Как стать автором
Обновить

Интерактивное демо показывает, что гравитация — не сила, а искривление пространства-времени

Время прочтения 2 мин
Просмотры 32K
Научно-популярное Физика


Разработчик Тим Хаттон из Microsoft выпустил демо гравитации в соответствии с Общей теорией относительности, в которой гравитация не является обычной силой или полем, а представляет собой искривление пространства-времени.

Все тела в таком искривлении движутся по прямой. Например, параболическое движение брошенного тела в гравитационном поле Земли — своеобразная иллюзия, которая возникает для внешнего наблюдателя, а на самом деле тело движется по прямой.
Всего голосов 36: ↑35 и ↓1 +34
Комментарии 128

По мнению физиков, графен может генерировать массу

Время прочтения 2 мин
Просмотры 1.8K
Научно-популярное
Закон сохранения массы, изобретённый Ньютоном, утратил свою актуальность более полувека назад. С появлением квантовой физики стало понятно, что он является только частным и ограниченным случаем закона сохранения энергии и не всегда выполняется. При поступлении энергии в систему масса увеличивается и наоборот. Например, при нагревании утюга его масса увеличивается, а при термоядерных реакциях внутри Солнца масса получившегося гелия меньше, чем масса водорода. В случае с утюгом энергия поглощается, а в случае с Солнцем — выделяется.

Необычные свойства графена (а именно то, что электроны в графене предположительно ведут себя как фермионы Дирака с нулевой эффективной массой — релятивистские частицы) дали богатую пищу для размышлений физикам-теоретикам. Например, группа физиков из Саудовской Аравии и Марокко выдвинула интересную теорию, в которой предположительные свойства графена объединены с теорией струн, а именно — с гипотезой о компактификации измерений.
Читать дальше →
Всего голосов 130: ↑102 и ↓28 +74
Комментарии 112

Учёные выдвинули гипотезу о том, что измерения времени не существует

Время прочтения 5 мин
Просмотры 7.5K
Научно-популярное
Перевод
image

В наши дни концепция времени — не только интуитивный способ измерить продолжительность событий, но и важнейший элемент в математическом описании физических систем. К примеру, мы определяем скорость объекта, как перемещение в пространстве за некоторый промежуток времени. Но некоторые исследователи считают, что ньютоновская идея времени как абсолютной величины, которая течет сама по себе, вместе с идеей о том, что время является четвертым измерением пространства-времени, являются неверными. Они предлагают заменить эти понятия времени на другие, более точно соответствующие истинной картине мира: время, измеряющее порядок изменений.

В двух недавних работах (одна уже опубликована и вторая вот-вот подоспеет) в журнале «Physics Essays», Амрит Сорли, Давид Фискарлетти, и Душан Клинар из научно-исследовательского центра Бистра в городе Птуй (Словения), более подробно описали, что всё это значит.

Узнать подробнее...
Всего голосов 201: ↑182 и ↓19 +163
Комментарии 388

Щелевая съёмка: сжатие времени по горизонтали

Время прочтения 2 мин
Просмотры 126K
Обработка изображений *

Фото: Jay Mark Johnson

Перед вами оригинальный снимок, без обработки в фоторедакторе или применения каких-то художественных эффектов. Исключительно точное документальное фото. Только это не картина одного момента, как в обычной фотографии. В кадре вместились события, которые происходили в течение около 30 секунд на промежутке пространства шириной 1 пиксел. Снимок сделан методом щелевой фотографии.
Читать дальше →
Всего голосов 150: ↑144 и ↓6 +138
Комментарии 74

Физики научились терять в дифракционных карманах до 46% трафика

Время прочтения 2 мин
Просмотры 45K
Информационная безопасность *


В 2011 году группа американских физиков впервые продемонстрировала эффект «дифракционного» или «временнóго» кармана (temporal cloaking) в волноводных коаксильных лазерах. Теперь их коллеги из университета Пердью существенно усовершенствовали технологию и смогли спрятать туда до 46% передаваемой информации: в скрытом режиме по оптоволокну они транслировали поток 12,7 Гбита/с.
Читать дальше →
Всего голосов 103: ↑71 и ↓32 +39
Комментарии 58

Самая большая чёрная дыра в известной Вселенной

Время прочтения 3 мин
Просмотры 185K
Космонавтика Физика


Чёрная дыра возникает в результате коллапса сверхмассивной звезды, в ядре которой заканчивается «топливо» для ядерной реакции. По мере сжатия температура ядра повышается, а фотоны с энергией более 511 кэВ, сталкиваясь, образуют электрон-позитронные пары, что приводит к катастрофическому снижению давления и дальнейшему коллапсу звезды под воздействием собственной гравитации.

Астрофизик Этан Сигел (Ethan Siegel) опубликовал статью «Крупнейшая чёрная дыра в известной Вселенной», в которой собрал информацию о массе чёрных дыр в разных галактиках. Просто интересно: где же находится самая массивная из них?
Читать дальше →
Всего голосов 103: ↑91 и ↓12 +79
Комментарии 52

Щелевая съёмка: реализация на bash (ffmpeg + imagemagick)

Время прочтения 3 мин
Просмотры 26K
Программирование *Обработка изображений *
Не помню что и почему я искал в интернете несколько дней назад, но я наткнулся на интересную статью с необычными фотографиями. А позже на еще одну статью, где описывалась реализация алгоритма создания таких фотографий на python. После прочтения меня заинтересовала эта тема и я решил провести вечера майских праздников с пользой для себя, а именно реализовать алгоритм «конвертирования» видео в щелевое фото. Правда, не на питоне, но подручными средствами на bash'е. Но обо всем по порядку.
Читать дальше →
Всего голосов 26: ↑26 и ↓0 +26
Комментарии 56

Звезда «спряталась» в складке пространства-времени на 150 лет

Время прочтения 2 мин
Просмотры 25K
Научно-популярное Физика


Астрофизики из Нидерландского института радиоастрономии и Амстердамского университета опубликовали очень интересные результаты пятилетнего наблюдения за двойным пульсаром J1906, который в 2004 году появился на карте звёздного неба. Учёным удалось вычислить массу бинарной системы. В конце наблюдений пульсар снова скрылся из виду, что соответствует общей теории относительности Эйнштейна и тезису об искривлении ткани пространства-времени под воздействием гравитации.
Читать дальше →
Всего голосов 55: ↑46 и ↓9 +37
Комментарии 28

Microsoft Hyperlapse: видео с 3D-стабилизацией

Время прочтения 2 мин
Просмотры 11K
Смартфоны Видеотехника IT-компании
На будущей конференции SIGGRAPH будет представлено много интересного. Не останется в стороне и компания Microsoft, которая заранее анонсировала свои планы. Она покажет технологию Hyperlapse для эффективной стабилизации изображений и склеивания необычных и красивых видеороликов типа таймлапс от первого лица.

Microsoft работает над этой технологией уже несколько лет, представляла научный доклад о Hyperlapse на SIGGRAPH 2014. Сейчас же всё работает. Можно установить мобильное приложение и попробовать Hyperlapse в деле (чтобы установить версию под Android, например, нужно вступить в сообщество и зарегистрироваться как тестер).


Читать дальше →
Всего голосов 18: ↑17 и ↓1 +16
Комментарии 11

Открытие гравитационных волн и новая эра астрономии: комментарии российских физиков

Время прочтения 3 мин
Просмотры 33K
Научно-популярное Физика Астрономия
11 февраля 2016 года навсегда войдёт в историю. В этот день состоялось одно из величайших научных открытий последнего времени — открытие гравитационных волн, предсказанных почти сто лет назад общей теорией относительности Альберта Эйнштейна. Рябь в ткани пространства-времени, которая искажает пространство и время вокруг себя, дошла до Земли и впервые была напрямую зарегистрирована.

«Мы открываем новую эру — эру гравитационно-волновой астрономии. Это можно сравнить с появлением телескопа или радиоастрономии. У нас появился новый инструмент для исследования Вселенной», — считает один из участников проекта LIGO, руководитель группы «Когерентная микрооптика и радиофотоника» Российского квантового центра (РКЦ) Михаил Городецкий.

Международный проект LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория, был запущен в 1992 году, сейчас в нём участвуют учёные из 15 стран. С самого начала в экспериментах участвовали российские физики, в том числе научные группы под руководством профессора физического факультета МГУ Валерия Митрофанова.
Читать дальше →
Всего голосов 39: ↑33 и ↓6 +27
Комментарии 202

Создано вещество со свойствами отрицательной массы

Время прочтения 3 мин
Просмотры 86K
Научно-популярное Физика Научная фантастика

Гипотетическая червоточина в пространстве-времени

В теоретической физике, отрицательная масса — это концепция о гипотетическом веществе, масса которого имеет противоположное значение массе нормального вещества (также как электрический заряд бывает положительный и отрицательный). Например, −2 кг. Такое вещество, если бы оно существовало, нарушало бы одно или несколько энергетических условий и проявляло бы некоторые странные свойства. По некоторым спекулятивным теориям, вещество с отрицательной массой можно использовать для создания червоточин (кротовых нор) в пространстве-времени.

Звучит как абсолютная фантастика, но сейчас группе физиков из Университета штата Вашингтон, Вашингтонского университета, Университета OIST (Окинава, Япония) и Шанхайского университета удалось получить вещество, которое проявляет некоторые свойства гипотетического материала с отрицательной массой. Например, если толкнуть это вещество, то оно ускорится не в направлении приложения силы, а в обратном направлении. То есть оно ускоряется в обратную сторону.
Читать дальше →
Всего голосов 41: ↑35 и ↓6 +29
Комментарии 139

Математики опровергли гипотезу, призванную спасти чёрные дыры

Время прочтения 5 мин
Просмотры 28K
Научно-популярное Физика
Перевод

Математики опровергли гипотезу существования сильного принципа космической цензуры. Их работа отвечает на один из наиболее важных вопросов в изучении общей теории относительности и меняет то, как мы рассуждаем о пространстве-времени.




Спустя почти 40 лет после его постановки, математики определились с одним из самых выдающихся вопросов в изучении общей теории относительности. В работе, опубликованной в интернете прошлой осенью, математики Михалис Дафермос и Джонатан Лак доказали, что сильная форма принципа космической цензуры, относящегося к странной структуре чёрных дыр, неверна.

«Лично я считаю эту работу невероятным достижением – качественным скачком в нашем понимании ОТО», — написал мне Игорь Роднянский, математик из Принстонского университета.
Читать дальше →
Всего голосов 37: ↑35 и ↓2 +33
Комментарии 105

Спросите Итана: если масса искривляет пространство-время, как оно распрямляется обратно?

Время прочтения 7 мин
Просмотры 48K
Научно-популярное Физика
Перевод

Кривизна пространства-времени вблизи любого массивного объекта определяется комбинацией массы и расстояния до центра масс. Необходимо учесть и другие параметры, такие, как скорость, ускорение и другие источники энергии.

Материя сообщает пространству, как искривляться, а искривлённое пространство сообщает материи, как двигаться. Это основной принцип ОТО Эйнштейна, впервые связавшей такое явление, как гравитация, с пространством-временем и относительностью. Поместите массу в любой точке Вселенной, и пространство вокруг неё отреагирует искривлением. Но если убрать массу или передвинуть её, что заставляет пространство-время «вставать на место», принимая неискривлённое положение? Такой вопрос задаёт наш читатель:
Нас учат, что масса деформирует пространство-время, а кривизна пространства-времени вокруг массы объясняет гравитацию – к примеру, объект на орбите вокруг Земли на самом деле движется по прямой, лежащей в искривлённом пространстве-времени. Допустим, это имеет смысл, но когда масса (вроде Земли) двигается через пространство-время и искривляет его, почему пространство-время не остаётся искривлённым? Какой механизм распрямляет этот участок пространства-времени, когда масса двигается дальше?

С этим вопросом связано много интересного, и ответ на самом деле может помочь вам понять, как работает гравитация.
Всего голосов 18: ↑15 и ↓3 +12
Комментарии 102

Как пространство и время могут быть квантовым кодом исправления ошибок

Время прочтения 10 мин
Просмотры 13K
Научно-популярное Физика Квантовые технологии
Перевод

Те же самые коды, требующиеся для предотвращения ошибок в квантовых компьютерах, могут придавать ткани пространства-времени присущую ей прочность



В игрушечных «голографических» вселенных (даже если и не в нашей, настоящей) ткань пространства-времени возникает на основе сети квантовых частиц. Физики обнаружили, что это работает по принципу квантового исправления ошибок.

В 1994-м математик из исследовательского подразделения AT&T по имени Питер Шор мгновенно прославил квантовые компьютеры (КК), открыв, что эти гипотетические устройства могли бы быстро раскладывать большие числа на множители – тем самым ломая большую часть современной криптографии. Но на пути реального создания КК стояла фундаментальная проблема: естественная неустойчивость их физических компонентов.

В отличие от двоичных битов информации обычных компьютеров, кубиты состоят из квантовых частиц, у которых есть вероятность нахождения в одном из двух состояний, обозначаемых |0> и |1>, в одно и то же время. При взаимодействии кубитов их возможные состояния становятся взаимозависимыми, и шансы оказаться в состояниях |0> и |1> зависят друг от друга. Пропорциональные вероятности растут тем более, чем сильнее после каждой операции кубиты становятся запутанными друг с другом. Поддержка и управление этим экспоненциально растущим количеством одновременных возможностей и делают КК теоретически мощными.
Всего голосов 26: ↑21 и ↓5 +16
Комментарии 4

Нелинейные дифференциальные уравнения, дискретность пространства-времени и эпсилон произведение

Время прочтения 18 мин
Просмотры 18K
Математика *Научно-популярное Физика
Всё содержание этой статьи является следствием решения задачи уровня первого года институтского курса математического анализа.

Здесь мы вводим новое произведение для решетчатых функций (мы будем называть его эпсилон-умножением), что дает нам возможность увидеть интересную связь между интегрально-дифференциальными уравнениями (в том числе и нелинейными) и рекуррентными соотношениями. Это позволяет с необычного ракурса взглянуть на некоторые методы их решения.

Но, что мне показалось особенно интересным, это то, что новое произведение также позволяет нам «порассуждать» о таких фундаментальных вещах, как непрерывность пространства-времени. Это рассуждение, конечно, нужно рассматривать, скорее, как интеллектуальное упражнение.

Мне показалось, что этот математический ребус или, если хотите, небольшое математическое путешествие на уровне знаний первого-второго курса технического ВУЗа может заинтересовать читателей Хабра, интересующихся математикой.
Читать дальше →
Всего голосов 28: ↑28 и ↓0 +28
Комментарии 45

Спросите Итана: пространство-время – реальная сущность или просто концепция?

Время прочтения 9 мин
Просмотры 13K
Научно-популярное Физика
Перевод

Схема сильного искривления пространства-времени вблизи горизонта событий чёрной дыры. Чем ближе вы приближаетесь к массивному телу, тем сильнее искривляется пространство. В итоге вы оказываетесь в таком месте, откуда не может убежать даже свет: внутри горизонта событий.

Большинство людей, думая о Вселенной, представляют себе материальные объекты, находящиеся на огромных космических расстояниях друг от друга. Под действием собственной гравитации материя схлопывается, формируя такие космические структуры, как галактики. Газовые облака, сжимаясь, порождают звёзды и планеты. Звёзды испускают свет, сжигая топливо в реакциях ядерного синтеза. Этот свет проходит по всей Вселенной, подсвечивая всё, на что натолкнётся. Однако Вселенная – это не только объекты внутри неё. Есть ещё и ткань пространства-времени, играющая по своим правилам – по правилам общей теории относительности (ОТО). Ткань пространства-времени искривляется в присутствии материи и энергии, при этом само искривление ткани пространства-времени диктует материи и энергии, как им двигаться. Но что такое, конкретно, пространство-время – это нечто «реальное», или просто облегчающий подсчёты инструмент? Об этом нас спрашивает читатель:
Что именно представляет собой пространство-время? Это реальная штука типа атомов, или математический конструкт, используемый для описания того, как масса «порождает» гравитацию?


Отличный вопрос, а его тема достаточно сложна для размышлений. Более того, до появления Эйнштейна наше представление о Вселенной сильно отличалось от текущего. Давайте вернёмся в далёкое прошлое Вселенной, когда у нас ещё не было концепции пространства-времени, и будем двигаться вперёд, до сегодняшнего дня.
Читать дальше →
Всего голосов 31: ↑29 и ↓2 +27
Комментарии 43

А что если гравитация и ускоренное расширение Вселенной — это следствие энтропии?

Время прочтения 7 мин
Просмотры 29K
Научно-популярное Физика Астрономия

Притяжение властвует на больших расстояниях, оно универсально и очевидно в сравнении с другими взаимодействиями, но нюанс заключается в том, что оно невероятно слабо — в 1039 раз слабее электромагнитного взаимодействия, а ее влияние на микроскопическом уровне вовсе незаметно. Природа гравитации в мире элементарных частиц ломает умы ученых не один десяток лет, ведь она не хочет мириться ни с квантовой физикой, ни с электродинамикой. Струнная теория так же не может удовлетворить конфликт гравитации с другими взаимодействиями. Но, кажется, мы нашли способ помирить гравитацию с физикой. Как? Предположить, что она — не фундаментальное взаимодействие.

Читать далее
Всего голосов 29: ↑26 и ↓3 +23
Комментарии 102

Новая математика чёрных дыр: ещё один шаг вперед

Время прочтения 10 мин
Просмотры 12K
Блог компании SkillFactory Математика *Научно-популярное Физика Астрономия
Перевод

Математическая модель столкновения чёрных дыр работает даже в тех случаях, когда, по идее, работать не должна. Пока астрономы используют эту модель для поиска новых классов скрытых чёрных дыр, другие задаются вопросом: почему же всё-таки эта модель работает? Если рассматривать отдельную чёрную дыру как единую точку без горизонта событий, проявляются невидимые ранее столкновения чёрных дыр.

Читать далее
Всего голосов 17: ↑16 и ↓1 +15
Комментарии 11

Новая фаза материи открывает портал во второе измерение времени

Время прочтения 6 мин
Просмотры 11K
Блог компании SkillFactory Научно-популярное Процессоры Физика Квантовые технологии
Перевод

Физики разработали метод коррекции ошибок, способный существенно повысить производительность квантовых компьютеров. Статья с описанием экспериментов опубликована в Nature 20 июля. Подробности — к старту флагманского курса по Data Science.

Читать далее
Всего голосов 21: ↑14 и ↓7 +7
Комментарии 9