Астрономия

На протяжении более полувека учёные пытаются ответить на извечный вопрос Ферми: «Где все?» Ответить на этот вопрос чрезвычайно сложно, отчасти из-за недостатка данных в рамках программы «Поиск внеземного разума» (SETI), вызванного исторической нехваткой финансирования и ресурсов. Однако есть и другие факторы, которые затрудняют поиск простого ответа. В формулировке «парадокса Ферми», главными сторонниками которой являются Майкл Харт и Фрэнк Типлер, предполагается, что развитые цивилизации естественным образом будут стремиться выйти за пределы своей родной планеты и колонизировать другие звёздные системы.

Однако многие исследователи критикуют эту точку зрения, подчёркивая сложность создания плацдармов в совершенно «чуждой» для них среде (например, теория перколяции и гипотеза Авроры). Существует также проблема общей теории относительности (ОТО), которая устанавливает, что путешествие со скоростью, превышающей скорость света, невозможно, если не допустить существования экзотической физики, которая пока нам неизвестна. В недавней статье группа исследователей рассмотрела несколько сценариев, в которых цивилизация могла бы расширяться в релятивистской Вселенной, и пришла к выводу, что это возможно в течение (как можно разумно предположить) срока жизни цивилизации.

Привет, Хабр.

Одним из самых успешных переводов, опубликованных в уходящем году в этом блоге, стала статья «Что, если мы никогда не найдём тёмную материю?», которой я завершил февраль. Среди множества объяснений, почему тёмная материя остаётся «чёрным ящиком» астрономии, авторы предполагают, что она может быть заключена за горизонтами событий чёрных дыр — как огромных, так и совсем мелких, которые из-за своего малого или даже микроскопического размера до сих пор не обнаружены. Однако уже после этой статьи данная идея получила на Хабре интересное развитие: сначала в марте уважаемый @SLY_G перевёл статью Роберта Ли «Заперта ли наша Вселенная внутри чёрной дыры»? Затем уже в июне в корпоративном блоге FirstVDS вышла крайне успешная статья уважаемого @virtual_explorer «Наша Вселенная находится внутри сверхмассивной черной дыры — исследование» (почти 190 000 просмотров). Эти источники также вывели меня на интересную гипотезу о природе тёмной энергии, о которой я и хочу рассказать вам под катом. Гипотеза глубоко оккамовская, поэтому не премину посоветовать вам книгу Джонджо Мак-Фаддена «Жизнь проста», где подробно разобрано применение метода Оккама в науке.

Большой коллектив российских ученых из ведущих физических институтов Москвы, Нижнего Новгорода, Сарова и Санкт-Петербурга представил амбициозный проект нового эксперимента по поиску аксионов — гипотетических частиц, считающихся одними из главных кандидатов на роль темной материи. Предложенная установка, получившая название «Космологический Аксионный Саровский Галоскоп» (CASH), будет использовать уникальные однофотонные детекторы на основе джозефсоновских переходов, что позволит ей преодолеть фундаментальный квантовый предел чувствительности и достичь рекордных показателей в ранее неисследованной области масс. Этот прорыв может наконец пролить свет на природу загадочной субстанции, составляющей более 80% всей материи во Вселенной. Описание проекта опубликовано  в журнале Physical Review D.

Предыдущие части:

«Геометрическая головоломка на выходные»,
«Электродинамика виртуальной Вселенной»,
«Механика виртуальной Вселенной»,
«Квантовая механика виртуальной Вселенной (Часть I)»,
«Квантовая механика виртуальной Вселенной (Часть II)»
«Релятивизм виртуальной Вселенной»
«Космология виртуальной Вселенной (Часть I)»

Здравствуйте, дорогие читатели.

В предыдущей части мы рассмотрели космологию виртуальной Вселенной в квазистатическом приближении и показали, что глобальный радиус компактного пространства S³ играет роль фундаментального параметра, связывающего между собой масштаб энергий, массы вихревых решений и ряд физических констант. Для понимания дальнейшего изложения знакомство с предыдущей частью является необходимым; все основные допущения и обозначения вводились именно там.

В этой статье мы сделаем следующий, более рискованный шаг. Мы перейдём от статической картины к обсуждению динамики фазовой Вселенной, рассмотрим различие между глобальным и локальным временем, а также покажем, каким образом в SU(2)-фазовой модели могут возникать эффекты, традиционно интерпретируемые как космологическое расширение и красное смещение — без прямого введения метрического расширения пространства.

Важно подчеркнуть, что дальнейшие рассуждения носят исследовательский характер. Цель этой части — не предложить завершённую альтернативу стандартной космологии, а проверить, насколько далеко можно продвинуться, оставаясь в рамках ранее введённой фазовой структуры, и какие новые вопросы при этом неизбежно возникают.

• Учёные обнаружили гигантскую чёрную дыру, из которой вырываются ветры со скоростью более 130 миллионов миль в час

• Гравитационные линзы помогли вынести вердикт по поводу реальности «хаббловской напряжённости»

• В новом крупном отчёте учёные объяснили, зачем нам лететь на Марс

• Фотобомбинг спутниками снимков телескопа «Хаббл» растёт опасными темпами

• Гигантская вращающаяся цепочка галактик — «вероятно, самый большой вращающийся объект» в известной Вселенной

Предыдущие части:

«Геометрическая головоломка на выходные»,
«Электродинамика виртуальной Вселенной»,
«Механика виртуальной Вселенной»,
«Квантовая механика виртуальной Вселенной (Часть I)»,
«Квантовая механика виртуальной Вселенной (Часть II)»
«Релятивизм виртуальной Вселенной»

Здравствуйте, дорогие читатели.

Предлагаю Вашему вниманию продолжение цикла статей о физике виртуальной Вселенной. Мы прошли длинный путь и смогли многое описать в рамках поля на сфере S³ с помощью модели Скирма, дополненной членом потенциала вакуума и расширенной на всё пространство. В самом начале, когда мы принимали гипотезу об общей замкнутости геометрии нашей виртуальной Вселенной и представили её в виде сферы S³ — мы приняли её радиус >= 10²⁸ сантиметров, чтобы не конфликтовать с наблюдениями жителей этой самой виртуальной Вселенной о «плоскости» пространства. На тот момент, объяснение такого выбора было «заметено под ковёр», о чём я честно написал в заключении первой статьи. Кроме того я отметил, что к этому параметру нам ещё придётся вернуться. Это время пришло. Итак, давайте займёмся большим, в прямом и переносном смысле, делом — попробуем описать космологию нашей виртуальной Вселенной.

Дисклеймер: Эта глава в первую очередь адресована специалистам и тем, кто привык критически относиться к фундаментальным моделям, хотя, надеюсь, она будет интересна и более широкой аудитории.

Я не рассматриваю изложенную здесь модель как завершённую или окончательную теорию. Скорее, это попытка последовательно проверить, может ли единая фазовая SU(2)-структура дать связное описание известных физических масштабов — от микрофизики до космологии без введения дополнительных постулатов.

Большой коллектив российских ученых из ведущих научных центров, включая Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Объединенный институт ядерных исследований, НИЦ «Курчатовский институт», МФТИ и Институт ядерных исследований РАН, провел один из самых чувствительных в мире поисков больших дополнительных измерений Вселенной. С помощью уникального детектора DANSS, расположенного в непосредственной близости от энергетического ядерного реактора на Калининской АЭС, физики проанализировали рекордные 5.8 миллиона событий взаимодействия антинейтрино. Хотя прямого подтверждения существования «скрытых миров» найдено не было, полученные результаты установили самые жесткие на сегодняшний день ограничения на их возможные параметры и с высокой долей уверенности исключили гипотезу о дополнительных измерениях как объяснение многолетних загадок в физике нейтрино. Результаты исследования опубликованы в журнале JETP Letters.

У вас когда-нибудь была мечта, которая поднимает посреди ночи, и вы на цыпочках идете через спящий дом к компьютеру — посмотреть, что показывает ваш телескоп? Поймал ли он 3I/ATLAS, с джетами или без, как слабую точку или как большой объект с необычно яркой комой? Эти ночи — мои будни уже 3 месяца. И сегодня я расскажу, как любитель-астроном исследует самый необычный межзвездный объект за всю историю человечества:

Международный коллектив ученых из Института космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН), МФТИ и Бэйханского университета (Китай) обнаружил ранее неизвестный механизм ускорения частиц и перераспределения энергии в магнитном хвосте Земли. Анализируя данные миссии NASA Magnetospheric Multiscale (MMS), исследователи показали, что турбулентные потоки плазмы, удаленные от основной зоны высвобождения энергии, сами становятся источниками мощных, но локальных «микро-ускорителей». Эти процессы сопровождаются генерацией интенсивных электростатических волн, служащих маркерами скрытых событий. Результаты работы, меняющие представление о динамике космической плазмы, опубликованы в журнале JETP Letters. Исследование поддержано грантом 23-12-00031 Российского научного фонда.

11.12.2025, Эван Гоф, Universe Today

Новое исследование, которое будет опубликовано в журнале The Astronomical Journal, описывает наблюдения JWST планеты TRAPPIST-1e, примерно такого же размера, как Земля, которая стала одной из главных целей в науке об экзопланетах. Исследование посвящено методу удаления звездного загрязнения из наблюдений атмосфер экзопланет с помощью JWST.

Коллектив ученых из Объединенного института высоких температур РАН и Московского физико-технического института обнаружил неожиданную и сложную связь между движениями парных пылевых частиц в плазме. Исследователям удалось показать, как неоднородность «кильватерного следа», оставляемого одной частицей, заставляет другую колебаться в вертикальном направлении в такт удвоенной частоте их горизонтальных смещений. Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда (номер  20-12-00372), опубликованы в журнале Physics of Plasmas.

Пылевая плазма — это ионизированный газ, содержащий микроскопические твердые частицы, которые называют пылинками. Такая среда встречается повсюду: от межзвездных облаков и колец Сатурна до промышленных установок для производства микрочипов и термоядерных реакторов. В лабораторных условиях ученые часто имеют дело с плазмой, в которой ионы движутся направленно, образуя поток. Когда в такой поток попадает отрицательно заряженная пылинка, она начинает вести себя как своеобразный гравитационный центр для положительных ионов. Подобно тому, как лодка оставляет за собой кильватерный след на воде, заряженная частица в потоке ионов создает за собой область возмущения — так называемый ионный кильватерный след. Этот след представляет собой вытянутую область с избытком положительного заряда, которая может притягивать другие отрицательно заряженные пылинки. Благодаря этому механизму частицы способны выстраиваться в упорядоченные структуры, например, в вертикальные цепочки. Однако до сих пор оставалось много вопросов о том, как именно неоднородная структура этого следа влияет на тонкую динамику частиц внутри таких ансамблей

 AXIS (Advanced X-ray Imaging Satellite) - следующая важная рентгеновская обсерватория. Основная задача - построение изображений в рентгене. Проект сложный, дорогой (около миллиарда). Пока НАСА одобрила только стадию А (в 2026 г. должны окончательно решить — да или нет). Полетит не раньше 2032 г. 

Почти на 600 страницах рассказывается, почему астрономы ОЧЕНЬ хотят такой инструмент. Надо идти дальше, чем позволили продвинуться Чандра и XMM‑Newton. Для этого нужен новый прорывной спутник. За 25 лет этого века было запущено несколько рентгеновских аппаратов, но все они недостаточно крутые для нового прорыва. Японский XRISM хорош, но не все идеально, и это не мегапрорыв (а жаль!). eRosita отлично начала, но дальше вы знаете.... Кажется, что европейская New Athena тоже недостаточна для большого шага вперед (но все равно хочется, чтобы аппарат сделали и запустили, пока планы на 2037 г., но все еще отложится, увы). Так что хотим AXIS, а потом (уже в середине века) — Lynx.

Физики-теоретики из МФТИ, НИЦ «Курчатовский институт» и Физического института им. П.Н. Лебедева РАН разработали новый математический аппарат для описания поведения квантовых полей в космологических масштабах. Их работа не только проясняет, как тонкие квантовые эффекты влияют на эволюцию Вселенной, но и предсказывает, как эти эффекты определят конечную судьбу самого пространства-времени. Этот подход позволяет разрешить давние противоречия в теории и открывает путь к пониманию таких фундаментальных загадок, как природа тёмной энергии и стабильность вакуума. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review D.

Пригодность планеты для жизни определяется совокупностью многих факторов. До сих пор наши исследования потенциально пригодных для жизни миров за пределами нашей солнечной системы сосредоточивались исключительно на их положении в «обитаемой зоне» их солнечной системы, где их температура определяет, может ли на их поверхности существовать жидкая вода. В последнее время к этому ограничению добавился ещё и состав атмосферы. Отчасти это связано с техническими ограничениями доступных нам инструментов — даже мощный космический телескоп Джеймса Уэбба способен видеть только атмосферы очень больших планет, расположенных поблизости. Но в ближайшие десятилетия мы получим новые инструменты, такие как Обсерватория обитаемых миров (ООМ), которые будут специально приспособлены для поиска потенциально пригодных для жизни миров. Так что же нам нужно будет искать с их помощью? В новой статье, доступной в препринте на arXiv, Бенджамин Фарси из Университета Мэриленда и его коллеги утверждают, что для того, чтобы оценить шансы образования жизни на планете, мы должны изучить, как она образовалась.

Коллектив исследователей из МГУ им. М.В. Ломоносова, Института системного анализа РАН и МФТИ провел детальное численное моделирование, раскрывающее уникальные аэродинамические эффекты при полётах в разреженной атмосфере Марса. Оказалось,  что при посадке летательного аппарата вязкость тонкого марсианского воздуха создает неожиданный стабилизирующий момент, что также позволит реализовать  машущий полёт исследовательских дронов. Результаты работы опубликованы в журнале Acta Astronautica при поддержке гранта РНФ номер 24-71-10026.

Полёты на Красной планете — это вызов для инженеров. Атмосфера Марса почти в сто раз менее плотная, чем земная, что кардинально меняет законы аэродинамики. Движение в такой среде происходит при так называемых низких числах Рейнольдса, когда силы инерции уступают силам вязкости. Это означает, что все интуитивные представления о полёте, основанные на земном опыте, требуют пересмотра. Особенно критичным становится понимание динамики вблизи поверхности — на финальном этапе посадки, когда любая нестабильность может привести к катастрофе.

Чтобы пролить свет на эти сложные процессы, ученые поставили перед собой две цели: во-первых, детально изучить, как близость к поверхности влияет на силы, действующие на тонкое крыло, а во-вторых, оценить, можно ли в таких условиях создать эффективный двигатель по принципу машущего крыла насекомого. Для этого они использовали сложный численный метод, основанный на решении сингулярных интегральных уравнений, который позволил с высокой точностью промоделировать движение тонкой пластины в разреженном газе.

В 72 году до н. э. Римская республика уже взяла курс на создание империи. Постоянно растущая средиземноморская держава вовлечена в очередной конфликт, и римский полководец Луций Лициний Лукулл зафрахтовал целый флот, чтобы перевезти домой богатства из недавно разграбленных регионов.

Хотя большинство кораблей в конечном итоге достигают своего пункта назначения в порту Остия, к юго-западу от Рима, один греческий корабль, загруженный драгоценностями, монетами, статуями, стеклянными изделиями и бронзовыми шедеврами, так и не прибывает. Когда судно пересекает Эгейское море, сильная буря бросает его на скалистый берег острова под названием Антикитера. Столкновение разорвало корпус корабля толщиной 13 см, в результате чего он погрузился на глубину более 30 м под воду и в конце концов упокоился на подводном склоне у побережья острова.

Это история — или, по крайней мере, одна из историй — о том, как один из самых загадочных археологических объектов в мире, антикитерский механизм, начал своё 2000-летнее пребывание на дне Эгейского моря. Точное определение происхождения механизма, включая тайну того, как и когда затонул корабль, — это только начало.

Физики-теоретики из МФТИ и НИЦ «Курчатовский институт» предложили новое осмысление одной из самых запутанных и давних проблем классической электродинамики — парадокса излучения вечно равномерно ускоренного заряда. Их работа показывает, что излучение вечно равномерно ускоренного заряда действительно существует, и этот факт не зависит от системы отсчета. Основной вопрос сводится к тому, какой наблюдатель способен его зарегистрировать и как это излучение проявляется в различных координатных системах. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review D.

Известно, что любой ускоряющийся электрический заряд должен испускать электромагнитные волны, то есть излучать энергию. Этот принцип лежит в основе работы всего, от радиоантенн до синхротронов. Однако в этом простом правиле скрывается глубокий парадокс, который десятилетиями ставил в тупик ведущие умы. Он связан с принципом эквивалентности Эйнштейна, согласно которому наблюдатель в замкнутой лаборатории не может отличить однородное гравитационное поле от равноускоренного движения. Означает ли это, что все заряды на поверхности нашей планеты непрерывно излучают энергию? Если да, то откуда она берётся? А если нет, то не нарушается ли фундаментальный принцип электродинамики?

В лесах на крайнем севере Миннесоты группа учёных охотится за призраками. Но не за паранормальными явлениями вроде призраков умерших родственников. Они ищут одну из самых неуловимых частиц во Вселенной. Частицу настолько важную, что она может содержать ключ к объяснению того, почему вообще что-либо существует.

Мы называем их нейтрино. Впервые они были обнаружены в начале 20 века, когда физики заметили, что в некоторых ядерных реакциях мы что-то упускали: энергия и импульс входов не равнялись выходам. Ответом оказалась новая, ранее неизвестная частица, продукт реакций, который сначала проскользнул незамеченным. Легендарный физик Энрико Ферми дал нейтрино их название, что на итальянском языке означает «маленькие и нейтральные».

В апреле 2025 года Крымская астрофизическая обсерватория проводила день открытых дверей. Наиболее яркой частью этого мероприятия стала беседа с профессиональным астрономом Сергеем Назаровым. В ходе неё нам удалось выяснить, каким образом астрономия развилась от кустарной оптики Галилея до предикативных методов наблюдения и зажигания искусственных звёзд. Много внимания было уделено и техническим аспектам, начиная от непосредственного наблюдения человеческим глазом и заканчивая тонкостями работы с ПЗС-матрицами. Наш обзор позволяет взглянуть на фундаментальную науку изнутри и понять, сколько труда лежит за сноской об открытии очередного околоземного астероида, сверхновой звезды или малоизвестной экзопланеты.

Что есть реальность? То, что мы можем увидеть? Но, одев очки виртуальной реальности, мы тоже видим множество вещей, что не есть реальностью. Фантазии на тему того, что окружающий нас мир является всего лишь симуляцией циркулируют в научной фантастике уже очень давно. Однако с выходом фильма «Матрица» поклонников данной гипотезы стало в разы больше. Конечно, нам бы сильно хотелось верить в то, что все ужасы окружающего мира, часто являющиеся творениями нас самих, являются не более чем симуляцией, из которой можно вырваться на свободу. Однако, такой эскапизм полностью противоречит законам природа, в частности физики. Ученые из Университета Британской Колумбии (Ванкувер, Канада) провели исследование, в котором сформировали доказательства того, что наша Вселенная вполне реальна. Как именно ученым это удалось, мы узнаем из их доклада.