Тухлое яйцо
«Тухлое яйцо» — протопланетарная туманность, рождающаяся из сбрасываемых оболочек красного гиганта OH231.8+4.2. Находится в созвездии Кормы. Своим названием обязана наличию большого количества молекул сероводорода и диоксида серы вокруг трансформирующейся звезды. Другое название (Калебаса) получила из-за того, что формой напоминает тыкву-горлянку. Астрономы считают, что полностью развитая планетарная туманность образуется примерно через 1000 лет.
#AstroObjects@galactures
Понравился сайт?Поделись с друзьями!
Статистика ВК сообщества "Galactures | Наука | Астрономия | Технологии"
Знание - сила!
Графики роста подписчиков
Лучшие посты
Теория всего
Теория всего — гипотетическая объединённая физико-математическая теория, описывающая все известные фундаментальные взаимодействия. Первоначально данный термин использовался в ироническом ключе для обозначения разнообразных обобщённых теорий. Со временем термин закрепился в популяризациях квантовой физики для обозначения теории, которая объединила бы все четыре фундаментальных взаимодействия в природе. В современной научной литературе вместо термина «теория всего» как правило используется термин «единая теория поля», тем не менее следует иметь в виду, что теория всего может быть построена и без использования полей, несмотря на то, что научный статус таких теорий может быть спорным.
В течение двадцатого века было предложено множество «теорий всего», но ни одна из них не смогла пройти экспериментальную проверку, или существуют значительные затруднения в организации экспериментальной проверки для некоторых из кандидатов. Основная проблема построения научной «теории всего» состоит в том, что квантовая механика и общая теория относительности (ОТО) имеют разные области применения. Квантовая механика в основном используется для описания микромира, а общая теория относительности применима к макромиру. Специальная теория относительности (СТО) описывает явления при больших скоростях, а ОТО является обобщением ньютоновской теории гравитации, объединяющей её с СТО и распространяющей на случай больших расстояний и больших масс. Непосредственное совмещение квантовой механики и специальной теории относительности в едином формализме (квантовой релятивистской теории поля) приводит к проблеме расходимости — отсутствия конечных результатов для экспериментально проверяемых величин. Для решения этой проблемы используется идея перенормировки величин. Для некоторых моделей механизм перенормировок позволяет построить очень хорошо работающие теории, но добавление гравитации (то есть включение в теорию ОТО как предельного случая для малых полей и больших расстояний) приводит к расходимостям, которые убрать пока не удаётся. Хотя из этого вовсе не следует, что такая теория не может быть построена.
Основные положения
После построения в конце XIX века электродинамики, объединившей на основе уравнений Максвелла в единой теоретической схеме явления электричества, магнетизма и оптики, в физике возникла идея объяснения на основе электромагнетизма всех известных физических явлений. Однако работа над созданием общей теории относительности привела физиков к мысли, что для описания на единой основе всех явлений необходимо объединение теорий электромагнетизма и гравитации.
Первые варианты единых теорий поля были созданы Давидом Гильбертом и Германом Вейлем. В дальнейшем большое внимание «теории всего» уделил Альберт Эйнштейн. Он посвятил попыткам её создания большую часть своей жизни. Гильберт, Вейль и, в дальнейшем, Эйнштейн полагали, что достаточно объединить общую теорию относительности и электромагнетизм, к тому же вначале не имелось в виду, что они должны быть квантовыми, так как сама квантовая механика ещё не была достаточно развитой. В значительной мере, если не полностью, минимальная программа — объединение ОТО и электродинамики была решена в рамках теории Калуцы — Клейна (возможно, и ещё некоторых теорий), но почти уже ко времени её создания стало актуальным включение в теорию других полей и предсказание существования многих частиц, что было не совсем тривиальным, а в дальнейшем прояснились и новые трудности, а квантовый вариант теории Калуцы — Клейна хоть и был мыслим, однако квантование наталкивалось на трудности конкретной разработки, как и квантование самой общей теории относительности отдельно.
Современная физика требует от «теории всего» объединения четырёх известных в настоящее время фундаментальных взаимодействий:
* гравитационное взаимодействие;
* электромагнитное взаимодействие;
* сильное ядерное взаимодействие;
* слабое ядерное взаимодействие.
Кроме того, она должна объяснять существование всех элементарных частиц. Первым шагом на пути к этому стало объединение электромагнитного и слабого взаимодействий в теории электрослабого взаимодействия, созданной в 1967 году Стивеном Вайнбергом, Шелдоном Глэшоу и Абдусом Саламом. В 1973 году была предложена теория сильного взаимодействия. После чего появилось несколько вариантов теорий Великого объединения (наиболее известная из них — теория Пати — Салама, 1974 год), в рамках которых удалось объединить все типы взаимодействий, кроме гравитационного. Правда, ни одна из теорий Великого объединения пока не нашла подтверждения, а некоторые уже опровергнуты экспериментально на основе данных по отсутствию распада протона. Недостающим звеном в «теории всего» остается подтверждение какой-либо из теорий Великого объединения и построение квантовой теории гравитации на основе квантовой механики и общей теории относительности.
В конце 1990-х стало ясно, что общей проблемой предлагаемых вариантов «теории всего» является то, что они нестрого определяют свойства наблюдаемой Вселенной. Так, многие теории квантовой гравитации допускают существование вселенных с произвольным числом измерений или произвольным значением космологической постоянной. Некоторые физики придерживаются мнения, что на самом деле существует множество вселенных, но лишь небольшое их количество обитаемы, а значит, фундаментальные постоянные вселенной определяются антропным принципом. Макс Тегмарк довёл этот принцип до логического завершения, постулирующего, что «все математически непротиворечивые структуры существуют физически». Это означает, что достаточно сложные математические структуры могут содержать «самоосознающую структуру», которая будет субъективно воспринимать себя «живущей в реальном мире».
В конце 2007 года Гаррет Лиси предложил «Исключительно простую теорию всего», основанную на свойствах алгебры Ли. Несмотря на обнаруженные недостатки теории Лиси, она может открыть новое направление работ в области единых теорий поля.
В настоящее время основными кандидатами в качестве «теории всего» являются теория струн, петлевая теория и теория Калуцы — Клейна. О последней подробней. В начале двадцатого века появились предположения, что Вселенная имеет больше измерений, чем наблюдаемые три пространственных и одно временно́е. Толчком к этому стала теория Калуцы — Клейна, которая позволяет увидеть, что введение в общую теорию относительности дополнительного измерения приводит к получению уравнений Максвелла. Благодаря идеям Калуцы и Клейна стало возможным создание теорий, оперирующих большими размерностями. Использование дополнительных измерений подсказало ответ на вопрос о том, почему действие гравитации проявляется значительно слабее, чем другие виды взаимодействий. Общепринятый ответ состоит в том, что гравитация существует в дополнительных измерениях, поэтому её влияние на наблюдаемые измерения ослабевает.
В научном сообществе физиков продолжаются дебаты по поводу того, следует ли считать «теорию всего» фундаментальным законом Вселенной. Одна точка зрения, строго редукционистская, состоит в том, что «теория всего» — это фундаментальный закон Вселенной и что все остальные теории, описывающие Вселенную, являются её следствиями или предельными случаями. Другая точка зрения опирается на законы, названные Нобелевским лауреатом по физике Стивеном Вайнбергом законами «свободного плавания», которые определяют поведение сложных систем. Критика последней точки зрения обращает внимание на то, что в такой формулировке «теория всего» нарушает принцип бритвы Оккама.
Среди других факторов, уменьшающих объяснительно-предсказательную ценность «теории всего», её чувствительность к наличию у Вселенной граничных условий и существование математического хаоса среди её решений, что делает её предсказания точными, но бесполезными.
#Hypotheses@galactures
Теория всего — гипотетическая объединённая физико-математическая теория, описывающая все известные фундаментальные взаимодействия. Первоначально данный термин использовался в ироническом ключе для обозначения разнообразных обобщённых теорий. Со временем термин закрепился в популяризациях квантовой физики для обозначения теории, которая объединила бы все четыре фундаментальных взаимодействия в природе. В современной научной литературе вместо термина «теория всего» как правило используется термин «единая теория поля», тем не менее следует иметь в виду, что теория всего может быть построена и без использования полей, несмотря на то, что научный статус таких теорий может быть спорным.
В течение двадцатого века было предложено множество «теорий всего», но ни одна из них не смогла пройти экспериментальную проверку, или существуют значительные затруднения в организации экспериментальной проверки для некоторых из кандидатов. Основная проблема построения научной «теории всего» состоит в том, что квантовая механика и общая теория относительности (ОТО) имеют разные области применения. Квантовая механика в основном используется для описания микромира, а общая теория относительности применима к макромиру. Специальная теория относительности (СТО) описывает явления при больших скоростях, а ОТО является обобщением ньютоновской теории гравитации, объединяющей её с СТО и распространяющей на случай больших расстояний и больших масс. Непосредственное совмещение квантовой механики и специальной теории относительности в едином формализме (квантовой релятивистской теории поля) приводит к проблеме расходимости — отсутствия конечных результатов для экспериментально проверяемых величин. Для решения этой проблемы используется идея перенормировки величин. Для некоторых моделей механизм перенормировок позволяет построить очень хорошо работающие теории, но добавление гравитации (то есть включение в теорию ОТО как предельного случая для малых полей и больших расстояний) приводит к расходимостям, которые убрать пока не удаётся. Хотя из этого вовсе не следует, что такая теория не может быть построена.
Основные положения
После построения в конце XIX века электродинамики, объединившей на основе уравнений Максвелла в единой теоретической схеме явления электричества, магнетизма и оптики, в физике возникла идея объяснения на основе электромагнетизма всех известных физических явлений. Однако работа над созданием общей теории относительности привела физиков к мысли, что для описания на единой основе всех явлений необходимо объединение теорий электромагнетизма и гравитации.
Первые варианты единых теорий поля были созданы Давидом Гильбертом и Германом Вейлем. В дальнейшем большое внимание «теории всего» уделил Альберт Эйнштейн. Он посвятил попыткам её создания большую часть своей жизни. Гильберт, Вейль и, в дальнейшем, Эйнштейн полагали, что достаточно объединить общую теорию относительности и электромагнетизм, к тому же вначале не имелось в виду, что они должны быть квантовыми, так как сама квантовая механика ещё не была достаточно развитой. В значительной мере, если не полностью, минимальная программа — объединение ОТО и электродинамики была решена в рамках теории Калуцы — Клейна (возможно, и ещё некоторых теорий), но почти уже ко времени её создания стало актуальным включение в теорию других полей и предсказание существования многих частиц, что было не совсем тривиальным, а в дальнейшем прояснились и новые трудности, а квантовый вариант теории Калуцы — Клейна хоть и был мыслим, однако квантование наталкивалось на трудности конкретной разработки, как и квантование самой общей теории относительности отдельно.
Современная физика требует от «теории всего» объединения четырёх известных в настоящее время фундаментальных взаимодействий:
* гравитационное взаимодействие;
* электромагнитное взаимодействие;
* сильное ядерное взаимодействие;
* слабое ядерное взаимодействие.
Кроме того, она должна объяснять существование всех элементарных частиц. Первым шагом на пути к этому стало объединение электромагнитного и слабого взаимодействий в теории электрослабого взаимодействия, созданной в 1967 году Стивеном Вайнбергом, Шелдоном Глэшоу и Абдусом Саламом. В 1973 году была предложена теория сильного взаимодействия. После чего появилось несколько вариантов теорий Великого объединения (наиболее известная из них — теория Пати — Салама, 1974 год), в рамках которых удалось объединить все типы взаимодействий, кроме гравитационного. Правда, ни одна из теорий Великого объединения пока не нашла подтверждения, а некоторые уже опровергнуты экспериментально на основе данных по отсутствию распада протона. Недостающим звеном в «теории всего» остается подтверждение какой-либо из теорий Великого объединения и построение квантовой теории гравитации на основе квантовой механики и общей теории относительности.
В конце 1990-х стало ясно, что общей проблемой предлагаемых вариантов «теории всего» является то, что они нестрого определяют свойства наблюдаемой Вселенной. Так, многие теории квантовой гравитации допускают существование вселенных с произвольным числом измерений или произвольным значением космологической постоянной. Некоторые физики придерживаются мнения, что на самом деле существует множество вселенных, но лишь небольшое их количество обитаемы, а значит, фундаментальные постоянные вселенной определяются антропным принципом. Макс Тегмарк довёл этот принцип до логического завершения, постулирующего, что «все математически непротиворечивые структуры существуют физически». Это означает, что достаточно сложные математические структуры могут содержать «самоосознающую структуру», которая будет субъективно воспринимать себя «живущей в реальном мире».
В конце 2007 года Гаррет Лиси предложил «Исключительно простую теорию всего», основанную на свойствах алгебры Ли. Несмотря на обнаруженные недостатки теории Лиси, она может открыть новое направление работ в области единых теорий поля.
В настоящее время основными кандидатами в качестве «теории всего» являются теория струн, петлевая теория и теория Калуцы — Клейна. О последней подробней. В начале двадцатого века появились предположения, что Вселенная имеет больше измерений, чем наблюдаемые три пространственных и одно временно́е. Толчком к этому стала теория Калуцы — Клейна, которая позволяет увидеть, что введение в общую теорию относительности дополнительного измерения приводит к получению уравнений Максвелла. Благодаря идеям Калуцы и Клейна стало возможным создание теорий, оперирующих большими размерностями. Использование дополнительных измерений подсказало ответ на вопрос о том, почему действие гравитации проявляется значительно слабее, чем другие виды взаимодействий. Общепринятый ответ состоит в том, что гравитация существует в дополнительных измерениях, поэтому её влияние на наблюдаемые измерения ослабевает.
В научном сообществе физиков продолжаются дебаты по поводу того, следует ли считать «теорию всего» фундаментальным законом Вселенной. Одна точка зрения, строго редукционистская, состоит в том, что «теория всего» — это фундаментальный закон Вселенной и что все остальные теории, описывающие Вселенную, являются её следствиями или предельными случаями. Другая точка зрения опирается на законы, названные Нобелевским лауреатом по физике Стивеном Вайнбергом законами «свободного плавания», которые определяют поведение сложных систем. Критика последней точки зрения обращает внимание на то, что в такой формулировке «теория всего» нарушает принцип бритвы Оккама.
Среди других факторов, уменьшающих объяснительно-предсказательную ценность «теории всего», её чувствительность к наличию у Вселенной граничных условий и существование математического хаоса среди её решений, что делает её предсказания точными, но бесполезными.
#Hypotheses@galactures
Галактическая нить
Галактическая нить, волокно — крупнейшие наблюдаемые космические структуры во Вселенной в форме нитей из галактик со средней длиной в 50—80 мегапарсек (163—260 млн св. лет), лежащие между войдами (большими пустотами). Нити и войды могут формировать «великие стены» — относительно плоские комплексы скоплений и сверхскоплений. Галактические нити заполнены очень горячим (миллионы и десятки миллионов градусов) и очень разреженным (1-10 атомов на м3) газом.
Возможная природа
По стандартной модели эволюции Вселенной галактические нити формируются и следуют вдоль сетевидных потоков тёмной материи. Предполагается, что эта тёмная материя ответственна за макроструктуру вселенной. Тёмная материя гравитационно притягивает барионную материю, и эту обычную материю астрономы наблюдают в виде стен и нитей из галактических сверхскоплений. Открытия гиперскоплений — групп сверхскоплений — начались в 1980-х годах. В 1987 году астроном Брент Талли из Гавайского университета идентифицировал структуру, которую он назвал Комплекс сверхскоплений Рыб-Кита. В 1989 году была обнаружена Великая стена CfA2, а в 2003 году учёные открыли Великую стену Слоуна. В 2013 году были открыты Громадная группа квазаров и Великая стена Геркулес — Северная Корона.
Перечень
Галактические нити
Данный тип нитей имеет приблизительно одинаковые большую и малую полуоси в поперечном сечении. Иными словами, поперечное сечение данного типа нитей по форме похоже на круг.
На 2021 год известно о 5 галактических нитях - Нить Волосы Вероники (нить Кома), Нить Персея-Пегаса, Нить Большой Медведицы, Нить Рыси-Большой Медведицы, z=2,38 нить около скопления ClG J2143-4423.
Галактические стены
Данный тип нитей имеет одну полуось, которая значительно превышает другую в продольном сечении. Иными словами, поперечное сечение данного типа нитей по форме похоже на сильно вытянутый эллипс.
На сегодняшний день самой большой из известных масштабных структур Вселенной является Великая стена Геркулес — Северная Корона. До 2013 года первой по величине крупномасштабной структурой Вселенной была Великая стена Слоуна (Великая Стена SDSS). Великая стена CfA2 (Великая стена, Великая Северная Стена) - первая обнаруженная супербольшая крупномасштабная структура во Вселенной. Сейчас она является третьей по величине. Читайте про разнообразные астрономические объекты Вселенной в нашей группе galactures - хэштег в конце статьи. Стена Скульптора (Южная Великая Стена) - «параллельна» Стене Печь и «перпендикулярна» к Стене Журавль. Стена Южного полюса - обнаружена в 2020 году. Простирается на 1,4 миллиарда световых лет за галактикой Млечный Путь между созвездием Кита и созвездием Райской птицы.
Комплекс суперкластеров
Комплекс сверхскоплений Рыб-Кита был открыт в 1987 году и имеет размеры 1 млрд св. лет в длину и 150 млн св. лет в ширину. Включает в себя Суперкластер Девы и Локальную группу, находится в созвездиях Кита и Рыб.
#AstroObjects@galactures
Галактическая нить, волокно — крупнейшие наблюдаемые космические структуры во Вселенной в форме нитей из галактик со средней длиной в 50—80 мегапарсек (163—260 млн св. лет), лежащие между войдами (большими пустотами). Нити и войды могут формировать «великие стены» — относительно плоские комплексы скоплений и сверхскоплений. Галактические нити заполнены очень горячим (миллионы и десятки миллионов градусов) и очень разреженным (1-10 атомов на м3) газом.
Возможная природа
По стандартной модели эволюции Вселенной галактические нити формируются и следуют вдоль сетевидных потоков тёмной материи. Предполагается, что эта тёмная материя ответственна за макроструктуру вселенной. Тёмная материя гравитационно притягивает барионную материю, и эту обычную материю астрономы наблюдают в виде стен и нитей из галактических сверхскоплений. Открытия гиперскоплений — групп сверхскоплений — начались в 1980-х годах. В 1987 году астроном Брент Талли из Гавайского университета идентифицировал структуру, которую он назвал Комплекс сверхскоплений Рыб-Кита. В 1989 году была обнаружена Великая стена CfA2, а в 2003 году учёные открыли Великую стену Слоуна. В 2013 году были открыты Громадная группа квазаров и Великая стена Геркулес — Северная Корона.
Перечень
Галактические нити
Данный тип нитей имеет приблизительно одинаковые большую и малую полуоси в поперечном сечении. Иными словами, поперечное сечение данного типа нитей по форме похоже на круг.
На 2021 год известно о 5 галактических нитях - Нить Волосы Вероники (нить Кома), Нить Персея-Пегаса, Нить Большой Медведицы, Нить Рыси-Большой Медведицы, z=2,38 нить около скопления ClG J2143-4423.
Галактические стены
Данный тип нитей имеет одну полуось, которая значительно превышает другую в продольном сечении. Иными словами, поперечное сечение данного типа нитей по форме похоже на сильно вытянутый эллипс.
На сегодняшний день самой большой из известных масштабных структур Вселенной является Великая стена Геркулес — Северная Корона. До 2013 года первой по величине крупномасштабной структурой Вселенной была Великая стена Слоуна (Великая Стена SDSS). Великая стена CfA2 (Великая стена, Великая Северная Стена) - первая обнаруженная супербольшая крупномасштабная структура во Вселенной. Сейчас она является третьей по величине. Читайте про разнообразные астрономические объекты Вселенной в нашей группе galactures - хэштег в конце статьи. Стена Скульптора (Южная Великая Стена) - «параллельна» Стене Печь и «перпендикулярна» к Стене Журавль. Стена Южного полюса - обнаружена в 2020 году. Простирается на 1,4 миллиарда световых лет за галактикой Млечный Путь между созвездием Кита и созвездием Райской птицы.
Комплекс суперкластеров
Комплекс сверхскоплений Рыб-Кита был открыт в 1987 году и имеет размеры 1 млрд св. лет в длину и 150 млн св. лет в ширину. Включает в себя Суперкластер Девы и Локальную группу, находится в созвездиях Кита и Рыб.
#AstroObjects@galactures
У Сатурна известно 82 естественных спутника - это наибольшее число открытых спутников среди всех планет Солнечной системы; 53 из них имеют собственные названия.
Юпитер - 79 спутников, Уран - 27, Нептун - 14.
#Answer@galactures
Юпитер - 79 спутников, Уран - 27, Нептун - 14.
#Answer@galactures
Возможна ли одноцветная звезда?
Нет. Даже самые "яркие" (в смысле цвета) звёзды никогда не излучают волны, несущие только один цвет. Так, красноватая звезда излучает в основном волны в красном, оранжевом и жёлтым диапазонах, но наряду с ними присутствуют и все другие оттенки видимого спектра, которые несколько размывают преобладающей цвет. Так что абсолютно одноцветная звезда категорически противоречит всем достижениям астрономии и астрофизики последних трёх столетий. В ядрах звёзд происходят термоядерные реакции, благодаря которым звезды в принципе не могут излучать световые волны только одной длины. Даже если представить, что это – "нормальная звезда", окруженная облаком космического газа или пыли, которые пропускают кванты света только одной частоты. Такое тоже невозможно. Некоторые наиболее удалённые от нас галактики (квазары) излучают свет, который идёт до Земли многие миллионы лет. По дороге излучение проходит сквозь сотни других галактик, но в целом остаётся таким же, каким покинуло свой источник.
#Answer@galactures
Нет. Даже самые "яркие" (в смысле цвета) звёзды никогда не излучают волны, несущие только один цвет. Так, красноватая звезда излучает в основном волны в красном, оранжевом и жёлтым диапазонах, но наряду с ними присутствуют и все другие оттенки видимого спектра, которые несколько размывают преобладающей цвет. Так что абсолютно одноцветная звезда категорически противоречит всем достижениям астрономии и астрофизики последних трёх столетий. В ядрах звёзд происходят термоядерные реакции, благодаря которым звезды в принципе не могут излучать световые волны только одной длины. Даже если представить, что это – "нормальная звезда", окруженная облаком космического газа или пыли, которые пропускают кванты света только одной частоты. Такое тоже невозможно. Некоторые наиболее удалённые от нас галактики (квазары) излучают свет, который идёт до Земли многие миллионы лет. По дороге излучение проходит сквозь сотни других галактик, но в целом остаётся таким же, каким покинуло свой источник.
#Answer@galactures
Синдром Кесслера
Синдром (эффект) Кесслера — теоретическое развитие событий на околоземной орбите, когда космический мусор, появившийся в результате многочисленных запусков искусственных спутников, приводит к полной непригодности ближнего космоса для практического использования. Впервые такой сценарий детально описал консультант НАСА Дональд Кесслер в 1978 году.
Появление и исчезновение космического мусора
Каждый спутник, космический зонд или пилотируемая миссия могут быть потенциальными источниками космического мусора. По мере роста количества спутников на орбите и устаревания существующих риск лавинообразного развития синдрома Кесслера всё возрастает.
К счастью, взаимодействие с атмосферой на низких околоземных орбитах, которые используются чаще всего, постепенно уменьшает количество мусора. Столкновения летательных аппаратов с мусором на меньших высотах также не столь опасны, поскольку при этом любые тела теряют скорость, а с ней — и свою кинетическую энергию, а затем, как правило, сгорают в плотных слоях атмосферы.
На высотах, где нагрев в результате торможения об атмосферу незначителен (от 700 до 1000 километров) , время жизни космического мусора значительно возрастает. Слабое влияние атмосферы, солнечного ветра и притяжения Луны могут постепенно привести к снижению его орбиты, но на это может потребоваться не одна тысяча лет.
По моделям NASA, на низкой околоземной орбите (высота 200—2000 км) уже с 2007 года было достаточно крупного мусора и спутников для начала синдрома. Согласно расчётам, в среднем каждые пять лет будут происходить крупные столкновения, даже при условии полного прекращения космических запусков, а количество мусора будет расти.
Серьёзность
Коварство синдрома Кесслера заключается в «эффекте домино». Столкновение двух достаточно крупных объектов приведёт к появлению большого количества новых осколков. Каждый из этих осколков способен в свою очередь столкнуться с другим мусором, что вызовет «цепную реакцию» рождения всё новых обломков. При достаточно большом количестве столкновений или взрыве (например, при столкновении между старым спутником и космической станцией или в результате враждебных действий) количество лавинообразно возникших новых осколков может сделать околоземное пространство совершенно непригодным для полетов.
Предложения по сокращению замусоренности космоса
Предлагается уже на этапе проектирования спутников и верхних ступеней ракет предусматривать средства их удаления с орбиты — торможения до скорости входа в плотные слои атмосферы, где они сгорят, не оставляя опасных крупных частей, либо перевод на «орбиты захоронения» (значительно выше орбит ГСО-спутников).
Также разрабатываются экспериментальные методы для изменения орбит элементов космического мусора, например, с помощью мощного наземного лазера непрерывного действия или лазеров космического базирования.
#Hypotheses@galactures
Синдром (эффект) Кесслера — теоретическое развитие событий на околоземной орбите, когда космический мусор, появившийся в результате многочисленных запусков искусственных спутников, приводит к полной непригодности ближнего космоса для практического использования. Впервые такой сценарий детально описал консультант НАСА Дональд Кесслер в 1978 году.
Появление и исчезновение космического мусора
Каждый спутник, космический зонд или пилотируемая миссия могут быть потенциальными источниками космического мусора. По мере роста количества спутников на орбите и устаревания существующих риск лавинообразного развития синдрома Кесслера всё возрастает.
К счастью, взаимодействие с атмосферой на низких околоземных орбитах, которые используются чаще всего, постепенно уменьшает количество мусора. Столкновения летательных аппаратов с мусором на меньших высотах также не столь опасны, поскольку при этом любые тела теряют скорость, а с ней — и свою кинетическую энергию, а затем, как правило, сгорают в плотных слоях атмосферы.
На высотах, где нагрев в результате торможения об атмосферу незначителен (от 700 до 1000 километров) , время жизни космического мусора значительно возрастает. Слабое влияние атмосферы, солнечного ветра и притяжения Луны могут постепенно привести к снижению его орбиты, но на это может потребоваться не одна тысяча лет.
По моделям NASA, на низкой околоземной орбите (высота 200—2000 км) уже с 2007 года было достаточно крупного мусора и спутников для начала синдрома. Согласно расчётам, в среднем каждые пять лет будут происходить крупные столкновения, даже при условии полного прекращения космических запусков, а количество мусора будет расти.
Серьёзность
Коварство синдрома Кесслера заключается в «эффекте домино». Столкновение двух достаточно крупных объектов приведёт к появлению большого количества новых осколков. Каждый из этих осколков способен в свою очередь столкнуться с другим мусором, что вызовет «цепную реакцию» рождения всё новых обломков. При достаточно большом количестве столкновений или взрыве (например, при столкновении между старым спутником и космической станцией или в результате враждебных действий) количество лавинообразно возникших новых осколков может сделать околоземное пространство совершенно непригодным для полетов.
Предложения по сокращению замусоренности космоса
Предлагается уже на этапе проектирования спутников и верхних ступеней ракет предусматривать средства их удаления с орбиты — торможения до скорости входа в плотные слои атмосферы, где они сгорят, не оставляя опасных крупных частей, либо перевод на «орбиты захоронения» (значительно выше орбит ГСО-спутников).
Также разрабатываются экспериментальные методы для изменения орбит элементов космического мусора, например, с помощью мощного наземного лазера непрерывного действия или лазеров космического базирования.
#Hypotheses@galactures
Сингулярный реактор
Сингулярный реактор (коллапсарный реактор) — гипотетический источник энергии, где в качестве рабочего тела используются микроскопические чёрные дыры (коллапсары). Принцип работы такого реактора состоит в использовании энергии, выделяющейся при испарении чёрной дыры. Также он может быть использован как реактивный двигатель.
Рассматривается два вида сингулярных реакторов:
* взрывного действия — производит отдельные чёрные дыры
* непрерывного действия — чёрная дыра постоянно подпитывается веществом.
Представления о чёрной дыре как об абсолютно поглощающем объекте были скорректированы Старобинским и Зельдовичем в 1974 году — для вращающихся чёрных дыр, а затем, в общем случае, С. Хокингом в 1975 году. Изучая поведение квантовых полей вблизи чёрной дыры, Хокинг предсказал, что чёрная дыра обязательно излучает частицы во внешнее пространство и тем самым теряет массу. Этот эффект называется излучением (испарением) Хокинга. Упрощённо говоря, гравитационное поле поляризует вакуум, в результате чего возможно образование не только виртуальных, но и реальных пар частица-античастица. Одна из частиц, оказавшаяся чуть ниже горизонта событий, падает внутрь чёрной дыры, а другая, оказавшаяся чуть выше горизонта, улетает, унося энергию (то есть часть массы) чёрной дыры.
При этом интенсивность испарения нарастает лавинообразно, и заключительный этап эволюции носит характер взрыва, например, чёрная дыра массой 1000 тонн испарится за время порядка 84 секунды, выделив энергию, равную взрыву примерно десяти миллионов атомных бомб средней мощности.
В то же время большие чёрные дыры, температура которых ниже температуры реликтового излучения Вселенной (2,7 К), на современном этапе развития Вселенной могут только расти, так как испускаемое ими излучение имеет меньшую энергию, чем поглощаемое. Данный процесс продлится до тех пор, пока фотонный газ реликтового излучения не остынет в результате расширения Вселенной.
#Hypotheses@galactures
Сингулярный реактор (коллапсарный реактор) — гипотетический источник энергии, где в качестве рабочего тела используются микроскопические чёрные дыры (коллапсары). Принцип работы такого реактора состоит в использовании энергии, выделяющейся при испарении чёрной дыры. Также он может быть использован как реактивный двигатель.
Рассматривается два вида сингулярных реакторов:
* взрывного действия — производит отдельные чёрные дыры
* непрерывного действия — чёрная дыра постоянно подпитывается веществом.
Представления о чёрной дыре как об абсолютно поглощающем объекте были скорректированы Старобинским и Зельдовичем в 1974 году — для вращающихся чёрных дыр, а затем, в общем случае, С. Хокингом в 1975 году. Изучая поведение квантовых полей вблизи чёрной дыры, Хокинг предсказал, что чёрная дыра обязательно излучает частицы во внешнее пространство и тем самым теряет массу. Этот эффект называется излучением (испарением) Хокинга. Упрощённо говоря, гравитационное поле поляризует вакуум, в результате чего возможно образование не только виртуальных, но и реальных пар частица-античастица. Одна из частиц, оказавшаяся чуть ниже горизонта событий, падает внутрь чёрной дыры, а другая, оказавшаяся чуть выше горизонта, улетает, унося энергию (то есть часть массы) чёрной дыры.
При этом интенсивность испарения нарастает лавинообразно, и заключительный этап эволюции носит характер взрыва, например, чёрная дыра массой 1000 тонн испарится за время порядка 84 секунды, выделив энергию, равную взрыву примерно десяти миллионов атомных бомб средней мощности.
В то же время большие чёрные дыры, температура которых ниже температуры реликтового излучения Вселенной (2,7 К), на современном этапе развития Вселенной могут только расти, так как испускаемое ими излучение имеет меньшую энергию, чем поглощаемое. Данный процесс продлится до тех пор, пока фотонный газ реликтового излучения не остынет в результате расширения Вселенной.
#Hypotheses@galactures
Облако Смит
Облако Смит является гигантским газовым облаком, в миллионы раз превышающее по массе наше Солнце, мчащимся в сторону Млечного Пути. Облако было открыто в 1963 году студенткой Гейлой Смит, изучавшей астрономию в Лейденском университете, в Нидерландах, и названо Облако Смит в ее честь.
Газовое облако состоит по большей части из водорода, имеет протяжность 11000 световых лет и ширину 2500 световых лет. Это соизмеримо с размерами карликовой галактики. Расчёт траектории этого объекта показал, что приблизительно 70 млн лет назад он уже проходил сквозь диск нашей Галактики. Следующее прохождение сквозь диск Млечного Пути, которое ожидается через 30 млн лет, скорее всего станет для облака последним.
Облако находится на расстоянии 8000 световых лет от Млечного Пути и приближается к нашей Галактике со скоростью 240 километров в секунду. При наблюдении с Земли облако имеет угловой размер 10°—12° (если бы оно было видимым невооруженным глазом, то имело бы протяжённость более 20 диаметров Луны). Облако Смит приблизительно через 30 миллионов лет столкнётся с галактикой Млечный Путь возле Рукава Персея приблизительно в четверти пути от центра нашей Галактики до Солнца.
#AstroObjects@galactures
Облако Смит является гигантским газовым облаком, в миллионы раз превышающее по массе наше Солнце, мчащимся в сторону Млечного Пути. Облако было открыто в 1963 году студенткой Гейлой Смит, изучавшей астрономию в Лейденском университете, в Нидерландах, и названо Облако Смит в ее честь.
Газовое облако состоит по большей части из водорода, имеет протяжность 11000 световых лет и ширину 2500 световых лет. Это соизмеримо с размерами карликовой галактики. Расчёт траектории этого объекта показал, что приблизительно 70 млн лет назад он уже проходил сквозь диск нашей Галактики. Следующее прохождение сквозь диск Млечного Пути, которое ожидается через 30 млн лет, скорее всего станет для облака последним.
Облако находится на расстоянии 8000 световых лет от Млечного Пути и приближается к нашей Галактике со скоростью 240 километров в секунду. При наблюдении с Земли облако имеет угловой размер 10°—12° (если бы оно было видимым невооруженным глазом, то имело бы протяжённость более 20 диаметров Луны). Облако Смит приблизительно через 30 миллионов лет столкнётся с галактикой Млечный Путь возле Рукава Персея приблизительно в четверти пути от центра нашей Галактики до Солнца.
#AstroObjects@galactures
Ланиакея — наша космическая родина
Мы живем в Ланиакее, суперкластере, или сверхскоплении — крупнейшей структуре во Вселенной, состоящей из многих миллиардов галактик, подобных нашей, едином течении, которое определяет движения галактик, подобных Млечному Пути. А вот как ученые установили это и научились определять границы суперкластера, вы узнаете из следующего видео.
#Video@galactures
Мы живем в Ланиакее, суперкластере, или сверхскоплении — крупнейшей структуре во Вселенной, состоящей из многих миллиардов галактик, подобных нашей, едином течении, которое определяет движения галактик, подобных Млечному Пути. А вот как ученые установили это и научились определять границы суперкластера, вы узнаете из следующего видео.
#Video@galactures