Астрономия

Насколько вы уверены в истинности своих ощущений, мыслей и воспоминаний? А на чём эта уверенность основана? Как вы докажете, что окружающий мир реально существует, а не является вашей галлюцинацией? Ведь любые утверждения об этом мире на самом деле являются утверждениями о состоянии вашего мозга. Возможно, всё ваше прошлое – это ложные воспоминания, которые появились вместе с вами пять минут назад. Апеллировать к здравому смыслу, субъективному опыту и научному консенсусу бесполезно, они тоже могут оказаться иллюзией. К тому же физические теории скорее подтверждают, чем опровергают такой сценарий. Или мы просто чего-то недопонимаем?

Должен заранее предупредить: если вы до сих пор ничего не слышали о больцмановских мозгах и бесконечных обезьянах, после прочтения данной статьи ваш мир уже не будет прежним – есть риск, что он вместе с вами растворится в вакууме, ну или как минимум заработаете экзистенциальный кризис. А если вы знаете, о чём пойдёт речь, и даже сами не раз задумывались над этими парадоксами, не спешите откладывать чтение – здесь я предлагаю решение проблемы, с которой учёные не могут справиться уже больше ста лет. Добро пожаловать в мир статистической механики – мир больших чисел и чудесных случайностей.

Для тех, кто занимается только мирскими проблемами, это может быть неочевидно, но у космологов, стремящихся раскрыть самые глубокие тайны Вселенной, нет недостатка в проблемах, которые не дают им спать по ночам. «Тёмная материя» — это краткое объяснение того, что галактики вращаются гораздо быстрее, чем это позволяет гравитация их видимой в телескопы материи. Не будем забывать и о «тёмной энергии» — предпочтительном решении загадки расширения Вселенной быстрее, чем кто-либо ожидал, причём ускоренными темпами. Между тем гипотетическая «эволюционирующая» форма тёмной энергии могла бы разрешить так называемое «хаббловское противоречие» — термин, используемый для обозначения основных разногласий между исследователями по поводу современной скорости космического расширения.

Хотели бы видеть сквозь стены? А узнать, что происходит в центре Солнца или как развивалась Вселенная? Я бы очень хотел. В этом может помочь новейший нейтринный детектор — прибор, который ловит нейтрино, те самые загадочные частицы. Сколько же ученые с ними натерпелись!

Нейтрино были предсказаны физиком Вольфгангом Паули еще в 1930 году. Но чтобы обнаружить их, понадобилось больше четверти века. Дальше — интереснее. Оказалось, их целых три сорта, а масса нейтрино не описывается существующей Стандартной моделью, которая точно предсказывает свойства всех остальных элементарных частиц — от электронов и фотонов до бозона Хиггса. Если хотите узнать подробнее о непоседливых частицах, напишите об этом в комментариях. Возможно, в следующий раз напишу пост именно об этом.

Я — Саша Баулин из команды МТС. Сегодня обсудим, как удается поймать почти неуловимые нейтрино. Какую информацию от них мы получаем и чем отличился в этой охоте европейский нейтринный телескоп KM3NeT (Cubic Kilometre Neutrino Telescope)? Поехали!

На протяжении всей космической истории галактики сливаются во всё более крупные структуры. Когда галактики сливаются, сверхмассивные чёрные дыры, находящиеся в их центрах, в конце концов тоже должны слиться, образовав ещё более гигантскую чёрную дыру.

Однако на протяжении десятилетий астрофизиков мучил один вопрос: как сверхмассивные чёрные дыры могут сблизиться настолько, чтобы начать крутиться вокруг друг друга по спирали и в итоге слиться воедино? Согласно расчётам, когда сближающиеся дыры достигают так называемого финального парсека — расстояния около одного парсека, или 3,26 световых лет, — их продвижение останавливается. По сути, они должны вращаться друг вокруг друга бесконечно долго.

Астрофизики провели небольшое исследование, касающееся происхождения жизни на нашей планете. Они сопоставили наличие радиоактивных элементов на морском дне с периодичностью космических взрывов, в результате которых эти элементы и могли появиться. А после соотнесли эти факты с эволюционными изменениями вирусов в озере в Африке.

У мёртвых звёзд есть множество способов взорваться. Астрономы обнаружили это взрывное разнообразие, когда оценили 3628 взрывающихся белых карликов в ходе обзора неба нового поколения, проведённого с помощью Zwicky Transient Facility (ZTF) в период с марта 2018 по декабрь 2020 года.

Этот набор данных о близко расположенных к нам сверхновых в несколько раз превышает по количеству предыдущие аналогичные выборки. Это важнейшее событие в нашем понимании жизненного цикла звёзд с массой, подобной солнечной, которые после гибели образуют белые карлики. Лучшее понимание сверхновых типа Ia может помочь разгадать тайну тёмной энергии — странной силы, заставляющей Вселенную расширяться с ускорением.

Сегодня Вселенная уже не та, что была вчера. С каждым мгновением происходит множество тонких, но важных изменений, даже если многие из них незаметны на измеримых человеческих временных шкалах. Вселенная расширяется, а это значит, что расстояния между крупнейшими космическими структурами со временем увеличиваются.

Секунду назад Вселенная была немного меньше, через секунду она будет немного больше. Но эти тонкие изменения накапливаются в течение больших космических временных масштабов и влияют не только на расстояния. По мере расширения Вселенной меняется относительная значимость излучения, материи, нейтрино и тёмной энергии. Меняется температура Вселенной. И то, что вы увидите в небе, тоже сильно изменится. Всего, существует шесть различных эр, на которые можно разделить Вселенную, и мы уже живём в последней из них.

Большая часть той материи, из которой состоит Вселенная, является невидимой. Можно измерять тяготение (гравитационное воздействие) этой тёмной материи на орбитах звёзд и галактик. Заметно, как она искривляет проходящий мимо неё свет, а также мы можем фиксировать воздействие тёмной материи на реликтовое излучение, оставшееся от первобытной плазмы, существовавшей непосредственно после Большого Взрыва. Эти сигналы измерены с исключительной точности. Есть все основания полагать, что тёмная материя повсюду. Но нам по-прежнему неизвестно, что она собой представляет.

• На этой неделе в небе произойдёт редкий парад 7 планет

• Чёрная дыра в центре нашей Галактики «бурлит» от активности

• Космические силы США впервые показали секретный космический самолёт X-37B на орбите

• Неужто астрономы стали свидетелями формирования «странной звезды»?

• Учёные наконец-то нашли странный лёд, который может образовываться на иных планетах

Переходим от философской составляющей гипотезы «всё из кубита» к её математической основе – цифрам и формулам, определяющим вычислительную природу реальности. Если Вселенная – квантовый компьютер, что является её «железом», какие физические процессы можно считать логическими операциями и по каким алгоритмам она обрабатывает информацию? Не являются ли эти квантовые алгоритмы «мыслями» Вселенной, процесс вычисления – решением некоего уравнения, а жизнь и разум – единственным правильным ответом? Есть ли закономерность в сходстве космической паутины сверхскоплений галактик и нейронной сети человеческого мозга? Может ли Вселенная оказаться чьим-то мозгом и обладать сознанием? Достаточно ли у Вселенной вычислительных ресурсов, чтобы создать полную симуляцию самой себя?

На все поставленные вопросы я отвечу в данной статье, опираясь на расчёты одного из основоположников теории «всё из кубита» Сета Ллойда. Также мы разберёмся с тремя физическими пределами, ограничивающими скорость вычислений и объём памяти компьютеров – пределом Бремерманна, пределом Бекенштейна и пределом Ландауэра. Заодно посмотрим, как будут выглядеть работающие на этих пределах устройства – предельный ноутбук и сингулярный компьютер.

Белые карлики — это останки некогда ярких звёзд главной последовательности, таких как наше Солнце. Они очень плотные, а в их недрах больше не идёт синтез. Свет, который они излучают, происходит только от остаточного нагрева.

Астрономы сомневались в том, что белые карлики могут содержать пригодные для жизни планеты, отчасти из-за бурного пути, который они проходят, чтобы стать белыми карликами, но новые исследования говорят об обратном.

Белые карлики сравнительно малы, поэтому пригодные для жизни зоны вблизи них будут столь же малы. Такие зоны могут находиться на расстоянии от 0,0005 до 0,02 а.е. от звезды. На таком расстоянии любые планеты попадут в приливный захват. Одна сторона планеты будет страдать от парникового эффекта, а другая — быть холодной. Ещё одна проблема связана с существованием самих планет у белых карликов. Есть основания полагать, что они существуют, но их количество неизвестно.

Кометы, эти сгустки низкотемпературных льдов, способные образовывать кому и хвосты во время сближения с Солнцем, — обычное дело для академической астрономии. Общее число комет в поясе Койпера и облаке Оорта измеряется в 1012 объектов по нижней границе. Тем не менее сближение яркой кометы с Землёй и её наблюдение невооружённым глазом — достаточно редкое явление, которое неизбежно вызывает общественный резонанс. Вслед за ним происходит ожидаемый всплеск интереса к космосу. За примерами далеко ходить не надо — в октябре 2024 года своим появлением нас порадовала C/2023 А 3 Цзыцзиньшань/ATLAS. 

О том, легко ли «поймать» комету в объектив камеры, какое оборудование и софт лучше использовать, а также что изменилось для городской астрономии за прошедший год, рассказывает Алексей Репях — популяризатор науки и руководитель проекта «Звездонавты». Сообщество, созданное Алексеем, смогло получить уникальные снимки кометы C/2023 А 3 Цзыцзиньшань/ATLAS, а также стать первой любительской группой, которая осуществила фотофиксацию этого небесного тела с территории России.

Большинство открытых нами экзопланет обнаружены благодаря транзитному методу. Когда экзопланета проходит мимо своей звезды, уменьшение яркости звёздного света сообщает астрономам о наличии планеты. Анализируя свет, можно узнать о размере планеты и свойствах её атмосферы. Однако поверхность звезды не всегда равномерно прогрета. На ней могут быть как более горячие и яркие участки, так и более холодные и тусклые, которые меняются с течением времени.

Новое исследование утверждает, что такие «темпераментные» звёзды искажают наше представление об экзопланетах.

В третьей части видео об астероиде Камоалева, который является квазиспутником Земли, предлагается взглянуть на него с необычной точки зрения. Астероид будет помещён в центр системы координат, что позволит рассмотреть, как движется Земля относительно него. На самом деле эта траектория аналогична траектории астероида относительно планеты. Но из-за наличия у Земли Луны движение нашей планеты относительно Камоалевы выглядит особенно завораживающим.

• Таинственные радиационные пояса обнаружены вокруг Земли после эпической солнечной бури

• Найдена сверхскоростная звезда с экзопланетой, едва поспевающей за ней

• Суперкомпьютер провёл самую большую и сложную симуляцию Вселенной за всю историю человечества

• Ровер НАСА «Кьюриосити» запечатлел разноцветные облака, дрейфующие над Марсом

• Везде ли Вселенная ведёт себя одинаково? Слабое гравитационное линзирование может дать ответ

В конце концов, люди, возможно, не такие уж и особенные во Вселенной.

14.02.2025, Лорен Леффер, popsci.com

Многое должно было произойти, чтобы мы (люди) оказались здесь (на Земле). Наш вид стал возможен, потому что заполненная водой планета вращается на определенном расстоянии от звезды определенного размера. Прежде чем мы смогли эволюционировать, должны были появиться живые клетки, животные и приматы. Рыба должна была выйти на сушу. Если учитывать множество необходимых предпосылок и предшественников на извилистом пути нашей эволюции, может показаться случайным, граничащим с чудом, то, что мы вообще существуем. 

На протяжении десятилетий эта идея подкреплялась моделью «трудных шагов» происхождения человечества, согласно которой наше появление было крайне маловероятным, учитывая сколько времени нам потребовалось на эволюцию по сравнению с общим временем существования Солнца и Земли. Согласно модели «трудных шагов», эта крайняя неправдоподобность справедлива для всей Вселенной: эволюция любой разумной жизни, подобной человеческой, была бы маловероятной на любой планете.

Как геологическая карта лунного ударного кратера, образовавшегося миллиарды лет назад, может помочь будущим человеческим и роботизированным экспедициям на лунную поверхность? Именно на этот вопрос отвечает недавнее исследование, опубликованное в журнале The Planetary Science Journal. Международная группа исследователей составила, пожалуй, самые глубокие, полные и подробные геологические карты моря Восточного, которое представляет собой одну из крупнейших и древнейших геологических структур на Луне. Это исследование может помочь учёным, инженерам и планировщикам миссий разработать миссии по сбору и возвращению образцов, которые смогут установить абсолютный возраст геологии Луны, что приведёт к лучшему пониманию формирования и эволюции Луны и Земли.