физики, а не химии. Цель алхимиков оказалась достигнута практически случайно, но тот самый научный поиск, что был затеян ради овладения трансмутацией металлов, много позже привёл к открытию периодической системы элементов, а затем — структуры атомного ядра. О том, как в XX веке всё‑таки удалось превратить неблагородные металлы в золото, и о практической пользе этого метода — под катом.

Привет, Хабр.

Я отлучался в небольшой отпуск, настоящим бриллиантом в ткани которого стало стояние в пробке на каршеринге совместно с @Boomburum. Пробка была настолько сурова, что мы успели заварить мановар и прослушать полную версию "Sons of Odin" ("...they killed men and horses alike! And all who stood before them died that day"). Именно поэтому неделя не обойдётся без очередного гостевого поста за авторством любезно подменившей меня Анастасии Новосадской @anastasiamrrиз команды «Биореактора» @InBioReactor. Пост мне очень понравился, добро пожаловать под кат.

Попытки рассказать о тёмной материи или доискаться её природы напоминают бесконечный анонс и преамбулу. Тёмная материя существует, её очень много по массе (в разы больше, чем «светлой» материи), но, учитывая, что она не взаимодействует с известным нам веществом — с тем же успехом эту материю можно называть не «тёмной», а «прозрачной». На Хабре уже рассматривался феномен WIMP-ов (слабо взаимодействующих массивных частиц). Однако в начале 2010-х  появились интересные теории, к началу 2020-х превратившиеся в полноценные научные разработки. Эти исследования позволяют предположить, что могла бы представлять собой «составная» (composite) тёмная материя, образующая не рой неизвестных частиц, а «тёмные атомы» или даже аналог физических тел. Ниже поговорим именно о таких разработках, во многом связанных с командой российских космологов под руководством Максима Юрьевича Хлопова. Для начала конкретизируем, почему к началу 2020-х существующие теории тёмной материи стали скатываться в явственный кризис.

Для многих представителей нашего поколения сериал «Игра Престолов» определил целое десятилетие и во многом поспособствовал возрождению большого фэнтези в кино. При этом Игра Престолов является нарочито реалистичной, магия играет в ней ненавязчивую вспомогательную роль, а некоторые аспекты представляют немалый естественнонаучный интерес. Сегодняшний пост вдохновлён замечательной книгой «Лёд, огонь и физика: Естественнонаучная сторона Игры Престолов». Из множества странных свойств Планетоса мы рассмотрим странную хаотичную смену тёплых и холодных сезонов. Как известно, девиз дома Старков — «Зима близко», но в пределах сериала зима так и не наступила. Возможные объяснения этого феномена могут быть связаны как с небесной механикой, так и с переменностью светила в этом странном мире… а магические объяснения мы опустим.

Совсем недавно мне стали попадаться на Хабре интересные и без преувеличения фундаментальные исследования о роли тёмной темы при проектировании GUI. Особенно отмечу публикацию уважаемой Марии Колчановой @mkolchanova «Как работают глаза и что надо учитывать, создавая тёмную тему приложения». Для меня тёмная тема неприемлема (я могу рассмотреть в ней какую-нибудь таблицу и кое-как мирюсь с ней на сайтах, посвящённых тяжёлой музыке), но мне стало интересно систематизировать, как мода на тёмную тему сочетается с удобочитаемостью и восприятием текста, какие аспекты при выборе шрифта и фона здесь действуют, какова история опытов с тёмной темой. Кстати, ранее я уже публиковал в этом блоге статью о попытках искусственно расширить видимый спектр в инфракрасную и ультрафиолетовую область, вот здесь. Но под катом речь пойдёт о других вещах, в частности, об интересных отличиях между «воспринять», «уловить» и «заметить».  

Чтение с экрана отличается от чтения с бумаги тем, что экран является источником света. Сложно сказать, является ли белый шрифт на чёрном фоне идеальной комбинацией для чтения с бумаги (бумага исходно являлась белой), но электронный носитель текста — продолжение бумажного, поэтому показатели текста и фона на экране исторически «подстраивали» под аналогичные свойства бумаги. Наряду со свойствами контрастности шрифта и фона важен вопрос об удобочитаемости самого шрифта. Исторически предполагалось, что шрифт с засечками хорошо подходит для восприятия длинных текстов (книжных или газетных), однако в исследовании, описанном на Хабре в блоге Tinkoff, делается вывод, что у человека с хорошим зрением восприятие текста с засечками и без засечек почти не отличается. В свою очередь, старики и маленькие дети (соответственно, слабовидящие и плохо умеющие читать) легче воспринимают  шрифт без засечек. Далее сосредоточимся на типичных и экзотических соотношениях шрифта и фона. Выбор цвета шрифта и цвета фона во многом зависит от того, какого типа восприятия мы добиваемся: быстро уловить информационный фрагмент или внимательно прочитать длинный текст.

Сегодня я хочу рассказать об удивительном космическом мечтателе, который жил в Российской Империи, мыслил не менее интересно и масштабно, чем Циолковский, но в Рунете остаётся малоизвестен, а на Хабре, по-видимому, вообще ранее не упоминался. Речь пойдёт о человеке по имени Эдвард-Энгельберт (Эдуард Иванович) Неовиус. Он почти всю жизнь (1823 – 1888) прожил на территории Великого Княжества Финляндского, работал военным инженером, образование получил в Санкт-Петербурге, а преподавал в военном училище города Хамина. В 1872-1874 годах Неовиус предложил технические средства и даже специальный язык, призванные помочь установить контакт с инопланетянами. Но Неовиус, как и многие естествоиспытатели, искренне полагал, что «стоит на плечах гигантов». О его разработках и том контексте, в котором они сформировались — под катом.

Ранее я публиковал в этом блоге пост «Координаты чудес» о достоверно или предположительно известных сверхновых, взрывы которых произошли в историческое время. Два последних таких события, зафиксированных с Земли, относятся к периоду зарождения оптической астрономии: 1572 год (звезда Браге) и 1604 год (звезда Кеплера). 32 года – чрезвычайно краткий интервал для таких событий, и с тех пор ни одного подобного взрыва в нашей Галактике не наблюдалось. Однако в 1987 году, в период зарождения нейтринной астрономии, взрыв сверхновой был зафиксирован в туманности Тарантул в Большом Магеллановом Облаке (одной из двух галактик-спутников Млечного Пути). Событие получило название SN 1987A. Наблюдения проводились в обсерватории Лас-Кампанас в Чили, но незадолго до того, как последствия взрыва стали видны невооружённым глазом (звёздная величина +3), на него среагировали детекторы нейтрино. Поток нейтрино при взрыве сверхновой настолько велик, что явственно фиксировался на Земле, хотя нас от места этого события отделяет 168 000 световых лет.

Сверхновая 1987А была тем более необычна, что возникла на месте голубого гиганта, а, согласно современным представлениям, механизм возникновения сверхновой объясним только как завершающая стадия эволюции красного сверхгиганта, и на месте красного сверхгиганта может возникнуть не только сверхновая, но и чёрная дыра.

Вернуться к этой теме меня побудила череда пертурбаций, которые в мае-июне 2023 года (на момент написания этой статьи) претерпевает одна из ярчайших звёзд нашей галактики, красный сверхгигант Бетельгейзе. 25 мая статью о текущем состоянии Бетельгейзе публиковал уважаемый @SLY_G. Ниже рассмотрим, каковы могут быть последствия гибели сверхгиганта, чем они интересны для науки и каким образом их пытаются прогнозировать и моделировать.     

Одной из технологических основ общества XXI века, несомненно, является «Закон Мура», строго говоря, физическим законом не являющийся. Это эмпирическое наблюдение, впервые сформулированное Гордоном Муром (1929 — 2023) в 1965 году и затем уточнённое в 1975 году — о том, что при существующем темпе развития аппаратного обеспечения число транзисторов на кристалле интегральной схемы удваивается. Этот знаменитый «закон» действительно исправно работал на протяжении XX века и с определёнными оговорками продолжает работать и сегодня. В настоящее время на смену закону Мура постепенно приходит закон Хуанга, точнее описывающий тенденции роста производительности вычислительных систем. Поскольку Гордон Мур практически всю карьеру провёл в корпорации Intel, его тезис можно считать маркетинговой стратегией в производстве микросхем, которой следовали производители, и эта тенденция жёстко зависит от развития фотолитографии. Но у закона Мура оказались интересные следствия, проявившиеся при попытке его обойти или продлить, о которых я кратко расскажу в этой статье.

Гипотеза панспермии (хаотичное распространение жизни во Вселенной в результате переноса биомолекул с одной планеты на другую) была впервые сформулирована в 1865 году немецким учёным Германом Рихтером, но отношение к ней до сих пор немного снисходительное. Действительно, Рихтер бездоказательно (чисто логически) расширил таким образом теорию эволюции Чарльза Дарвина, которой весьма интересовался. Может показаться, что гипотеза панспермии — это уход от ответа, переносящий происхождение жизни «куда-то ещё». Тем не менее, поиски обоснования панспермии позволили убедиться, что органика (вплоть до аминокислот) во Вселенной достаточно распространена. Особый интерес в качестве межзвёздных резерватов органики представляют экзотические кометы, а также теплые протопланетные облака, именуемые «звёздными яслями».

В научно-популярных источниках, посвящённых крупномасштабному устройству мироздания, космическому ландшафту и инфляционной теории практически обязательно упоминается, что известная нам физика описывает только 4% всей материи, существующей во Вселенной. Около 22% остального содержимого Вселенной приходится на тёмную материю, а порядка 74% отводится на тёмную энергию. В сегодняшней статье я расскажу о симметронах — гипотетических частицах, которые могли бы объяснять некоторые свойства тёмной материи, а также о том, к каким подвижкам в науке привёл ещё не оконченный поиск симметронов. 

Как известно, все современные образцы искусственного интеллекта относятся к категории ANI (artificial narrow intelligence) — «ограниченному искусственному интеллекту». Это программы и алгоритмы, существенно или очень сильно превосходящие человека в решении некоторых узких задач, но не проявляющие мышления, здравого смысла, смекалки и сознания как такового. В этой статье в качестве примера ограниченного естественного интеллекта будет рассмотрена беличья память и интеллектуальные способности белок. Они легко алгоритмизируются, поэтому я также расскажу о БПЛА, реализующем некоторые аспекты беличьей биомеханики.    

Среди постов в этом блоге есть немало таких, которые весьма условно соответствуют тематике Хабра. Но даже на фоне всех разнообразных поднятых мною тем особняком стоят две публикации, посвящённые геологическим ядерным реакциям. Первый пост от 17 июля 2021 года посвящён довольно известной истории о районах Окло и Бангомбе на территории Габона. По многочисленным косвенным данным там около 2 миллиардов лет назад должны были функционировать естественные ядерные реакторы, замедлителем в которых должна была выступать речная вода. Во втором посте от 29 апреля 2022 года я рассказываю об аномалиях изотопного состава реголита в марсианском регионе Mare Acidalium и привожу факты, что там также могли существовать ядерные реакторы, подобные Окло. Сегодня я хочу дополнить картину, дающую представление о ныне гипотетических естественных ядерных реакторах (геореакторах) и рассказать, как такие объекты вписываются в современную научную картину мира.

В 2016 году Нобелевская премия по химии была присуждена Жану-Пьеру Саважу, Джеймсу Фрезеру Стоддарту (Fraser Stoddart) и Бернарду Лукасу Феринге (Bernard L. Feringa) с формулировкой «за дизайн и синтез молекулярных машин». Под наноразмерными машинами понимаются сложные органические молекулы, которые могут двигаться (катиться) по металлической поверхности при подаче энергии извне. В 2017 и 2022 годах в Тулузе состоялись международные гонки, уступающие «Формуле-1» по зрелищности, но явно не в технологическом отношении — они были организованы усилиями немецких и французских учёных, в особенности, Кристиана Иоахима. Основы этой технологии были заложены в середине XX века, когда были синтезированы катенаны — новый класс молекул. Катенан состоит из двух или более продетых друг через друга кольцевых молекул.

Терраформирование — одна из самых долговечных (но не самых древних) идей в научной фантастике. Не подвергается сомнению, что скалистые планеты у других звёзд обживаемы, при условии, что на них есть гидросфера и атмосфера, и залог колонизации этих миров — приближение их биохимических, геохимических и климатических характеристик к земным. Более того, в фантастике рубежа XIX и XX веков, вдохновлённой мечтами об обитаемости Марса (Уэллс и Берроуз) не подвергается сомнению, что марсиане свободно дышали бы на Земле без средств жизнеобеспечения, а на своей планете даже искусственно поднимали бы уровень кислорода при помощи специальных атмосферных фабрик. Один из самых зрелищных эпизодов терраформирования Марса в кинофантастике — это финал фильма «Вспомнить всё» (1990). Но уже в книге «Голубая точка» Карла Сагана, оригинал которой вышел в 1996 году, терраформирование Венеры описывается как экологическая катастрофа, поскольку резкое и даже поступательное насыщение любой планеты газообразным кислородом и водяным паром приведёт к фундаментальной перестройке условий на поверхности планеты и, возможно, в её глубинах. С накоплением данных об экзопланетах (в основном эта информация собрана космическими телескопами Kepler, TESS и Cheops) требуется уточнить, каковы приемлемые рамки увлажнения и оксигенации экзопланеты, чтобы на ней могла существовать жизнь. В этой статье будет рассмотрено, сколько кислорода действительно нужно для жизни, каковы риски дефицита или избытка кислорода в атмосфере, а также какие факты об этом уже известны из изучения экзопланет.