Романтическая научная фантастика XX века, а тем более космооперы, по-видимому, почти не учитывали фактор существенного отличия гравитации у разных планет, на которые приходится эпизодически высаживаться или колонизировать их. Как я уже писал в некоторых публикациях, в особенности, «Суперземля как иллюзия» и «Гикеаны, потомки нептунов», мы в настоящее время настолько одержимы идеей, что среди экзопланет найдётся множество жизнепригодных или даже обитаемых, что на месте мининептуна всегда готовы увидеть суперземлю. Впрочем, такое заблуждение характерно не только для нашего времени. Ещё в начале XX века Венера считалась «юной сестрой» Земли (так как предполагалось, что, чем ближе планета к Солнцу, тем позже она сформировалась), что там может царить тропическая эра, подобная мезозою, шуметь экзотические леса, а обширные океаны из-за сильной минерализации могут быть наполнены «зельтерской водой». Климат Венеры и её парниковый эффект – тема для отдельной публикации, и пока ограничусь ссылкой на это исследование 2019 года, в котором выдвигается гипотеза, что бесконтрольный парниковый эффект на Венере существует лишь чуть более 700 миллионов лет, а до этого там могли существовать вполне комфортные для жизни условия. А в этой статье попробуем обсудить феномен гравитационных колодцев и их опасность при сближении с суперземлями. Отдельно поблагодарю уважаемого @ilmarinen за его интереснейшие публикации о гравитационных манёврах в ныне закрытом корпоративном блоге «Маклауд», под впечатлением от которых я взялся писать эту статью.
Астрономия
Естественная наука о Вселенной
Новости
Галактика Андромеды
Галактика, расположенная в созвездии Андромеды, является ближайшей к нам крупной галактикой, и ярчайшей из спиральных галактик, после Млечного пути (который тоже является спиральной галактикой, и тоже виден на нашем небе). Есть еще Магеллановы облака, которые по яркости соперничают с Галактикой Андромеды, но они — галактики не самостоятельные, а их спиральные структуры уже сильно разрушены приливным влиянием Млечного пути, в гравитационном плену которого они находятся уже несколько миллиардов лет. Они — наши спутники. А галактика Андромеды — это полноценный и очень крупный звёздный город, являющийся одновременно и центром влияния на другие звездные города — меньшего размера, объединивший их вокруг себя в количестве нескольких десятков.
Будет справедливым утверждение, что Галактика Андромеды возглавляет Местную Группу галактик. Не Мы! — Не Млечный путь, а именно галактика Андромеды здесь главная.
Самое понятное объяснение Специальной теории относительности
Специальная теория относительности - удивительная теория, которая опровергла многие представления о мире, в которых человечество не сомневалось всю историю своего существования.
Многие слышали про волшебства вроде замедления времени, сокращения длины, относительности одновременности, парадокса близнецов и т.д., но мало кто понимает почему так происходит.
В этой статье я хочу наглядно показать, что все это проще, чем кажется на первый взгляд.
Для иллюстраций я написал интерактивный визуализатор СТО, работающий в браузере. Ссылка на него и исходники проекта в конце статьи.
Он улетел и не вернётся: что случилось с «Вояджер-1» и что будет дальше
За последние полвека учёные получили огромный объём информации о Вселенной, включая как данные о Солнечной системе и её объектах, так и о дальнем космосе. Большую работу проделали космические аппараты, без них астрономы до сих пор гадали бы, например, что из себя представляет Европа, спутник Юпитера, или какова поверхность Плутона.
«Вояджер-1» и «Вояджер-2» — именно такие аппараты, ставшие надёжными инструментами изучения космоса и служащие человечеству вот уже почти 50 лет. К сожалению, ничто не вечно, и у первого «близнеца» сейчас серьёзные технические проблемы, которые уже вряд ли получится решить. О том, что он изучал, что происходит в настоящее время и будет дальше, — под катом.
Истории
Жизнь, пульсирующая в черной дыре
На habr ранее активно обсуждалась теория Вселенной, осциллирующей в черной дыре, которая развивается в ряде работ, в том числе моих с соавторами (но не только). Чего стоит дискуссия от 2018 года на 600 комментариев «Жизнь внутри черной дыры» (отмечу, что я не инициировал этот пост, просто меня спросили — не возражаю ли я, а я, конечно, вовсе нет). Там, конечно, много странных заявлений, но я не принимал прямое участие в этой дискуссии, потому что был слишком занят дальнейшим развитием теории. Но в этом году ситуация изменилась: работа над моделью циклической Вселенной с переменной гравитационной массой для меня практически завершена. Она подробно изложена в книге «Осциллирующая Вселенная», которая опубликована в бумажном и электронном варианте издательством Челябинского государственного университета в феврале 2023 года. Книгу (со свежими уточнениями на 25 сентября 2023 года) можно скачать на сайте Пущинской обсерватории.
Загадка колец Сатурна, вероятно, разгадана после 400 лет поисков ответа
Пожалуй, из всех планет, видимых в нашем небе невооружённым глазом или в телескоп, самой характерной и отличной от других будет Сатурн. Он выделяется в череде других своей системой гигантских колец. Впервые его увидел в телескоп Галилей в 1609 году, и описал его кольца как «уши». С улучшением технологий стало видно, что дело не в особой форме планеты, а в наличии у неё отдельных, хорошо различимых колец. Со временем выше, ниже, внутри, снаружи колец Сатурна и даже в них самих были обнаружены промежутки, спутники, мелкие луны и множество всякой всячины.
Ни у одной из скалистых планет, астероида или объектов пояса Койпера таких колец нет. Они есть у Юпитера, Урана и Нептуна, но гораздо более блеклые, разреженные, мелкие и не такие массивные, как у Сатурна. Кроме того, кольца Сатурна наклонены и состоят почти целиком из водяного льда, в связи с чем постепенно испаряются. Когда-то считалось, что эти кольца существуют почти столько же, сколько и вся Солнечная система. Теперь же мы думаем, что они образовались совсем недавно по космическим меркам – порядка 100 млн лет назад, а ещё через 100 млн лет полностью исчезнут.
Стрекозы Титана или мир-танкер, пришвартованный к Сатурну
В новеллизации Алана Дина Фостера по сюжету «Чужих» звездолёт «Ностромо», на котором разворачиваются события первой части фильма — это, фактически, нефтеналивной танкер. По словам автора, к моменту описываемых событий все запасы углеводородов на Земле давно исчерпаны, а энергетика на основе сжигаемого топлива морально устарела. Но высокотехнологичная цивилизация абсолютно не в состоянии обойтись без пластика и полимеров, а значит – и без нефтепродуктов. Поэтому сегодня я решил расконсервировать давно занимавшую меня тему о самом богатом резервуаре углеводородов в Солнечной системе. Это Титан, крупнейший спутник Сатурна (диаметр – 5152 км, площадь поверхности – 83 млн кв. км. Для сравнения: диаметр Земли – 12 742 км, площадь Евразии – 54,8 млн кв. км).
Титан – единственный в нашей системе спутник с плотной атмосферой, в которой наблюдаются погодные явления, а также единственный спутник с «реками» и «озёрами» на поверхности. Атмосфера Титана, более чем на 98% состоящая из азота, содержит разнообразные углеводородные примеси, преимущественно - метан. В состав «гидрокарбоносферы» (выдумал сейчас этот термин – положим, это «углеводородный аналог гидросферы»), раскинувшейся на поверхности спутника, входят самые разные углеводороды и углеродно-азотистые соединения.
Сверхлёгкие частицы размером с галактику
Расправившись со статьёй про «волны-убийцы», я ещё некоторое время по инерции запускал описанную там модель с различными начальными условиями. На каком-то этапе пришла мысль обобщить код на большие измерения и произвести расчёт для поля, заполненного случайными возмущениями. Результат крайне озадачил и увёл меня в совсем другое направление, заставив на несколько месяцев погрузиться в космологию и физику тёмной материи.
Насколько быстро на самом деле действует гравитация?
На протяжении сотен лет, начиная со времен Ньютона и Лагранжа, ученые предлагали множество ответов на вопрос о точной скорости гравитации. Два основных предположения, вокруг которых крутились дебаты, состояли в том, что гравитация или бесконечно быстра и пронизывает всё пространство, или распространяется со скоростью света.
Например, Лаплас в 1805 году, используя формулы Ньютона, посчитал, что скорость гравитации должна быть минимум в 7·106 раз выше скорости света — иначе орбиты планет не совпадали бы с тем, что мы видим на небе. Расчеты Лапласа используются до сих пор, и были одним из аргументов противников теории относительности Эйнштейна, предложенной на сотню лет позже.
Дебаты продолжались ещё долгое время, регулярно находились новые аргументы, подтверждающие ту или иную сторону (например, работы Лоренца об инвариантности статических полей, показавшие, что именно в своих расчетах не учел Лаплас). Но окончательный ответ на вопрос о скорости гравитации был найден только 5 лет назад.
Светим лазером сквозь стену, чтобы поймать темную материю
Я беру лазер и свечу им на толстую непрозрачную стену. Фотодиод с другой стороны вдруг начинает принимать фотоны. “Чтооооааа?! Что за колдунство?!“ - спросите вы. "Наука!" - отвечу вам я. “Но зачем?” - спросите вы. “Потому что можем!” - скажу я.
Звучит фантастично, но именно такой эксперимент (light-through-the-wall) под названием ALPS делают в Гамбурге. Цель его - поймать аксионы, частицы темной материи. В этом посте я напомню, почему темную материю надо ловить, какой эксперимент строят в Гамбурге и какие сложности приходится преодолевать.
«Джеймс Уэбб»: 35 лет от задумки до первого снимка
За следующие полгода телескоп прибыл в точку Лагранжа L2, охладил свои системы и прошёл долгий процесс калибровки. 12 июля 2022 года НАСА показало первые снимки и опубликовало научные данные обсерватории.
Этому событию предшествовали долгие этапы планирования, разработки и реализации, многочисленные сдвиги сроков запуска и серьёзные намерения отменить проект полностью. О самой идее подобного телескопа задумались ещё в конце восьмидесятых, но реальностью она стала лишь 35 лет спустя.
Полномасштабная модель телескопа, которую Northrop Grumman построила в 2005 году и демонстрировала в различных городах США
Любительская фотосъёмка Луны
Всякий раз лунные восходы производили чарующее, магическое впечатление, заставляли остановиться и любоваться ими. Спустя много лет я научился фиксировать этот волшебный миг при помощи фотокамеры и специализированной оптики. О своём опыте я хочу поведать тебе, дорогой читатель.
Самая большая ошибка в истории физики
Сегодня мы обсудим одну из величайших нерешённых проблем фундаментальной физики — знаменитую катастрофу энергии вакуума. Что делает эту проблему такой увлекательной, так это то, что она сплетает воедино две самые успешные теории 21 века: квантовую теорию поля и общую теорию относительности, при этом демонстрируя, что что-то пошло катастрофически не так в нашей попытке понять происхождение расширения Вселенной. Чтобы разобраться, в чём собственно дело, нам придётся совершить путешествие по самым захватывающим идеям современной физики — от мельчайших квантовых флуктуаций вакуума до загадочной тёмной энергии, которая является движущей силой эволюции Вселенной.
Ближайшие события
Антикитерский механизм раскрывает свои новые секреты
В 1900 году водолаз Элиас Стадиатис, облачённый в медно-латунный шлем и брезентовый костюм, появился из моря, трясясь от страха и бормоча о «куче мёртвых голых людей». Элиас был одним из греческих водолазов с острова Сими в восточной части Средиземного моря, собиравших морские губки. Они спрятались от жестокой бури рядом с крошечным островом Антикитерой, расположенным между Критом и материковой Грецией. Когда буря утихла, они продолжили нырять за губками и случайно наткнулись на обломки кораблекрушения со множеством древнегреческих сокровищ, которые и до сих пор остаются самыми крупными из найденных подводных останков древнего мира. «Мёртвые голые люди» оказались мраморными статуями, раскиданными по морскому дну вместе со множеством других артефактов. Вскоре после этого их открытие стало причиной первых крупных подводных археологических раскопок в истории.
Один из объектов, обнаруженный на месте раскопок, кусок размером с крупный словарь, изначально оставался незамеченным на фоне более удивительных находок. Однако несколько месяцев спустя Национальный археологический музей в Афинах вскрыл глыбу, скрывавшую внутри себя бронзовые точные шестерни размером с монету. Согласно историческим знаниям начала 20-го века, подобные шестерни не могли появиться в Древней Греции, да и ни в какой иной точке мира, ещё многие века после кораблекрушения. Находка породила ожесточённые споры.
Почему телескоп James Webb так важен для науки
Космический телескоп имени Джеймса Вебба успешно стартовал 25 декабря 2021 года и сейчас движется к месту своей будущей работы на расстоянии 1,5 млн км от Земли. Все астрономы радуются успешному запуску и предвкушают выдающиеся результаты исследований, которые должны значительно расширить, а может быть и изменить наши знания о Вселенной. Почему же именно он так важен для науки, и каких достижений можно ожидать от этого результата многолетнего труда «Вебб-разработчиков»?
Шесть лет «Хаябусы-2»
«Хаябуса-2» в 21 метре над астероидом, фото JAXA
Оумуамуа — решение парадокса Ферми
...во Вселенной должно существовать значительное количество технологически развитых цивилизаций. С другой стороны, отсутствуют какие-либо наблюдения, которые бы это подтверждали. Ситуация является парадоксальной и приводит к выводу, что или наше понимание природы, или наши наблюдения неполны и ошибочны. Как сказал Энрико Ферми: «ну, и где они в таком случае?»... - Парадокс Ферми (Википедия)
Полярная звезда
Она указывает путь. Но лишь временно
Наверное это самая популярная звезда среди людей. Причем, ее популярность начала расти еще в те давние времена, когда Солнце за звезду не считали. Но если быть справедливым, то её “звездный час” наступил по историческим меркам относительно недавно, и по ним же — довольно скоротечен.
Её подозревают в какой-то особенной яркости, но она не самая яркая, а довольно заурядная в этом смысле. Кто-то считает, что она самая близкая. Но и это — неправда. Бытует мнение, что Полярная звезда видна всюду на Земле, и во всех морях и пустынях планеты можно прокладывать по ней курс. Но и это неверно. Истинную причину важности этого светила знают лишь знакомые с астрономией люди.
Чем же так знаменита Полярная звезда?
Как я снял спутники Юпитера на ТЕЛЕФОН
Перед вами первая (в истории?) фотография Юпитера и его спутников, сделанная на ТЕЛЕФОН без использования дополнительных оптических средств, таких как телескоп или внешние объективы. Только штатив, только хардкор.
Планета X. Поиски, разочарования, надежды
Мы верим в неё вопреки всем неудачам и поражениям
Если посмотреть на историю цивилизации, то более всего внимание людей привлекали те удивительные объекты или явления, которых в природе не существует. Потусторонние силы, которыми можно было бы объяснить свои собственные досадные ошибки, многочисленные боги и их божественное окружение, магия, неработающие, но соблазнительные технологии увеличения денежных накоплений, надуманные болезни — вот это всё и многое другое в разы, или в десятки, в сотни раз сильнее занимало внимание и сознание людей. А реально существующим вещам доставалось куда меньше. Умозрительная или гипотетическая Планета X — не исключение из этого эмпирического правила.
И все же давайте разберемся, откуда она взялась — эта — доселе не открытая планета? Какие были и существуют предпосылки для того, чтобы говорить о ней. И быть может есть какие-то способы выяснить наконец — возможно ли в принципе существование в Солнечной системе еще одного массивного планетоподобного объекта, или же есть возможность однозначно опровергнуть все гипотезы на этот счет?
Вклад авторов
klimkovsky 3096.4marks 2805.0lozga 2099.0ancotir 1694.7Zelenyikot 1504.0alizar 1377.4voyager-1 787.4Shkaff 764.0Petr0v1 675.0valisak 656.0