Search
Write a publication
Pull to refresh
54
121
Валерий Исаковский @valisak

копирайтер

Send message

Нерешённые вопросы о происхождении жизни

Level of difficultyEasy
Reading time11 min
Views21K

Наша родная планета просто переполнена жизнью. За более чем 4 миллиарда лет непрерывной биологической активности на нашей планете жизнь укоренилась практически в каждой нише — от глубочайших океанских впадин до внутренностей вулканических кратеров, от почти кипящих кислотных геотермальных источников до самых высоких заснеженных горных вершин. Живые организмы есть буквально повсюду, они хорошо приспособлены к своим экологическим нишам и способны извлекать энергию и/или питательные вещества из окружающей среды, чтобы выживать, процветать и размножаться.

Несмотря на огромные различия между анаэробным одноклеточным организмом и человеком, их сходство поразительно. Все организмы опираются на одни и те же биохимические молекулы-предшественники, которые, в свою очередь, построены из одних и тех же атомов: прежде всего углерода, азота, кислорода, водорода и фосфора, а также ряда менее распространённых элементов, необходимых для жизненных процессов.

Учитывая, что всё во Вселенной возникло из одного и того же космического события — горячего Большого взрыва, — можно было подумать, что строительные блоки, необходимые для жизни, присутствовали в ней с самого начала. Может показаться, что жизнь просто обязана была возникнуть во время естественного хода вещей. Как сказал персонаж О. Ж. Грант из кинофильма «Трасса-60», «вероятность любого события — 100%, иначе оно бы не произошло».

Читать далее

Может, нам вечно не хватает времени, потому что его в принципе не существует?

Level of difficultyEasy
Reading time8 min
Views66K

Время не ждёт. Мы все это чувствуем, но редко задумываемся о причине этого и о смысле времени вообще. Чаще всего у нас, обычных людей, нет времени думать о времени. А вот у некоторых физиков в этом заключается суть их работы.

В обычной жизни мы привыкли делить время на три категории: прошлое, настоящее и будущее. Даже если такое разделение кажется очевидным, суть его при дальнейшем анализе постепенно размывается. Нам нужно настоящее, чтобы определить и отделить прошлое от будущего. Но что такое «настоящее»?

Всё, что определяется временем, должно иметь продолжительность. Мы можем измерить продолжительность прошедших событий и прикинуть длительность будущих. Но настоящее как будто вообще не имеет продолжительности – это точка между прошлым и будущим на временной прямой. Это абстракция, не имеющая длительности. Следует ли из этого, что настоящего не существует?

Читать далее

Из чего соткана ткань пространства-времени?

Level of difficultyMedium
Reading time12 min
Views41K

На фундаментальном уровне Вселенная состоит из квантов — отдельных сущностей, обладающих такими физическими свойствами, как масса, заряд, импульс и т. д., которые могут взаимодействовать друг с другом. Два или более кванта могут вступать в связь друг с другом, образуя сложные структуры, такие как протоны, атомы, молекулы, а из них уже состоят стулья, кастрюли и люди. Хотя квантовая физика как точная наука появилась относительно недавно, в основном в прошлом веке, но идея о том, что Вселенная состоит из неделимых сущностей, которые взаимодействуют друг с другом, уходит корнями более чем на 2000 лет назад, по крайней мере, к Демокриту Абдерскому.

Читать далее

Голографический принцип: реальность как иллюзия

Level of difficultyEasy
Reading time9 min
Views8.8K

В последние два десятилетия физики развивают любопытную идею. Возможно, мир, в котором мы живём, включая нас самих, — не более чем иллюзия, голограмма, созданная реальностью, в которой отсутствует важное свойство привычного нам мира — третье измерение.

Хуан Малдасена, профессор Института перспективных исследований в Принстоне, сыграл важнейшую роль в развитии этой идеи, известной как «голографический принцип» или «AdS/CFT соответствие». В 1990-х годах Малдасена придумал самую первую модель Вселенной, в которой реализован голографический принцип.

Голографический принцип вырос из одной из самых больших научных проблем двадцатого века: того факта, что две фундаментальные теории физики — теория гравитации Эйнштейна (общая теория относительности, ОТО) и квантовая механика, не уживаются друг с другом.

Читать далее

Космическая цензура: стесняются ли чёрные дыры своих сингулярностей

Level of difficultyMedium
Reading time7 min
Views3.8K

Термин «сингулярность» (от лат. singularis — «единственный, особенный») используется в разных науках, но везде обозначает нечто исключительное — точку, где привычные законы перестают работать. В математике это значение функции, стремящееся к бесконечности, в физике — область, где гравитация становится бесконечно сильной, а в футурологии — момент, после которого технологический прогресс станет непредсказуемым для человеческого разума. Но сегодня давайте остановимся на физических сингулярностях.

В начале 20 века, с появлением общей теории относительности Эйнштейна, понятие сингулярности стало ключевым для описания экстремальных состояний материи. Появилось понятие «гравитационной сингулярности» — области, где кривизна пространства-времени становится бесконечной, и известные нам законы физики перестают действовать — точнее говоря, выдают бессмысленные ответы.

Первые решения уравнений ОТО, предсказывающие сингулярности, нашёл Карл Шварцшильд, немецкий физик и астроном, вскоре после публикаций Эйнштейна.
Читать дальше →

Информационный парадокс чёрных дыр: куда в них исчезает информация, и исчезает ли вообще?

Level of difficultyEasy
Reading time8 min
Views13K

Чёрные дыры — одни из самых загадочных объектов во Вселенной. Вблизи себя они искривляют пространство-время настолько, что даже свет не может вырваться из их гравитационного колодца (критическое расстояние от центра чёрных дыр называется горизонтом событий). Само их существование не оспаривается научным мейнстримом. Но, как это часто бывает в физике, эти сущности порождают ещё больше вопросов и теоретических проблем — в данном случае эти проблемы находятся на стыке квантовой механики и общей теории относительности. Одна из самых известных — информационный парадокс чёрных дыр, который ставит под вопрос фундаментальные законы сохранения информации в нашей Вселенной.

Прежде чем углубляться в парадокс, важно понять, что подразумевается под «информацией» в этом контексте. В квантовой механике информация — это полное описание состояния системы. Если у нас есть частица, её состояние определяется:

  • координатой,
  • импульсом,
  • спином,
  • квантовыми числами (заряд, цветовой заряд в КХД и т. д.).
Читать дальше →

Возможно ли создать «теорию всего», описывающую всю физику Вселенной?

Level of difficultyMedium
Reading time8 min
Views7.3K

За всю обширную историю науки изучение устройства и механизмов работы нашей Вселенной продвинулось довольно далеко. Мы умеем объяснять наблюдения как очень малого, так и невообразимо большого, как статичного, так и движущегося с невероятными скоростями.

Специальная теория относительности объясняет взаимосвязь пространства и времени. Общая теория относительности обобщает специальную теорию относительности и уточняет закон Ньютона о всемирном тяготении, давая нам единое описание гравитации как геометрического свойства пространства-времени. Квантовая механика описывает поведение материи и света на уровне атомов и ещё более мелких сущностей. Квантовая теория поля объединяет теорию поля и принцип относительности с идеями квантовой механики.

Однако с этими замечательными теориями есть проблема. Хотя каждая из них довольно хорошо справляется с описанием своей области, их пока не удаётся состыковать друг с другом. Теория относительности расценивает пространство-время как непрерывную гладкую структуру, а квантовая физика описывает фундаментально дискретный мир. Учёные не могут придумать «теорию всего» — красивый набор уравнений, описывающий всё и сразу и отвечающий на все вопросы о том, как работает Вселенная. Но возможно ли в принципе построить такую теорию?
Читать дальше →

Как тёмная энергия ускоряет расширение Вселенной

Level of difficultyMedium
Reading time8 min
Views4.5K


Когда-то люди считали, что находятся в центре мироздания. Потом центр мироздания в сознаниях думающих людей заняло Солнце, потом — центр Галактики, а потом стало ясно, что наша Галактика, Млечный Путь — всего лишь одна из множества галактик, и она тоже не находится «в центре всего». А это самое «всё»,— то есть, Вселенная, наполненная материей в виде пыли, газа и звёзд, а также энергией в виде излучения,— расширяется и расширяется, причём чем дальше от нас находится объект, тем быстрее он от нас удаляется.

Зависимость скорости удаления объекта от расстояния до него называется «постоянной Хаббла». С ней тоже не всё так просто — во-первых, её не так-то легко измерить, а во-вторых, она ещё и не постоянная в прямом смысле. Однако вне сомнений остаётся простой наблюдаемый факт: объекты разлетаются от нас во все стороны, и чем дальше объект — тем быстрее он удаляется.

Когда Эйнштейн впервые выдвинул свою новую теорию гравитации, заменившую ньютоновскую — теорию общей относительности, — он продемонстрировал радикально новый взгляд на Вселенную. Вместо того чтобы рассматривать пространство и время как независимые, абсолютные сущности, где пространство — это статичная трёхмерная сетка, а время — просто неумолимая, движущаяся вперёд линия, в начале XX века произошли три великих события, которые шли рука об руку.
Читать дальше →

Каламический космологический аргумент и первопричина всего

Level of difficultyMedium
Reading time9 min
Views8.1K

Давайте я вам быстренько докажу наличие высшего существа, создавшего всё сущее.

  1. Всё, что когда-либо появлялось, имеет причину.
  2. Вселенная появилась в какой-то момент времени.
  3. Следовательно, Вселенная имеет причину — её кто-то создал.

Спасибо за внимание, хорошего вам дня.

Неубедительно? ОК, давайте раскроем аргумент поподробнее.
Читать дальше →

Вопросы о тёмной энергии: нужна ли она, можно ли заменить её чёрными дырами и меняется ли она со временем

Level of difficultyMedium
Reading time9 min
Views7.4K
image

В прошлой статье я написал об истории появления теории о тёмной материи, «ошибке» Эйнштейна (у гениев даже ошибки гениальные) и о том, что пока непонятно, что именно представляет собой эта загадочная то ли субстанция, то ли константа, то ли энергия.

В одной статье невозможно уместить всю информацию на такую обширную тему, поэтому сейчас предлагаю рассмотреть некоторые более конкретные вопросы, связанные с попытками учёных разобраться в том, что такое тёмная энергия (а также существует ли она вообще).

▍ Без тёмной энергии — никуда


Как мы уже давно знаем, Вселенная расширяется. Однако расширяться она может по-разному. Если бы не существовало силы, заставляющей её расширяться, а первоначальное расширение было бы вызвано только энергией Большого взрыва, то всё зависело бы от первоначальной скорости расширения. Если бы она была слишком мала для всего находящегося в ней (вещества и энергии), Вселенная быстро реколлапсировала бы — сжалась обратно.
Читать дальше →

Что такое тёмная энергия и можно ли в нашей Вселенной обойтись без неё?

Level of difficultyMedium
Reading time7 min
Views7.1K
image

Эйнштейн в науке фигура легендарная. Большинство людей связывает его имя с обманчиво простой формулой E = mc^2, или с представлением о том, что скорость света является константой в любой системе отсчёта. Однако его самое выдающееся открытие для обывателя, наверное, самое сложное: это его теория гравитации, или общая теория относительности. До Эйнштейна гравитация в науке волшебным образом мгновенно притягивала массы друг к другу. Но его концепция гравитации оказалась совершенно иной и основывалась на идее о том, что пространство и время объединены в единую ткань пространства-времени, и что кривизна этого пространства-времени указывает материи и энергии, как в нём двигаться, а они, в свою очередь, указывают ему, как искривляться.

Эта фундаментальная идея стала революционно новым взглядом на Вселенную. Эйнштейн выдвинул её 1915 году, а впервые экспериментально подтвердили её всего четыре года спустя во время полного солнечного затмения. Тогда изгиб звёздного света, исходящего от источников, расположенных за Солнцем, совпал с предсказаниями Эйнштейна, а не Ньютона, подтвердив наличие гравитационного линзирования. С тех пор общая теория относительности прошла все наблюдательные и экспериментальные испытания, которые мы только смогли придумать. Но одно свойство уравнений этой теории стоит особняком.
Читать дальше →

Находимся ли мы в центре Вселенной, а если нет, то где он?

Level of difficultyEasy
Reading time9 min
Views13K


В VI веке до н. э. Анаксимандр предложил теорию мироздания, в которой Земля представляла собой что-то вроде колонны, висевшей в центре всего сущего. Солнце, Луна и планеты были отверстиями в невидимых колёсах, окружающих Землю, и через эти отверстия люди могли видеть «скрытый огонь».

Живший примерно в то же время Пифагор думал по-другому: Земля представляет собой шар (что следовало из того, что Земля всегда отбрасывает круглую тень на Луну), но находящийся не в центре мироздания. Он полагал, что планета движется вокруг некоего источника огня. Позже эти две концепции объединились, так что большинство образованных греков, начиная с IV века до н. э., считали, что Земля — это шар, висящий в центре Вселенной.

Звёзды и планеты обращались вокруг Земли каждая по своей сфере, причём неподвижные звёзды располагались на самой большой небесной сфере.
Читать дальше →

Существует ли мультивселенная в реальности, или это лишь удобная теоретическая концепция?

Level of difficultyMedium
Reading time8 min
Views11K

За 600 лет до нашей эры в городе Милет, на территории современной Турции, жил Анаксимандр Милетский — древнегреческий философ, представитель милетской школы натурфилософии, ученик Фалеса Милетского. В какой-то момент он сменил Фалеса на посту главы школы, и среди его учеников были Анаксимен и, возможно, сам Пифагор.

Согласно имеющимся историческим документам, он был первым философом, записавшим свои исследования, хотя сохранился только один фрагмент его работы.

А ещё Анаксимандр был первым, кто придумал механическую модель мира. В его модели Земля неподвижно парит в центре «бесконечности», ничем не поддерживаемая. Она остаётся «на том же месте из-за своего безразличия» — точка зрения, которую Аристотель описал как гениальную в трактате «О небесах». Её форма — цилиндр с высотой, составляющей треть диаметра. Плоская вершина образует обитаемый мир.

Но Анаксимандр мыслил и шире — рассуждая не только о Земле, но и обо всей Вселенной. Как нам известно из работ другого философа, Симпликия Киликийского, который цитировал Анаксимандра, последний рассуждал о множественности миров. Он и его последователи предполагали, что миры появляются и исчезают на некоторое время, и что одни рождаются, а другие погибают. Они утверждали, что это движение вечно, «ибо без движения не может быть ни порождения, ни уничтожения».

Можно ли считать эти рассуждения первой гипотезой о существовании мультивселенной — вопрос открытый. Так или иначе, концепция множественных вселенных обсуждалась на протяжении всей истории человечества.
Читать дальше →

Как реликтовое излучение подтверждает теорию Большого взрыва

Level of difficultyEasy
Reading time10 min
Views14K

Современное представление о Вселенной по большей части начало формироваться в начале 20-го века.

17 сентября 1912 года в статье The radial velocity of the Andromeda Nebula астроном Весто Слайфер впервые сообщил о проведении первого доплеровского измерения света далёких туманностей, природа которых тогда ещё была неясна. В своём отчёте Слайфер пишет: «Величина этой скорости, которая является наибольшей из наблюдавшихся до сих пор, поднимает вопрос о том, не может ли подобное смещение быть вызвано какой-то другой причиной, но я полагаю, что в настоящее время у нас нет другой интерпретации для этого». Три года спустя Слайфер написал обзор в журнале Popular Astronomy, в котором заявил: «Раннее открытие того, что большая спираль Андромеды имеет совершенно исключительную скорость -300 км(/с), показало имеющиеся на тот момент средства, способные исследовать не только спектры спиралей, но и их скорости». Слайфер сообщил о скоростях 15 спиральных туманностей, разбросанных по всей небесной сфере, причём все они, кроме трёх, имели наблюдаемые «положительные» (то есть рецессионные) скорости — проще говоря, удалялись от наблюдателя.
Читать дальше →

Как далеко мы можем заглянуть в космос

Level of difficultyMedium
Reading time8 min
Views23K
Галактика JADEs-GS-z14-0 на вырезке из обзора JWST JADES кажется совершенно непримечательной, но тем не менее, она побила рекорд космических расстояний и наблюдений. Это первая галактика среди найденных галактик, существовавших уже в первые 300 миллионов лет жизни Вселенной, а это всего 2,1% от её нынешнего возраста. Со своей точки обзора в расширяющейся Вселенной эта галактика могла бы увидеть наш прото-Млечный Путь таким, каким он был примерно 13,52 миллиарда лет назад: когда нам было всего 2,1% от нашего нынешнего возраста.

Мы уже как-то изучали вопрос размера всей Вселенной. Учёные не могут сказать, конечна ли Вселенная или бесконечна, а если она конечна — какой у неё общий диаметр. Всё, о чём мы можем рассуждать более-менее определённо — это размер видимой Вселенной.

В этом вопросе часто возникает недопонимание. Если возраст Вселенной составляет 13,8 миллиарда лет (почему — об этом чуть позже), а скорость света действительно является пределом нашей космической скорости (ни один эксперимент этого пока не опроверг), то как далеко мы сможем заглянуть с нашей маленькой Земли? Ответ кажется очевидным: на 13,8 миллиарда световых лет, поскольку световой год — это расстояние, которое свет может пройти за год, и ничто не может двигаться быстрее этого.

К сожалению, как и многие другие ответы, которые кажутся очевидными, когда вы включаете свой здравый смысл, на самом деле всё не так. В действительности, если мы посмотрим на самый далёкий объект из всех, что мы можем увидеть, окажется, что он расположен гораздо дальше: на расстоянии 46 миллиардов световых лет от нас. Это может показаться невозможным, но это не так. Просто нужно взглянуть на картинку под другим углом.
Читать дальше →

Почему во Вселенной материи больше, чем антиматерии?

Level of difficultyEasy
Reading time7 min
Views7.8K


Существование антиматерии было предсказано уравнением физика Поля Дирака, описывающим движение электронов в 1928 году. Сначала было неясно, является ли это просто математической причудой или описанием реальной частицы. Но в 1932 году Карл Андерсон, изучая космические лучи, падающие на Землю из космоса, открыл антивещественного партнёра электрона — позитрон. В течение следующих нескольких десятилетий физики обнаружили, что у всех частиц материи есть партнёры-двойники из антиматерии.

Считается, что частицы антиматерии и материи представляют собой зеркальные копии друг друга. Антивещество можно рассматривать как вещество с обратным зарядом, чётностью и временем (по крайней мере, теоретически). Антиматерия возникает в таких природных процессах, как столкновения космических лучей и некоторые виды радиоактивного распада, и очень малую часть из таких античастиц удалось успешно соединить в экспериментах в антиатомы. Макроскопического количества антивещества учёные ещё никогда не получали (привет Дэну Брауну).
Читать дальше →

Почему сегодня Марс так сильно отличается от Земли?

Level of difficultyEasy
Reading time9 min
Views12K


Примерно 4,5 миллиарда лет назад, на ранних этапах развития Солнечной системы, вблизи Солнца существовала не одна, а целых три планеты с благоприятными для жизни условиями: Венера, Земля и Марс.

С точки зрения физических условий все три планеты выглядели очень похожими. Все они обладали вулканами, водными океанами и сложными системами круговорота воды, включая облака, что позволяло этим мирам удерживать значительное количество тепла, поглощаемого ими от Солнца. И даже состав их атмосфер был схож — в них наблюдалось изобилие водорода, аммиака, метана, азота и водяного пара.

Планеты нашей Солнечной системы начали формироваться около четырёх с половиной миллиардов лет назад. Центральная протозвезда превратилась в наше Солнце, а окружающий протопланетный диск разделился на части и сформировал наши планеты, их спутники, а также пояса астероидов и пояса Койпера. Сначала сформировались планеты-гиганты, которые, вероятно, мигрировали внутрь и наружу и, возможно, выбросили наружу одну из ранних планет Солнечной системы. Остатки материи сформировали множество внутренних, каменистых, землеподобных миров, включая Меркурий, Венеру и две ещё планеты — прото-Землю и прото-Марс, которым вскоре предстояло подвергнуться массированным бомбардировкам.
Читать дальше →

Почему мы до сих пор не нашли инопланетян?

Level of difficultyEasy
Reading time8 min
Views17K


Энрико Ферми как-то раз за обедом в компании коллег-физиков поднял вопрос о том, почему мы до сих пор не нашли и не встретили никаких инопланетян. Сначала разговор шёл об участившихся свидетельствах о наблюдении «летающих тарелочек», а потом учёные начали обсуждать внеземную жизнь. В какой-то момент Ферми спросил: «А где все?» Его сотрапезники рассмеялись в ответ, но затем этот вопрос стал будоражить умы многих людей.

Родился т. н. «парадокс Ферми» — можно выдвинуть множество аргументов в пользу того, что в нашей Галактике должна существовать достаточно продвинутая внеземная цивилизация (и не одна), способная расселиться по множеству планет у множества звёзд, и каким-то образом обнаружить своё присутствие для других обитателей. Однако все эти аргументы разбиваются о простую практическую проверку — несмотря на все наши технологические достижения, мы до сих пор не получили ни одного неопровержимого свидетельства подобной деятельности.
Читать дальше →

Что такое хаббловская напряжённость и можно ли её облегчить?

Level of difficultyEasy
Reading time10 min
Views8.9K


Вселенная расширяется. Это общепризнанный факт, о котором учёные знают уже почти столетие. Впервые этот факт был предложен русским физиком Александром Фридманом в 1922 году, а затем независимо от него в 1927 году бельгийским астрономом Жоржем Леметром. Подтверждающие наблюдения были впервые опубликованы в 1929 году американским астрономом Эдвином Хабблом.

Хотя расширение космоса признаётся научным сообществом практически повсеместно, две очень точные оценки скорости расширения Вселенной расходятся друг с другом. Это называется «хаббловской напряжённостью», и оно может стать первым серьёзным намёком на то, что космологи что-то упустили в своей теории создания и эволюции Вселенной. Хотя объяснение разногласий можно было бы списать на ошибку в одной или обеих оценках, последние измерения указывают на то, что расхождение действительно существует, что заставляет учёных серьёзно взглянуть на всю ситуацию.
Читать дальше →

Существуют ли шаровые молнии и как их объясняет современная наука?

Level of difficultyEasy
Reading time8 min
Views113K


Шаровая молния — явление уникальное. Оно достаточно редкое для того, чтобы его видел далеко не каждый человек, но при этом теоретически доступное для наблюдения всем жителям планеты. У него не то чтобы нет объяснений — скорее, проблема в том, что за века, прошедшие с самых первых сохранившихся свидетельств очевидцев, учёные выдвинули слишком много различных гипотез, способных объяснить этот феномен. При этом это явление сложно воспроизвести в лаборатории, ещё сложнее привлечь к наблюдениям очевидцев, а когда шаровая молния появляется вблизи обычных людей, у них с собой не оказывается научных приборов — за одним исключением, о котором ниже.

Хотя почти у каждого человека в последние лет 20 с собой всегда есть телефон с видеокамерой, качественных видео с демонстрацией шаровой молнии почему-то не появилось — те, что можно найти, отличаются плохим качеством.
Читать дальше →
1

Information

Rating
70-th
Location
Саратов, Саратовская обл., Россия
Date of birth
Registered
Activity

Specialization

Content Writer
English