Обсуждения в комментариях к недавней статье про метеорологию в очередной раз показали, что на Хабре погода читателям интересна, и они радостно включаются в обсуждения и споры. Но при этом уровень знания и понимания погодных процессов у аудитории явно недостаточный.

А ведь погода — это то что касается каждого из нас, независимо от профессии и образа жизни (не, ну может шахтерам и машинистам метро в их подземельях она не так важна). И наверняка многим из нас приходят в голову философские вопросы: «почему вчера был будний день и +25, а сегодня выходной, всего +15 и дождь». А, ну и еще: «почему по прогнозу ясно, а надо мной льет?!», «где снег на Новый год?», «откуда заморозки в мае?» и тому подобное.

При этом базовые принципы устройства нашей атмосферы довольно просты. Всё упирается в 3–4 основных физических эффекта и пару‑тройку основных понятий. И если их уяснить, то фраза «теплый сектор атлантического циклона на фоне западного переноса» сразу объяснит вам, почему у вас в Питере на Новый год идет дождь вместо снега. А по форме облаков можно будет предсказывать погоду на завтра, не доставая телефон из кармана.

Интересно? Попробуем в этом разобраться!

Эти заметки я решил написать как расширенный комментарий к статье, которая всколыхнула почти забытое. Что увидел вчерашний московский школьник в Руанде в начале 2000-х.

Осенью 2021 года Малорс Эспиноза решил создать особенную математическую задачу. Она должна была быть достаточно сложной, чтобы стимулировать размышления и вызывать интерес к её решению, но при этом оставаться доступной для старшеклассников. Малорс, будучи аспирантом по математике в Университете Торонто, столкнулся с этим дополнительным вызовом.

В течение нескольких лет он организовывал летние семинары для местных школьников, знакомя их с основами математических исследований и обучая писать доказательства. Некоторые ученики проявляли интерес к более глубокому пониманию математики — к задачам, где нет очевидного ответа. Им требовался правильный вопрос, чтобы направить их интерес.

Такой вопрос Малорс нашёл, изучая учебник по теории хаоса. Там он наткнулся на знакомый объект — фрактал под названием «губка Менгера». Этот самоподобный объект строится по простому, но изящному принципу: сначала куб делится на части, подобные кубику Рубика. Затем удаляется центральный куб и центральные части каждой из шести граней. Этот процесс повторяется для оставшихся кубов снова и снова. С каждой итерацией структура становится всё более пористой, что и делает её похожей на губку.

К концу 1930-х автомобили, работающие с газогенераторными установками, прочно обосновались в лесной промышленности, однако грузоподъёмность таких машин была невелика, а сама установка сложна в эксплуатации. Газогенераторные автомобили работали на адаптированных под другой тип топлива двигателях внутреннего сгорания, а в умах конструкторов уже зрела идея принципиально другого устройства машины, где колеса будет приводить в движение напрямую давление пара в котле.

Первые представители колесного транспорта, приводимые в движение паром, появились еще в середине 18 века. Долгое время они оставались на стадии экспериментальных моделей и игрушек для богатых (ОЧЕНЬ богатых) чудаков, а после изобретения рабочей модели ДВС их быстро вытеснили бензиновые конкуренты. Однако благодаря появлению парового двигателя высокого давления, снова ненадолго возрос интерес к автомобилям парового типа. Это позволило как грузовым, так и легковым паромобилям продержаться в производстве до конца 30-х годов.

«АЛИЛУУЙЙЙЯ, — орет проповедник на манер рок-звезды. — АЛИЛУУУЙЙЙЯ! ВЫ ЧУВСТВУЕТЕ ОГОНЬ В СВОИХ ВЕНАХ? ГОСПОДЬ, ВЫЖГИ ЕЕ РАК! ИСЦЕЛИ ЕГО ТРОМБОЗ! ДЬЯВОЛ, УБИРАЙСЯ ПРОЧЬ!» 

Аудитория заходится экстатическими криками, снова позволяя Питеру Попоффу преисполниться мессианского самодовольства. Он еще не знает, что совсем скоро его «дар» ждет унизительное разоблачение, а его самого — банкротство.

Телепроповедник Питер Попофф — всего лишь одна из многих «жертв» Джеймса Рэнди, великого комбинатора от мира научного скептицизма. Некогда успешный канадо-американский иллюзионист, в 1970-е Рэнди оставил карьеру, чтобы выводить на чистую воду всевозможных шарлатанов. Причем делать это не абы как — а со вкусом.

Например, с помощью клея лишить способностей сгибателя ложек силой разума Ури Геллера (привет, «Матрица»!). Или — внедрить в научную лабораторию двух фокусников, убедив ученых, что те — настоящие экстрасенсы. Или — слетать в Россию, чтобы в компании прекрасных дам Инги и Светланы погадать на Теда Банди. Или — пообещать $1 000 000 любому, кто докажет существование чудес.  Джеймс Рэнди не просто боролся с псевдонаукой и лжемедициной, а, как и положено фокуснику в завязке, не забывал, что он — шоумен.

В пятницу предлагаем вам отдохнуть от серьезных тем и почитать о самых нашумевших «скептических аферах» этого старика с клюкой, похожего не то на Мефистофеля, не то на гнома. А также о том, как Рэнди и его «паранормальные» оппоненты повлияли на современные науку и культуру.

Производство возобновляемой энергии почти полностью направлено на выработку электроэнергии. Однако мы используем больше энергии в виде тепла, которое солнечные панели и ветряные турбины могут производить только косвенно и относительно неэффективно. Солнечный тепловой коллектор пропускает преобразование в электричество и поставляет возобновляемую тепловую энергию прямым и более эффективным способом. Гораздо менее известно, что механическая ветряная мельница может делать то же самое в ветреном климате — за счет увеличения тормозной системы ветряная мельница может генерировать много прямого тепла за счет трения. Механическая ветряная мельница также может быть соединена с механическим тепловым насосом, что может быть дешевле, чем использование газового котла или электрического теплового насоса, приводимого в действие ветряной турбиной.

Тепло против электричества

В мировом масштабе спрос на тепловую энергию соответствует одной трети первичного энергоснабжения, тогда как спрос на электроэнергию составляет всего одну пятую. В умеренном или холодном климате доля тепловой энергии еще выше. Например, в Великобритании тепло составляет почти половину от общего потребления энергии. Если рассматривать только домохозяйства, тепловая энергия для нагрева помещений и воды в умеренном и холодном климате может составлять 60–80 % от общего внутреннего спроса на энергию. Несмотря на это, возобновляемые источники энергии играют незначительную роль в производстве тепла. Главным исключением является традиционное использование биомассы для приготовления пищи и отопления, но в «развитом» мире даже биомасса часто используется для производства электроэнергии вместо тепла. Использование прямого солнечного тепла и геотермального тепла обеспечивает менее 1% и 0,2% мирового спроса на тепло соответственно. В то время как возобновляемые источники энергии обеспечивают более 20% мирового спроса на электроэнергию (в основном гидроэлектроэнергия), они обеспечивают только 10% мирового спроса на тепло (в основном биомасса)

Вот и очередная статья о чёрных дырах подъехала! И не просто о чёрных дырах – об информационном парадоксе, который является вопиющим примером несовместимости квантовой механики с общей теорией относительности. Последние годы всё чаще стали выходить публикации, авторы которых прямо заявляют об окончательном решении проблемы. С другой стороны, звучат слова скептиков о том, что парадокс в принципе неразрешим, пока не получено экспериментальное подтверждение гипотезы Хокинга об испарении чёрных дыр. Мне понадобилось много времени, чтобы разобраться в теме, собрать из отдельных паззлов цельную картину и определиться, какое из предложенных решений парадокса наиболее убедительно. Объяснить это лаконично, простыми словами, на естественном языке и без единой формулы, сохранив всю информацию до последнего бита, практически невозможно. У меня не получилось уложиться в одну статью, так что самое интересное будет здесь, в продолжении.

Из данной статьи вы узнаете, окружены ли чёрные дыры файерволлом; как частицам удаётся соблюдать моногамию запутанности, находясь в двух местах одновременно; может ли холонавт выбраться из чёрной дыры, а внешний наблюдатель – узнать о её содержимом по излучению Хокинга; что общего между запутанными частицами и червоточинами и как испарение чёрных дыр связано с квантовыми вычислениями.

Когда-то из ру-нета был доступ к вражескому сайту, где была выложена глава «Энциклопедии химика-технолога», посвящённая характеристическому рентгеновскому излучению. В этой энциклопедии я нашёл наиболее полную таблицу с информацией по длинам волн и энергиям рентгеновских фотонов излучения разных химических веществ. Потом доступ к этому сайту пропал, но я, в своё время, успел распечатать эту табличку на бумажный носитель.

Теперь я решил заняться работой по выкладыванию данной информации в Сеть. Надеюсь, она будет полезна многим, кто интересуется темой рентгена.

Для тех, кто совсем не в теме, поясню, что рентгеновское излучение бывает нескольких видов (по способу его генерации) - тормозное (за счёт резкого торможения электронов в аноде рентгеновской трубки), синхротронное (за счёт поворота потока электронов в магнитной системе синхротрона), характеристическое (за счёт излучения вещества под потоком электронов или фотонов в результате переходов электронов атомов из вышележащих уровней на вакантное место выбитых электронов). Отдельно можно ещё сказать, что гамма-излучение (т.е. электромагнитное излучение в результате ядерных реакций деления) тоже может лежать в рентгеновском спектре, а так же тепловое излучение может простираться в рентгеновский диапазон длин волн.

Характеристическое излучение излучается рентгеновской трубкой в том случае, если энергии первичных (т.е. излучённых катодом и ускоренных электрическим полем электронов) достаточно для выбивания собственных электронов атомов мишени. Обычно можно считать, что пики характеристического излучения возникают в рентгеновской трубке тогда, когда энергия, переданная первичным электронам электрическим полем между её катодом и анодом (напряжение катод-анод) становится больше уровня характеристической энергии того или иного пика излучения.

Руанда. Что приходит вам на ум, когда вы слышите название этой маленькой африканской страны? Наверняка геноцид 1994 года — одно из самых страшных злодеяний второй половины прошлого века. 

Но для миллионов африканцев судьба Руанды вызывает огромную зависть. Этой стране удалось построить крайне эффективную для региона экономику, которая по многим ключевым показателям — от рейтинга Doing Business и индекса восприятия коррупции до прироста ВВП и представленности женщин в политике лидирует как минимум в Африке, а порой и обгоняет восточноевропейские страны. Рассказываем о парадоксальном пути развития Руанды. 

Тридцать восемь лет назад в свои тридцать восемь лет аспирант Мичиганского университета Крис Лэнгтон придумал два простых правила для клеточного автомата. Мы быстро повторим правила Лэнгтона, оживим муравья, написав код онлайн, добавим динамики (плавная анимация) и интерактивности (редактор уровней). Повоюем, постреляем купидоновыми стрелами, порисуем на заборе. А ещё педагогически немного адаптируем код для занятий с детьми (опционально).

Из названия задача ясна, культурная эволюция ( передача опыта между животными, усвоение новых знаний без какой либо генной памяти предков ) у животных, это научная данность. Кстати птицы - тоже животные. Уже как 15 лет культуру у животных изучают и без конца подтверждают. И потому сразу к бобрам. ( будет гора ссылок ) Они известные, чем заняты - все знают. Вот только одна проблема - не все бобры в дикой природе строят плотины. Даже если есть такая возможность, некоторые прекрасно обходятся норами, причём норы разные - выход под водой, над водой, подстилки много, мало и так далее. По бобрам проведена буквально гора исследований, например лежит себе на Киберленинке, только заходи - в Карелии из 125 изученных бобровых поселений, 74.4% имели плотины и 70% хатки. А остальные вот не озадачиваются строительством, живут в норах. Значит, иногда семья просто решает не строить, и так, мол, жизнь нормальная. То бишь прошу внимания - наличие плотины не значит наличие хатки, как и наличие бобра не значит что он побежит строить плотину. Иногда бобры строят плотину, что бы было больше пожрать и от хищноты спрятаться получше, а хатку опять таки заменяет нора.

Собственно это суть - даже у простеньких грызунов нет некоей памяти предков - ты бобр, живи и строй плотину-хатку. Все бобры разные, все условия разные, выживают по разному, обучаются у родителей. Так что бобрёнок родившийся в норе, чаще построит нору, особенно если с речкой для плотины будет напряг.

Я хочу сыграть с вами в одну игру...
— Дж. Конвей, про игру "Жизнь" (и про фрактран тоже)

Эту статью я хотел написать ещё полтора года назад, но почему-то замешкался и стёр черновик. Но вот наконец дошли руки.

Суть игры

Вы задаёте список неотрицательных рациональных дробей (программу) и некоторое натуральное число (состояние).
Ищете в программе первую дробь, такую, что произведение её на состояние остаётся натуральным. Это значение становится новым состоянием.
Повторяете процедуру.
Если ни одна из дробей не подошла, программа останавливается.

Этот список дробей является программой на эзотерическом языке Фрактран, о котором на хабре была статья.

Ну и раз в этой статье упомянута гипотеза Коллаца, то понятно, какой именно хелловорлд мы будем писать на фрактране.

Хорошая новость — в России готова к конкуренции отечественная разработка технологии для экстракции лентикулы. Плюс отличная новость: в России теперь есть VISUMAX 800 от Zeiss, который делает коррекцию всего за 9 секунд! Это — SMILE Pro. И именно он — «тот же SMILE, но современнее».

Помните, как в начале пути технология SMILE встречала яростное сопротивление с профессиональной сцены и в кулуарах? Приходилось цифрами, статистикой, публикацией книги побеждать LASIK, доказывая, что 100%-но фемтосекундная экстракция лентикулы SMILE — это лучший метод.

Шли годы и те, кто «жевал попкорн», наблюдая баталии между SMILE и LASIK, сами стали осваивать технологию. Компании-конкуренты разрабатывали «дженерики» SMILE, и с их появлением началась новая эпоха — время лазеров для лентикулярной экстракции. Эти лазеры не относились к  SMILE-технологии, но везде рекламировались как «новейший, усовершенствованный SMILE.

Теперь плохая новость. Сегодня немало клиник, которые пытаются «примазаться к успеху проверенных технологий» и продать CLEAR и SmartSight как «тот же SMILE, но современнее». А страдаете от этого вы — пациенты, которые потом месяцами ждут, когда же, наконец, «просветлеет в глазах» после таких инноваций.

Так в чем же отличия? Давайте разберем, как вас могут обмануть при выборе лазерной коррекции зрения, и что нужно знать, чтобы не попасться на удочку недобросовестного маркетинга

• Это умопомрачительное видео — самая большая симуляция Вселенной за всю историю человечества

• «Уэбб» выдал новое фантастическое изображение галактики Сомбреро

• На космической станции проверяяют эффективность самовосстанавливающейся квантовой технологии

• Автоматическая межпланетная станция НАСА «Europa Clipper» прошла уже миллионы километров и вводит в строй свои приборы

• Учёные обнаружили электроны космических лучей с самой высокой энергией за всю историю наблюдений

Статья о способах определения магнитных полюсов у соленоидов и электромагнитов различной формы, с привязкой к статору электродвигателя, как пример более сложного электромагнита. Текст направлен на осмысленное понимание создания и использование магнитных полей в электротехнических устройствах. Эта статься с упором на простоту и визуальное объяснение материала, без лишнего усложнения.

Трудно поверить, но всего два года назад, летом 2022 года, миру были представлены самые первые научные снимки с космического телескопа Джеймса Уэбба («Уэбб»). И хотя они раскрыли удивительные подробности о формирующихся планетах, молодых звёздных системах, экзопланетах, звёздах с дисками из обломков, галактиках и многом другом, наибольший сюрприз был получен при взгляде на самые большие расстояния. Там, среди самых глубоких космических глубин, которые когда-либо исследовались, оказалась неожиданная популяция галактик — в большом количестве — невероятно далёких, красного цвета, точечных по размеру, но при этом достаточно ярких, чтобы их легко обнаружили приборы «Уэбба».

Расчёт скоростей истечения газов из ЖРД по паспортным ТТХ и геометрическим данным РД-170

Ранее я писал статьи о том, что в теоретических формулах газовой динамики  для  ЖРД не сходятся концы с концами в энергобалансе по топливу где-то в 3-4 раза.

Для подтверждения теоретических находок я поставил  натурный эксперимент, где скорость струи определялась по замеру тяги реактивной струи из малого отверстия в баллоне под высоким давлением при комнатной температуре.

В результате экспериментального замера тяги такого «пневматического реактивного двигателя» (ПРД) в струе воздуха получилось превышение  скорости звука в 1,4 раза, то есть 470м/с вместо 330м/с.

Все данные по расчётам и экспериментальным подтверждениям я публиковал по мере их проведения.

Ссылки  на статьи привожу ниже:

https://habr.com/ru/articles/699564/

https://habr.com/ru/articles/768916/

https://habr.com/ru/articles/809843/

После этих  статей осталось несколько  «вопросов без ответов», для которых в этой статье я ответы попытаюсь найти.

Одним из таких «безответных» вопросов  был следующий:

Сколько энергии содержится  в единице объёма газа?

Для ответа на это вопрос можно поставить простой мысленный эксперимент в виде школьной задачки.

Условие задачи:

Берём поршень  площадью Sп= 1м2 и вставляем его в  вертикальный цилиндр, по которому поршень может скользить  без трения и без утечек воздуха по щелям.

На поршень грузим массу 10тонн (включая массу самого поршня).

Таким образом под поршнем создаётся давление 1кг/м2 или 100кПа.

Плотность воздуха при давление 100кПа  составляет Qатм=1,2кг/м3

Про комплексные числа рано или поздно узнают все, изучающие математику даже в рамках школьного курса. Те, кто связывает свою жизнь с техникой и точными науками, постепенно свыкаются с идеей мнимой единицы, и начинают ценить то новое и порой необычное, что её добавление приносит в мир действительных чисел. Однако, комплексные числа это лишь один из полезных примеров более широкого класса числовых систем: гиперкомплексных чисел — конечномерных расширений числовых полей или колец. Двумерные гиперкомплексные числа можно разделить на три класса: эллиптические (к которым относятся и комплексные числа), гиперболические и параболические.

В этой статье мы немного поговорим о гиперболических арифметиках: двойных числах и расширении целых чисел золотым сечением.