Физика

В этом посте максимально подробно разберу процесс формирования НЗ, ибо обычно все популярные объяснения ограничиваются фразой «коллапс массивной звезды».Забавно, кстати, что здесь гораздо чаще будут упоминаться нейтрино, а не нейтроны.

Отправимся в путешествие по просторам Вселенной. Наша цель — найти массивную, тяжестью более восьми Солнц (), звезду. Далее нам нужно затаиться и ждать пару десятков миллионов лет, пока в её центре не сформируется железное ядро. Тогда дальнейший термоядерный синтез уже не будет выделять энергию, необходимую для поддержания давления, которое уравновешивает собственную гравитацию звезды и не даёт ей схлопнуться. Ядро некоторое время будет удерживаться от коллапса давлением вырожденных электронов, возникающим благодаря принципу Паули (см. ниже), а потом...

Prof. D.E. Hughes (1879) V. Induction-balance and experimental researches therewith , The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science

Человек всегда хотел проникнуть в то, что невозможно для невооруженного глаза и одним из наиболее интересовавших его областей — было разработать некоторый способ для нахождения металлов в недоступных зрению местах, так как их имеется весьма большое количество и разнообразие: например, под землёй, в теле человека, в стенах и т.д. 

Трудно переоценить важность этой задачи, которая привела к появлению примечательного изобретения, в дальнейшем, с последующими модификациями, широко распространившегося и применяющегося повсеместно — да, речь пойдёт об металлоискателе, но не о том, что всем известно, а о том, что, пожалуй, легло в основу всего направления… 

Здесь, на Хабре, мы сталкиваемся с массой статей, претендующих на научную ценность. Чтобы четче понимать, что является научным, а что нет, @avshkolперевел свежую статью, в которой излагается современный взгляд на научный метод и показывается, как отличить то, что под него маскируется...

Представляю вам статью канадского ученого, физика-атомщика Байрона Дженнингса от 28 мая 2018 года. Это яркое, написанное простым и понятным языком, изложение того, что в современной науке принято называть научным методом. Дан широкий исторический экскурс в то, как эволюционировали методы в науке. Достается даже Эйнштейну, да что там, самому Попперу!.. Рекомендую для всех, кто хочет разобраться в том, как в современной науке отличают научно ценное от всего остального...

Представьте, что все линейки во Вселенной внезапно удлинились вдвое. Удвоились все атомы, планеты, измерительные приборы и человеческие тела. Заметил бы это кто-нибудь? Если бы все соотношения остались неизменными, это преобразование, возможно, не оставило бы никаких наблюдаемых следов. Углы треугольника остались бы прежними, Луна по-прежнему находилась бы на расстоянии в сколько-то радиусов Земли, а все единицы длины в физике увеличились бы вместе со всем, что они измеряют.

Этот мысленный эксперимент указывает на центральную идею шейп-динамики [shape dynamics] — необычной переформулировки гравитации. Согласно этому подходу, физически значимые характеристики пространства могут не включать абсолютные размеры. Важны формы, углы, относительные расстояния и то, как эти отношения изменяются. Теория заменяет привычную картину Эйнштейна о четырёхмерном пространстве-времени на нечто, больше похожее на космическую последовательность трёхмерных пространственных конфигураций.

В этой статье мы напишем код для математического моделирования и компьютерной визуализации чёрных дыр, а также запишем ключевые уравнения, описывающие их.

Самое главное уравнение‑это уравнение поля Эйнштейна в общей теории относительности (Источник [1]):

Погружаемся в июньский обзор научных статей в области астрофизики.

В этом выпуске - первичные чёрные дыры внутри звёзд, первая невзаимодействующая двойная с чёрной дырой в шаровом скоплении, и виртуальное разворачивание геркуланумского папируса!

Stay tuned...

Итан Сигел (американский астрофизик-теоретик и научный журналист, автор рубрики "Спросите Итана", один из пропагандистов современных научных знаний), опубликовал эту статью в ответ на вопрос одного из читателей. Откуда нам известны возраст и размеры наблюдаемой Вселенной? А что насчет ненаблюдаемой? Она бесконечна или конечна?

@avshkol перевел эту статью (и снабдил несколькими примечаниями). Эта работа раскрывает эволюцию научных знаний о размерах Вселенной, дает прекрасное введение в смысл уравнений Александра Фридмана и станет отличным теоретическим и историческим введением в современную космологию для начинающих.

Представьте себе кромешную темноту карстовой пещеры, куда не проникают лучи солнечного света. В таких местах обитают маленькие, но очень интересные существа — летучие мыши. В непроглядной тьме эти ночные хищники уверенно летают, огибая каждый сталактит, и ловят крошечных насекомых для пропитания. Они не видят, но «слышат» окружающий мир с помощью эхолокации.

Я захотел воспроизвести их способность с применением микроконтроллера. Так родился проект — сонар на базе STM32F429. Для его создания я использовал простые доступные компоненты: микрофон, компьютерные колонки, микроконтроллер и ноутбук для отображения результатов. В этой статье я расскажу о том, как устроено моё устройство, какие сложности возникли при реализации, и что в итоге получилось.

До начала нашего рассказа, давайте я загадаю вам загадку: можно ли выпрямить переменный ток, без полупроводниковых элементов (диоды и т.д.)? А можно ли то же самое провернуть, с точностью до наоборот — то есть, постоянный ток превратить в переменный, без сложных схем и полупроводниковых элементов? Можно ли понизить/повысить напряжение электрического тока (и другие его параметры — частоту, количество фаз) — без трансформаторов и электронных схем? 

А теперь, совсем вопрос на засыпку («вот ведь валит!» © — неизвестный студент :-D):
а можно ли теперь всю эту красоту провернуть с помощью одного и того же класса устройств?  

Как ни странно, можно, если это устройство называется «умформер» (но были и более продвинутые варианты, о них тоже будет ниже)…

Организм человека и все его составляющие системы являются чрезвычайно сложными и тесто взаимосвязанными друг с другом. Полного понимания того, как что работает, пока нет, а потому существует множество аспектов работы некоторых систем, которые и по сей день порождают множество вопросов и дискуссий. К числу таковых относится и необычное явление, когда крайне малый процент людей воспринимают низкочастотные звуки (LFSP от low-frequency sound percepts), проявляющиеся в виде гула или звуковых пульсаций. Ученые из Норвежского университета естественных и технических наук (Тронхейм, Норвегия) провели исследование, в котором попытались установить причины и/или источники этого таинственного гула. Как проводилось исследование, какие испытания использовались, и что они показали? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

В этом тексте я написал про то как упражняться в радиолокации на основе экспериментов в акустическом диапазоне. Я собрал прототип сонара и попробовал определять расстояния до условных целей.

В учебниках по физике можно прочитать, что основной закон механики, он же второй закон Ньютона, становится неточным при скоростях, близких к скорости света. А давайте проверим, так ли это. Привяжем к столбу лошадь и измерим силу, с которой животное может тянуть столб. Пусть это будет F = 1000 ньютон, т.е., приблизительно 100 кгс, что вполне по силам обычной лошади. Теперь привяжем к лошади грузик массой 1 грамм, и рассчитаем ускорение, которое, согласно второму закону Ньютона, лошадь сообщит грузику: dv/dt = F/m = 1000/0,001 = 1000000 м/с². Нетрудно рассчитать, что через 100 секунд такого ускоренного движения грузик будет иметь субсветовую скорость, что, конечно полная чепуха. Внимательный читатель сразу заметит ошибку, которую мы допустили в расчете – не учли массу самой лошади. Давайте учтем. Пусть масса лошади равна m = 200 кг. Тогда ускорение сразу уменьшится до 5 м/с², и за 100 секунд лошадь приобретет скорость лишь 500 м/с. Это, конечно, не субсветовая, но тоже немаленькая скорость. Лошадей, которые бегают со скоростью автоматной пули никто еще не видел.

Спрашивается, где же мы допускаем ошибку, которая приводит к абсурдным результатам. Ошибка заключается в том, что мы относимся к силе как к чему что-то реально существующему. На самом же деле сила, это мера взаимодействия двух тел и вне этих тел смысла не имеет. В нашем случае это взаимодействие лошади и ускоряемого груза. Но лошадь, по своей природе, не может бегать быстрее 20 м/с. Поэтому, по мере приближения к этой скорости, она будет прилагать к ускоряемому грузу все меньшее и меньшее усилие, которое при скорости 20 м/с, станет равным нулю. То есть, утверждение, что второй закон Ньютона соблюдается лишь до скоростей, когда ростом массы ускоряемого тела можно пренебречь, не совсем точно. В нашем случае закон становится существенно не точным при значительно меньших скоростях и совсем по другой причине. Наш мысленный эксперимент показал, чтобы лошадиную силу можно было использовать во втором законе Ньютона, необходимо знать, как эта сила зависит от скорости лошади. То есть, чтобы, при использовании второго закона Ньютона не получать абсурдные результаты, необходимо знать природу силы, которая входит в этот закон. А это обстоятельство не всегда учитывается даже в солидных физических теориях.

Развитие наук и технологий на протяжение всей истории человека приводило к значительным изменениям всех его аспектов, от производства чего-либо до быта. Цифровизация, индустриальная революция, электричество и т. д. — все эти слова и словосочетания являются примерами того, как то или иное открытие разительным образом изменило облик нашей цивилизации. Что-то кануло в лету, что-то преобразовалось и стало более эффективным. Примером тому является использование воздушных и жидкостных потоков для приведения в действие аппаратов или выполнения определенных функций. Злейший враг Дон Кихота — мельница — является гидро- или аэромеханическим устройством, использующим силу ветра или речного потока для помола зерна. Этот процесс, хоть и кажется весьма простым, наполнен множеством малоизученных нюансов самых разных физических явлений. На протяжение долгих десятилетий системы, всасывающие поток через изогнутые трубчатые рукава, были под завесой неизвестности, догадок и порой противоречивых теорий. Ученые из Нью-Йоркского университета (США) провели исследование, в котором с помощью спринклеров сформировали доказательства теории, объясняющей вышеупомянутую систему. Какие спринклеры использовались для опытов, что показали их результаты, и какая теория оказалась истинной? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Поиски внеземного разума десятилетиями опирались на идею гигантских инженерных сооружений, поглощающих свет светила и выдающих себя инфракрасным излучением. Поисковый алгоритм зарегистрировал необычные техносигнатуры инопланетян, связанные не с поглощением света, а с извлечением вращательной энергии звезд.

Сегодня в академической среде преобладает негласное мнение, что истина, как конечное знание о законах Природы, существует, и задача науки — найти её. При этом считается, что в некоторых областях физики это знание уже достигнуто (в пример обычно приводят специальную и общую теории относительностей, квантовую механику или квантовую электродинамику), что делает эти теории «неприкасаемыми» для любой критики. Анализ вопроса о существовании истины и истинных теорий начнем с того, что сначала определим, что такое физическая теория.

Привет всем любителям физики и физического эксперимента! Вы знали, что земной шар заряжен отрицательно, а средняя напряжённость электрического поля вблизи поверхности Земли составляет примерно 130 В/м? Это означает, что на высоте головы взрослого человека падает напряжение порядка 200 В — но мы его никак не чувствуем. Почему же так получается? Ответят ведущие GetAClass: Алексей Колчин и Андрей Щетников.

Это наша юбилейная пятая статья на Хабре. Cпасибо всем за просмотры, плюсы и комментарии! Напоминаем, что наш проект некоммерческий и даже небольшая поддержка каждого из вас помогает нам выпускать контент и выкладывать его в открытом доступе. Становитесь нашими бустерами, мы будем вам безмерно благодарны! Приятного чтения:)

Десятилетиями странные результаты экспериментов намекали: стерильное нейтрино существует. Оно разом объясняло бы сразу несколько загадок. Новые эксперименты эту надежду похоронили — и физики остались наедине с аномалиями, которые по-прежнему нечем объяснить. 

Нейтрино оказывают минимальное влияние на окружающий мир, какое только может оказывать частица. У них почти нет массы, а электрического и цветового заряда нет вовсе. В результате нейтрино не связаны с большинством сил природы; они могут проскальзывать сквозь целые планеты и звезды, не сталкиваясь ни с одним атомом.

Зато судьбы учёных они меняют легко.

В конце 1990-х годов, когда физики неожиданно обнаружили, что нейтрино обладают массой, Тьерри Лассерр оставил космологию, чтобы полностью посвятить себя изучению элементарных частиц. «Это было так захватывающе, что я просто не смог устоять», — сказал Лассерр, ныне физик в Институте ядерной физики Общества Макса Планка в Гейдельберге, Германия. А Марк Росс-Лонерган собирался стать метеорологом, пока в 2010 году случайно не столкнулся с физикой частиц и не изменил своё решение. Лассерр, Росс-Лонерган и тысячи других учёных посвятили карьеру исследованию этой почти инертной частицы.

Больше десяти лет казалось, что их работа вот-вот приведёт к прорыву. Эксперименты сообщали о странных явлениях, в которых нейтрино появлялись и исчезали. Эти результаты, наряду с загадочной массой нейтрино, указывали на одно потенциальное объяснение: «стерильный» тип нейтрино определённой массы, по-видимому, скрывался за кулисами, оставаясь необнаруженным. 

Не так давно мы рассмотрели такую интересную тему, как переменные резисторы и их потенциальную замену достаточно интересными решениями. 

На мой взгляд, рассмотрение той темы было бы неполным, если бы не рассмотреть ещё и крайне интересный и, в буквальном смысле, «крайний» вариант — когда резистор не пропускает ток вообще! :-)  

Выглядит странновато, и вообще, возникает вопрос — «а зачем же тогда такой резистор и вовсе нужен?!», но, тем не менее, и такие интересные элементы в электронике бывают!  

Биофизика подарила нам возможность не только “пассивно” описать, но и “количественно” посчитать и даже построить предсказательную модель различных проявлений жизни.

Приглашаю вас в “археологическое” путешествие по историческим “слоям” ее зарождения , где мы познакомимся с главными действующими лицами, “уличенными” в попытках привлечь физику для описания процессов, происходящих в живых организмах (а также обратим внимание на вопиющую несправедливость в конце).

   Рассмотрим следующую задачу: Пусть соленоид имеет следующие размеры:высота 2h, внешний радиус R2, внутренний R1<R2.В полость вставлен цилиндрический стальной сердечник  радиуса R1, высоты 2h.На него равномерно, очень плотно и под прямым углом намотана медная проволока круглого сечения  диаметра d, причём d очень мало по сравнению с размерами соленоида. По обмотке течёт постоянный ток I(рассмотреть возможность переменного тока I(t)) , направленный по часовой стрелке. Требуется определить магнитное поле B (x,y,z, t) внутри, снаружи соленоида и в сердечнике.