Астрономия

Во Вконтакте много разных групп. Очень много разных групп. Подавляющее большинство из них не представляют ничего интересного. По крайней мере, с точки зрения образованных людей (или, скорее, с точки зрения образования людей).

Но всё же встречаются исключения. В этой статье я перечислю те исключения, что я знаю. Скажу сразу: Это не является рекламой, за упоминание групп я ничего не получаю, список составлял сам исходя из своих личных соображений, админы этих групп даже не знают обо мне. Сами группы так же открыты и бесплатны для всех.

Одна из самых больших дискуссий в моём блоге на Хабре развернулась под статьёй «Укрощение кислорода и подводные камни терраформирования», опубликованной в апреле 2023 года (+69, 15k просмотров, 237 комментариев). В этой статье я затрагивал, в том числе, и тему «кислородной катастрофы», то есть, крайней губительности кислорода для первых анаэробных организмов. Об эволюционном смысле кислородной катастрофы подробно рассказывает знаменитый популяризатор науки Сергей Ястребов в статье «Кислородная революция и Земля-снежок», вышедшей в 2016 году в журнале «Химия и жизнь». Тема кислородной катастрофы на Хабре исследована слабо (но затрагивается в ещё одной чрезвычайно удачной статье «Мы уникальны. И, вероятно, одиноки», которую уважаемый @Barrayar опубликовал в блоге компании VK), поэтому заинтересовавшихся ею отсылаю, прежде всего, к статье господина Ястребова. Но здесь я затрону смежный вопрос, всерьёз интересующий современных астробиологов: а как быть с тем, что первая жизнь на Земле образовалась в практически бескислородный период, при отсутствии озонового слоя? Модели, описывающие роль ультрафиолета на ранних этапах биологической эволюции, сегодня даже заставляют выделять специфическую «ультрафиолетовую зону обитаемости» и присматриваться к доле ультрафиолетового излучения в спектре звёзд M и K (красных и оранжевых карликов). О соотношении убийственной и живительной роли звёздного ультрафиолета поговорим под катом.   

В нашей Вселенной, когда вы соберёте достаточно много массы в достаточно малом объёме пространства, вы неизбежно пересечёте черту: скорость, с которой вам нужно будет двигаться, чтобы преодолеть гравитационное притяжение в этой области, превысит скорость света. И когда это происходит, вокруг области неизбежно образуется горизонт событий, который выглядит, действует и ведёт себя точно так же, как чёрная дыра, если смотреть со стороны. Тем временем внутри вся эта материя неумолимо притягивается к центральной области внутри чёрной дыры. При наличии конечного количества массы, сжатой до бесконечно малого объёма, появление сингулярности будет практически гарантировано.

Предсказания о том, что мы должны наблюдать за пределами горизонта событий, чрезвычайно хорошо согласуются с наблюдениями, поскольку мы не только видели множество светящихся объектов на орбите вокруг чёрных дыр, но даже получили изображение горизонтов событий нескольких чёрных дыр напрямую. Теоретик, заложивший основы законов, по которым во Вселенной формируются реалистичные чёрные дыры, Роджер Пенроуз, впоследствии получил Нобелевскую премию по физике в 2020 году за свой вклад в физику, в том числе за идею о том, что в центре каждой чёрной дыры должна существовать сингулярность.

Но удивительным образом легендарный физик Рой Керр, открывший в 1963 году пространственно-временное решение для вращающихся чёрных дыр, только что написал новую работу, в которой опроверг эту идею, приведя несколько весьма убедительных аргументов. Вот почему, возможно, сингулярности будут существовать не в каждой чёрной дыре и какие ключевые вопросы нам следует обдумать.

• Филаменты, скрученные на наноуровне, создают световые волны, которые закручиваются по мере их прохождения

• Специалисты по квантовой физике только что нашли доказательство существования «отрицательного времени»

• Учёные уточнили процессы в ядре Земли, влияющие на продолжительность суток

• Риск развития рака снижается с возрастом, и, возможно, мы наконец-то знаем, почему

• Квантовые корреляции могут помочь разрешить информационный парадокс чёрной дыры

За всё время существования моего блога на Хабре одна из самых забавных астрофизических публикаций вышла в июле 2023 года. Она называлась «Зима наступает. Возможные астрофизические объяснения климатического хаоса в Вестеросе», и в ней я разобрал некоторые гипотетические причины (связанные с инсоляцией и небесной механикой), которые могли бы приводить к неограниченно долгим и внезапно наступающим похолоданиям в известном фэнтезийном мире, придуманном Джорджем Мартином. Времена года — интереснейшая черта земного климата, и в Солнечной системе смена сезонов также достоверно зафиксирована на Марсе, а в специфической форме — и на газовых гигантах, в частности, на Юпитере. Периодичность и продолжительность времён года определённо должна коррелировать с эксцентриситетом орбиты и с наклоном оси планеты. Поскольку вся земная биосфера функционирует в тесной взаимосвязи со сменой времён года, предполагается, что выраженная сезонность может быть биосигнатурой.

Есть ли у нас предвзятость, связанная с необходимостью наличия планеты, когда речь заходит о понимании того, где жизнь может развиваться? Если есть – то это вполне естественно. В конце концов, мы живём на одной из таких планет.

Однако планеты могут быть вовсе не обязательны для жизни, и пара учёных из Шотландии и США предлагает нам пересмотреть это мнение.

Мы считаем планеты средой обитания жизни, потому что они отвечают условиям, необходимым для её выживания. Жидкая вода, подходящая температура и давление, чтобы поддерживать её в жидком состоянии, и защита от вредного излучения — вот основные требования для фотосинтетической жизни. Но что если другие среды, даже те, которые поддерживаются самими организмами, также могут обеспечить эти необходимые условия?

Иногда в науке нужно отступить на шаг назад и ещё раз взглянуть на исходные предположения. Иногда это необходимо, когда прогресс останавливается. Один из основополагающих вопросов современности касается парадокса Ферми — противоречия между, казалось бы, высокой вероятностью существования внеземной жизни и полным отсутствием доказательств её существования.

Какие предположения лежат в основе парадокса?

Парадокс Ферми основан на том, что наша галактика — это дом для сотен миллиардов звёзд, и многие или даже большинство из них, вероятно, имеют несколько планет. Огромное количество планет заставляет нас сделать вывод, что жизнь должна быть многочисленной и что часть этой жизни должна была развиться до разумного состояния, как мы. Даже если лишь небольшой процент из них станет технологичными космическими цивилизациями, их всё равно должно быть много. Парадоксальность ситуации заключается в том, что если это правда, то должны быть доказательства. Мы должны видеть какие-то признаки того, что они где-то есть, или они должны были уже связаться с нами. Но мы их не видим.

В этом видео вы узнаете о комете Шумейкеров–Леви 9 и об одной из возможных её орбит до встречи с Юпитером. Будет показан гравитационный захват кометы газовым гигантом, её дальнейшее вращение вокруг него, распад кометы на фрагменты с последующим их падением на Юпитер.

Учёные обнаружили, что загадочные взрывы энергии, называемые быстрыми радиовсплесками (БРВ), могут возникать при столкновении астероидов со сверхплотными мёртвыми звёздами, т.н. нейтронными звёздами. При таком столкновении высвобождается достаточно энергии, чтобы обеспечить потребности человечества в электроэнергии в течение 100 миллионов лет.

БРВ — это кратковременные импульсы радиоволн, которые могут длиться от долей миллисекунды до нескольких секунд. За это время БРВ может высвободить такое же количество энергии, которое Солнцу потребовалось бы для излучения в течение нескольких дней.

Первый БРВ был замечен в 2007 году, и с тех пор эти взрывы энергии сохраняли ореол таинственности, потому что их редко удавалось обнаружить до 2017 года. Именно в этом году заработал Канадский эксперимент по картированию интенсивности водорода (CHIME), который начал часто обнаруживать БРВ.

20.12.2024, Майкл Бакли, Лаборатория прикладной физики университета Джонса Хопкинса

Солнечный зонд Parker от NASA находится в хорошем состоянии и работает в штатном режиме, приближаясь к своему самому близкому пролету рядом с Солнцем в канун Рождества.

Операторы миссии в Лаборатории прикладной физики имени Джонса Хопкинса (APL) в Лореле, штат Мэриленд, сегодня в 19:20 по восточноевропейскому времени получили сигнал от Parker через комплекс сети дальней космической связи НАСА в Канберре, Австралия, который свидетельствовал о том, что все системы космического корабля работают нормально.

Привет, Хабр! Меня зовут Андрей. Я работаю научным журналистом в российской компании «Криптонит». Увлечения у меня под стать профессии: научная фантастика и наблюдательная астрономия. Вглядываясь в звёздное небо в одну из морозных ночей, я испытал настоящее вдохновение, рецептом которого и хочу поделиться в этой статье.

Источник вдохновения

Не секрет, что время от времени все авторы переживают творческий кризис. Как можно писать проникновенно, если один день похож на другой и ничего воодушевляющего не происходит? Один из способов преодолеть кризис — полностью сменить окружение в поисках свежих идей и эмоций. Гикам вроде меня для этого прекрасно подходят астрономические наблюдения!

Раньше я ходил в Планетарий и Народную обсерваторию в парке Горького. Несколько лет назад купил телескоп, а потом и кучу аксессуаров для него. С тех пор ясными ночами я собираюсь в путь с треногой, монтировкой и рюкзаком оптики, словно на секретное задание.

Вот уже более десяти лет прошло с тех пор, как я активно переводил научно-популярные книги. Далеко не сразу в их титрах стала появляться моя фамилия, но в тот период меня это мало волновало. Я очень хотел научиться издательскому делу, в целом заниматься просвещением и иметь ранний доступ к максимально свежим научно-популярным книжкам. В тот период я уже не первый год сотрудничал с Дмитрием Гурским, который готовил в одной из своих ранних компаний «Ideanomix» макеты для крупных российских издательств, в частности, «ЭКСМО». Именно от него весной 2011 года я получил в перевод одну из самых необычных книг в моей практике. Написал её кембриджский профессор Джон Бэрроу (1952-2020), и в оригинале она называлась «Cosmic Imagery». Только в 2014 году переведённая книга вышла в издательстве «ЭКСМО» под названием «История науки в знаменитых изображениях».

Наверное, именно эта книга, настолько же эклектичная, насколько и богато иллюстрированная, предвосхитила мой интерес к Хабру, вернее, к той его части, которая впоследствии стала называться «Гиктаймс» (и вновь влилась в «Хабр»). Сегодня я расскажу о наиболее запомнившихся мне сюжетах из этой книги и о том, какой огромной ценностью обладали научные иллюстрации сотни и тысячи лет назад.

На исходе 2021 года я опубликовал в этом блоге перевод статьи Шона Раймонда (Sean Raymond) «Гипотетическая звёздная система с 416 планетами в зоне обитаемости». Автор создал компьютерную симуляцию, демонстрирующую подобное астроинжереное сооружение, создатели которого попытались бы упаковать максимально возможное количество планет земного типа на комфортном расстоянии от звезды. Стабильная структура такого рода могла бы получиться, если бы для всех планет был тщательно подобран орбитальный резонанс, а также все планеты располагались бы на своих орбитах не поодиночке, а попарно, и каждая пара обращалась одновременно вокруг звезды и вокруг общего центра масс этой пары.

В 2023 году среди данных, полученных на чилийском телескопе ALMA, были, наконец, обнаружены две планеты, обращающиеся по одной и той же орбите возле родительской звезды PDS 70. Это красный карлик, расположенный в созвездии Центавра на расстоянии 370 световых лет от Солнца.

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.

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».

Размышляя о том, зачем я живу и в чем смысл моего существования, я пришел к мысли, что человечеству захватить Млечный путь.

Невероятно эффективное общество, где каждый поддерживает друг друга. В котором существует полная свобода для развития. Где доступ к ресурсам находится в свободном доступе у каждого индивида, кто трудится на благо общества.

В 1981 году Алан Гус опубликовал статью о квантовой инфляционной модели Вселенной, где предположил наличие «инфлатона» — гипотетического квантового поля, которое обеспечивает ускоренный разлет Вселенной из точки сингулярности — то есть, является пружиной Большого взрыва.

Вселенная перед периодом инфляции имела размер 10^-54 см и возраст 10^-37 секунды (Alan Guth “The Inflationary Universe”, 1997). Инфлатон ускоренно расширял эту крошечную Вселенную до возраста в 10^-35 секунды, успев увеличить ее примерно до метрового размера. Такое колоссальное (на 56 порядков) увеличение в размере делало Вселенную практически плоской и однородной: все неоднородности, включая начальную кривизну, выглаживались и растягивались.

После периода инфляции, Вселенная, надутая до размеров большой тыквы, продолжала расширяться уже по инерции, без ускорения, потому что квантовый инфлатон, мгновенно сделав свое дело, волшебным образом выключался.

Ключевой момент инфляционной космологии, которая в настоящее время доминирует среди ученых, это появление огромной Вселенной из ничего: «Если инфляция права, все может возникать из ничего или, по крайней мере, из очень малого. Если инфляция права, вселенная может быть названа, в конечном счете, бесплатным обедом.» Алан Гус (2002).

Любой человек тут же спросит: А как быть с законом сохранения энергии? Тут литр бензина без денег не получишь, а ребята ухитрились состряпать огромную Вселенную бесплатно!

Инфляционисты объясняют: «Закон сохранения энергии не нарушается за счёт того, что отрицательная гравитационная энергия в фазе инфляционного расширения всегда остаётся в точности равной положительной энергии вещества Вселенной, так, что полная энергия Вселенной остаётся равной нулю» (Википедия, «Инфляционная модель Вселенной»).

Парадокс уничтожения информации чёрными дырами — ключ к теории квантовой гравитации или надуманная проблема, заведомо не имеющая решения? Как чёрные дыры испаряются и достигают теплового равновесия со средой, ничего не выпуская из‑под горизонта событий? Существует ли предел информационной ёмкости пространства? Может ли наша Вселенная оказаться трёхмерной голографической проекцией некой двумерной поверхности? Если вы не занимаетесь теоретической физикой или философией, поиски ответов на эти вопросы покажутся вам бесполезной тратой вычислительных ресурсов мозга. Но если вы любите парадоксы и хотите понять, как устроен мир на самом фундаментальном уровне — добро пожаловать за горизонт событий, где вступают в противоречие две основополагающие теории современной физики — квантовая теория поля и общая теория относительности.