Статистика ВК сообщества "Стивен Хокинг"

Чем меньше знаешь законы физики, тем больше шансов увидеть необъяснимое.

Изображение, полученное с помощью радиоволн, подтверждает, что в сердце Млечного Пути есть черная дыра , которая питается струёй газообразного водорода.

Что самое большое во вселенной?

Самый большой объект во Вселенной имеет 10 миллиардов световых лет в поперечнике.

Самый большой единый объект - это сверхскопление галактик, называемое Великой стеной Геркулеса-Северной Короны. Она настолько широка, что свету требуется около 10 миллиардов лет, чтобы пройти через весь объект. Для сравнения: Вселенной всего 13,8 миллиарда лет.

Космос- это все о больших расстояниях и объектах.

Земля для нас большая, около 40 075 километров в окружности по экватору. Но, по сравнению с космическими масштабами, Земля крошечная. Даже в нашей собственной солнечной системе мы очень маленькие, например, планета Юпитер может вместить в себя более 1300 Земель, а наше солнце может вместить в себя более миллиона Земель.

И хотя наше солнце кажется огромным, оно выглядит ничтожным по сравнению с самыми большими звездами, которые мы знаем. Солнце- это звезда G-типа или желтый карлик среднего размера по космическим масштабам. Некоторые "гипергигантские" звезды намного, намного больше. Самая большая звезда, UY Skuti, может вместить более 1700 наших солнц. Но хотя по диаметру и окружности UY Scuti огромна, она всего лишь примерно в 30 раз массивнее нашего Солнца: объем и масса не обязательно могут коррелировать в космосе.

Еще более массивными объектами являются черные дыры и, в частности, сверхмассивные черные дыры, которые обычно находятся в центре галактики. Например, в Млечном Пути находится чёрная дыра, масса которой примерно в 4 миллиона раз превышает массу Солнца. Одна из самых больших сверхмассивных черных дыр, когда-либо найденных, находится в NGC 4889 и ее масса в 21 миллиард раз превышает массу Солнца. Однако даже самые массивные черные дыры не особенно велики, поскольку этот тип структуры является самым плотным во Вселенной.

Туманности, или огромные облака газа, которые часто конденсируются, превращаясь в новые звезды, также имеют впечатляюще большие размеры. NGC 604 в галактике Треугольник обычно называют одной из самых больших; ее диаметр составляет примерно 1520 световых лет.

Галактики- это совокупность звездных систем и всего, что находится внутри этих систем: черные дыры, планеты, звезды, астероиды, кометы, газ, пыль и многое другое. Наш собственный Млечный Путь, если рассматривать его как один объект, имеет около 100 000 световых лет в поперечнике. Ученые изо всех сил пытаются охарактеризовать самые большие галактики, потому что на самом деле у них нет точных границ, но самые большие галактики, о которых мы знаем, имеют миллионы световых лет в поперечнике.

Самой большой известной галактикой, впервые описанной в исследовании 1990 года в журнале Science, является IC 1101, которая, по данным НАСА, простирается в ширину на 4 миллиона световых лет.

Галактики часто связаны друг с другом гравитационно в группы, которые называются скоплениями галактик. (Например, Млечный Путь является частью небольшой Локальной группы, включающей около двух десятков галактик, включая галактику Андромеды.) Когда-то астрономы думали, что эти структуры- самые большие в мире. Однако в 1980-х годах ученые поняли, что группы скоплений галактик также могут быть связаны гравитацией, образуя сверхскопление - самый большой класс объектов во Вселенной.

На данный момент лучшим кандидатом ученых на роль самого большого сверхскопления, известного во Вселенной, является Великая стена Геркулеса-Бореальной Короны, хотя астрономы провели почти десять лет, обсуждая эту структуру.

В 2013 году исследовательская группа во главе с Иштваном Хорватом из Национального университета государственной службы Венгрии объявила о Великой стене Геркулеса-Бореальной Короны на 7-м симпозиуме по гамма-всплеску в Хантсвилле.

Ученые изучали кратковременные космические явления, известные как гамма-всплески, которые, по мнению астрономов, происходят от сверхновых или массивных звезд, взрывающихся в конце своей жизни. Считается, что гамма-всплески являются хорошим показателем того, где во Вселенной находятся огромные массы вещества, потому что большие звезды собираются в более плотных окрестностях. Хорват и его коллеги обнаружили, что гамма-лучи особенно концентрируются на расстоянии около 10 миллиардов световых лет в направлении созвездий Геркулес и Северная Корона.

Но это загадка - как появилось такое большое сооружение? Эта структура противоречила принципу космологии, или тому, как Вселенная формировалась и развивалась. Рассматриваемый принцип гласит, что материя должна быть однородной, если смотреть на нее в достаточно большом масштабе, но скопление не является однородным.

Есть и другие структуры, которые, по-видимому, нарушают универсальную однородность: Великая Слоанская стена и Огромная Большая группа Квазаров ...

Что такое пространство-время?

Простое объяснение структуры пространства-времени

Структура пространства-времени - это концептуальная модель, объединяющая три измерения пространства с четвертым измерением времени. Согласно лучшей из современных физических теорий, пространство-время объясняет необычные релятивистские эффекты, возникающие при движении со скоростью, близкой к скорости света, а также движение массивных объектов во Вселенной.

Знаменитый физик Альберт Эйнштейн помог разработать идею пространства-времени как часть своей теории относительности. До его новаторской работы у ученых были две отдельные теории для объяснения физических явлений: законы физики Исаака Ньютона описывали движение массивных объектов, в то время как электромагнитные модели Джеймса Клерка Максвелла объясняли свойства света.

Но эксперименты, проведенные в конце 19 века, показали, что в свете есть что-то особенное.

Измерения показали, что свет всегда движется с одной и той же скоростью, несмотря ни на что. А в 1898 году французский физик и математик Анри Пуанкаре предположил, что скорость света может быть непреодолимым пределом. Примерно в то же время другие исследователи рассматривали возможность того, что объекты менялись в размерах и массе в зависимости от их скорости.

Эйнштейн объединил все эти идеи в своей специальной теории относительности 1905 года, которая постулировала, что скорость света является постоянной величиной. Чтобы это было правдой, пространство и время должны были быть объединены в единую структуру, которая должна была поддерживать скорость света одинаковой для всех наблюдателей.

Если человек в сверхбыстрой ракете будет измерять время,то оно будет двигаться медленнее, а длина объектов будет короче, чем у человека, летящего с гораздо меньшей скоростью. Это потому, что пространство и время относительны — они зависят от скорости наблюдателя. Но скорость света более фундаментальна, чем любая из них.

Вывод о том, что пространство-время представляет собой единую ткань, был сделан не самим Эйнштейном. Эта идея пришла от немецкого математика Германа Минковского, который сказал на коллоквиуме 1908года: "Отныне пространство само по себе и время само по себе обречены исчезнуть в простые тени, и только своего рода объединение двух сохранит независимую реальность".

Пространство-время, которое он описал, до сих пор известно как пространство-время Минковского и служит фоном для расчетов как в теории относительности, так и в квантовой теории поля. Последняя описывает динамику субатомных частиц как полей.

В наши дни, когда люди говорят о пространстве-времени, они часто описывают его как напоминающее лист резины. Это тоже исходит от Эйнштейна, который понял, когда разрабатывал свою общую теорию относительности, что сила гравитации обусловлена изгибами в структуре пространства-времени.

Массивные объекты, такие как Земля, солнце или вы, создают искажения в пространстве—времени, которые вызывают его изгиб. Эти кривые, в свою очередь, сужают пути, по которым движется все во Вселенной, потому что объекты должны следовать путям вдоль этой искривленной кривизны. Движение, вызванное гравитацией, на самом деле является движением вдоль изгибов и поворотов пространства-времени.

Миссия НАСА под названием Gravity Probe B (GP-B) измерила форму пространственно-временного вихря вокруг Земли в 2011 году и обнаружила, что она полностью соответствует предсказаниям Эйнштейна.

Но большинству людей по-прежнему трудно осознать многое из этого. Хотя мы можем обсуждать пространство-время как нечто подобное листу резины, аналогия в конечном счете разрушается. Резиновый лист двумерен, в то время как пространство-время четырехмерно. Лист представляет собой не только искривления в пространстве, но и искривления во времени. Сложные уравнения, используемые для объяснения всего этого, сложны даже для физиков.

Эйнштейн создал прекрасную машину, но он точно не оставил нам руководства пользователя.

Несмотря на свою сложность, теория относительности остается лучшим способом объяснения известных нам физических явлений. Тем не менее, ученые знают, что их модели являются неполными, потому что теория относительности все еще не полностью согласована с квантовой механикой, которая с предельной точностью объясняет свойства субатомных частиц, но не учитывает силу гравитации.

Квантовая механика основывается на том факте, что крошечные частицы, составляющие Вселенную, дискретны, или квантованы. Итак, фотоны, частицы, из которых состоит свет, подобны маленьким частицам света, которые поступают отдельными пакетами.

Некоторые теоретики предположили, что, возможно, само пространство-время также присутствует в этих квантованных фрагментах, помогая объединить теорию относительности и квантовую механику.

Исследователи из Европейского космического агентства предложили миссию Международной лаборатории гамма-астрономии для квантового исследования пространства-времени (GrailQuest), которая облетит нашу планету и проведет сверхточные измерения отдаленных мощных взрывов, называемых гамма-всплесками, которые могут выявить тесную природу пространства-времени.

Такая миссия не будет запущена по крайней мере в течение полутора десятилетий, но, если бы она состоялась, это, возможно, помогло бы разгадать некоторые из самых больших загадок, оставшихся в физике.

Прекрасные фотографии вам на праздник. Всем успеха в научной деятельности.

Сегодня приму в друзья всех желающих

#новый_год

Брахистохрона - самая быстрая кривая.

Брахистохрона - это самый быстрый путь, по которому мяч может катиться между двумя точками, находящимися на разной высоте. Мяч может катиться по такой кривой быстрее, чем по прямой линии.

Кривая всегда будет самым быстрым маршрутом, независимо от того, насколько сильна гравитация или насколько тяжёлый объект. Однако это зависит от силы трения.

Почти каждая научно-фантастическая история начинается (а иногда и заканчивается) терраформированием Марса, то есть превращением его в более гостеприимный мир.

Но с его холодными температурами, удаленностью от Солнца и общей запыленностью сделать Марс более похожим на Землю сложнее, чем кажется.

Миллиарды лет назад на Марсе была толстая, богатая углеродом атмосфера, озера и океаны из жидкой воды и, возможно, даже белые пушистые облака. И это было в то время, когда наше Солнце было меньше и слабее, но иногда было гораздо более жестоким, чем сегодня - другими словами, наша Солнечная система сейчас гораздо более благоприятное место для жизни, чем это было 3 миллиарда лет назад, и все же Марс красный и мертвый.

К сожалению, Марс был обречен с самого начала. Он меньше Земли, а значит, остывает намного быстрее. Ядро нашей планеты все еще расплавлено, и эта вращающаяся капля богатой железом слизи в центре Земли питает наше сильное магнитное поле. Магнитное поле - это буквальное силовое поле, способное останавливать и отклонять солнечный ветер, который представляет собой нескончаемый поток высокоэнергетических частиц, вылетающих из Солнца.

Когда Марс остыл, его ядро ​​затвердело, а его магнитное силовое поле отключилось, подвергая его атмосферу разрушительному воздействию солнечного ветра. В течение примерно 100 миллионов лет солнечный ветер унес марсианскую атмосферу. Когда давление воздуха упало почти до вакуума, океаны на поверхности выкипели, и планета высохла.

К счастью (или, к сожалению, в зависимости от вашей точки зрения), мы, люди, имеем большой опыт в нагревании планет. Нечаянно, за столетия выбросов углерода, мы повысили температуру поверхности Земли с помощью простого парникового механизма. Мы выкачиваем много углекислого газа, который действительно хорошо пропускает солнечный свет и предотвращает утечку теплового излучения, поэтому он действует как гигантское невидимое одеяло над Землей.

Повышенная жара побуждает влагу покидать океаны и играть роль пара в атмосфере, который добавляет свой собственный покровный слой, повышает температуру, в результате чего испаряется больше воды, что согревает планету сильнее.

Мы не можем получить доступ к марсианской атмосфере, потому что она полностью потеряна в космосе, но Марс действительно имеет огромные залежи водяного льда и замороженного углекислого газа в его полярных шапках, а некоторые находятся прямо под поверхностью по всей планете.

Если бы мы могли каким-то образом согреть верхушки, это могло бы выбросить в атмосферу достаточно углерода, чтобы запустить тепличное потепление. Все, что нам нужно сделать, это подождать несколько столетий, пока физика сделает свое дело и превратит Марс в гораздо менее неприятное место.

К сожалению, эта простая идея может не сработает.

Радикальные идеи

Первый вопрос - разработка технологии утепления шапок. Предложения варьировались от рассыпания пыли по всем полюсам (чтобы они меньше отражали свет и согревали их) до создания гигантского космического зеркала, чтобы направить луч дальнего света на полюса. Но любые идеи требуют радикальных скачков в технологиях и производственного присутствия в космосе, выходящего далеко за рамки того, на что мы в настоящее время способны (в случае космического зеркала нам потребуется добыть около 200000 тонн алюминия в космосе, тогда как в настоящее время мы способны добыть… ну ноль тонн алюминия в космосе).

А потом приходит досадное осознание того, что на Марсе не хватает почти достаточного количества CO2, чтобы вызвать приличную тенденцию к потеплению. В настоящее время на Марс менее 1% атмосферного давления относительно Земли на уровне моря. Если бы вы могли испарить каждую молекулу CO2 и H2O на Марсе и доставить ее в атмосферу, на Красной планете было бы… 2% атмосферного давления Земли. Вам понадобится вдвое больше атмосферы, чтобы предотвратить кипение пота и масел на коже, и в 10 раз больше, чтобы не понадобился скафандр.

Не будем даже говорить о недостатке кислорода.

Чтобы противостоять нехватке легкодоступных парниковых газов, есть несколько радикальных предложений. Может быть, фабрики по откачке хлорфторуглеродов, которые являются действительно опасным парниковым газом. Или, может быть, мы могли бы отправить несколько богатых аммиаком комет из внешней части Солнечной системы. Сам по себе аммиак - отличное одеяло для теплицы, и в конечном итоге он распадается на безвредный азот, который составляет основную часть нашей атмосферы.

Если предположить, что мы сможем преодолеть технологические проблемы, связанные с этими предложениями, остается одно серьезное препятствие: отсутствие магнитного поля. Если мы не защитим Марс, каждая молекула, которую мы закачиваем в атмосферу, уязвима для уноса солнечным ветром.

Креативных решений предостаточно. Возможно, нам удастся построить гигантский электромагнит в космосе, чтобы отклонять солнечный ветер. Может быть, мы могли бы опоясать Марс сверхпроводником, создав искусственную магнитосферу.

Естественно, у нас нет достаточного опыта для реализации любого из этих решений. Сможем ли мы когда-нибудь терраформировать Марс и сделать его более гостеприимным? Конечно, это возможно - нам не мешает ни один фундаментальный закон физики.

#наука #факты #факт #фактымира #интересныефакты #полезныефакты #фактдня #знания #жизнь #интересное #познавательно

Альберт Эйнштейн о войне

Я глубоко презираю тех, кто может с удовольствием маршировать в строю под музыку, эти люди получили мозги по ошибке — им хватало бы и спинного мозга. Нужно, чтобы исчез этот позор цивилизации. Командный героизм, пути оглупления, отвратительный дух национализма — как я ненавижу все это.

Какой гнусной и презренной представляется мне война. Я бы скорее дал себя разрезать на куски, чем участвовать в таком подлом деле. Вопреки всему, я верю в человечество и убежден: все эти призраки исчезли бы давно, если бы школа и пресса не извращали здравый смысл народов в интересах политического и делового мира.

Диаграмма Герцшпрунга — Рассела, показывающая зависимость светимости звёзд от их температуры.

На этом рисунке нейтрино взаимодействует с антарктическим льдом, выделяя при этом мюон. Когда этот мюон движется со сверхбыстрой скоростью, он оставляет за собой характерный след синего света, известный как излучение Черенкова.