Вселенная Атомов. Страница 16

APOD. Необычный вид на туманность Бумеранг, расположенную в 5000 световых лет от нас в созвездии Центавра. Необычная цветовая палитра, конечно, искусственная. Изображение составлено по данным телескопа Хаббл с учетом направления поляризации света, которое и кодируется с помощью радужных оттенков. Поляризация происходит за счет рассеивания света на частичках космической пыли, составляющих туманность. Такие туманности называются протопланетарными. Это самая ранняя стадия формирования планетарных туманностей, образуемых потоками вещества, испускаемыми умирающими звёздами. Интересно, что туманность Бумеранг считается самым холодным из известных мест во Вселенной (за исключением физических лабораторий). Её температура всего на один градус выше абсолютного нуля (и примерно на три градуса ниже температуры реликтового фона). Охлаждается вещество за счет интенсивного расширения. #apod

Изображение. Космонавты очень не любят огонь. В замкнутых условиях космического корабля пожар может стать катастрофой, ведь там окно не откроешь и на улицу не выбежишь. Помимо этого, в условиях невесомости пламя ведёт себя совершенно необычно. На Земле в формировании пламени важную роль играет гравитация. Горячий воздух поднимается вверх, холодный опускается вниз, и это придаёт огню ту форму и характер распространения, к которым мы привыкли. В космосе всё иначе - там нет выделенного направления для конвекции, поэтому пламя принимает сферическую форму, а его подпитка кислородом определяется конфигурацией систем вентиляции. Ряд экспериментов по изучению огня в невесомости проводится на МКС, чтобы выяснить особенности поведения пламени и выработать меры по борьбе с космическими пожарами. В новейшей истории космонавтики пожаров ещё не было, а вот на российской станции Мир в 1997 году он случился, что едва не стало причиной гибели станции и экипажа. #scimage

Анимация. Ещё один хаотический маятник (любим мы их). Да не один, а целых 2020 штук. Начальные условия очень близки, чем объясняется то, что аж целых семь секунд маятники колеблются практически синхронно. Ну а затем резко наступает хаос. #animation

Новости науки. Ученые из Университета Пердью обнаружили двойную систему сверхмассивных черных дыр. Сверхмассивные черные дыры это исполинские объекты с массой в миллионы и миллиарды масс Солнца, находящиеся в центре многих галактик. В подавляющем большинстве случаев это единичный объект. Найденная система, расположенная в центре блазара PKS 2131−021 в 8.8 миллиардах световых лет от нас, представляет собой две черные дыры с массами в 100 миллионов солнечных каждая, обращающиеся друг вокруг друга на расстоянии от 200 до 2000 а.е. (1 астрономическая единица - расстояние от Земли до Солнца). Одна из черных дыр является источником достаточно сильного релятивистского джета. Система практически уникальна - помимо неё известна только одна подобная, но в ней черные дыры находятся значительно дальше друг от друга. В астрономии подобная уникальность объектов является практически беспрецедентной. Малое расстояние между компонентами очень важно, ведь рано или поздно они сольются. Напомним, что при слиянии самых обычных, не сверхмассивных черных дыр выделяется энергия, на доли секунды превосходящая совокупное излучение всей остальной вселенной. Такие слияния мы уже научились наблюдать с помощью гравитационно-волновых детекторов. Что произойдёт при слиянии двух обнаруженных исполинов, представить достаточно сложно. Обнаружить систему удалось с помощью анализа изменения яркости блазара в радиодиапазоне. Её вариация согласуется с доплеровским изменением частоты, как если бы на объект влияла другая крупная масса, находящаяся поблизости. Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal Letters 23 февраля 2022 года. #news

APOD. Наша галактика Млечный Путь в различных спектральных диапазонах. Скомпиллировано NASA по данным космических и наземных обсерваторий. Разные галактические процессы производят излучение с разной длиной волны, поэтому изучение таких спектральных карт позволяет узнать распределение разнообразных галактических характеристик. Радиоволны излучаются в основном свободными электронами, разогнанными до релятивистских скоростей в магнитных полях. Основным источником излучения на длинах волн водорода являются обширные облака межзвёздного газа и пыли. Интенсивное инфракрасное излучение характерно для регионов активного звездообразования. Видимый свет излучает звёздное население. Ну а рентген и гамма-лучи производятся высокоэнергетическими процессами - пульсарами, вспышками новых и сверхновых. Скачать карту в высоком разрешении, да ещё и в виде постера на стенку, можно вот тут - тыц. #apod

История науки. Физик Луис Альварес получил нобелевскую премию в 1968 году за исследование свойств элементарных частиц. Как ни парадоксально, наибольшую славу принесло ему не это. В 1980 году Альварес вместе со своим сыном-геологом Уолтером опубликовали гипотезу о том, что динозавры вымерли в результате падения метеорита около 65 миллионов лет назад. Основанием для гипотезы послужил слой известняка с аномально высокой концентрацией иридия, на фоне которого и позируют авторы в итальянской коммуне Губбио. Проанализировав его состав в этой и других локациях, они и пришли к выводу о столкновении с небесным телом. Удар метеорита долен был вызвать обильные землетрясения и цунами, а главное, поднять в атмосферу огромное количество пыли, на долгие годы заслонившей Солнце. Для динозавров такое изменение климата стало смертельным. Однако, как полагают, именно это дало необходимые эволюционные преимущества нашим млекопитающим предкам. #scihistory

Наука и искусство. Несколько изображений из средневековой "Книги Комет", изданной анонимусами во Фландрии в 16 веке. Полное название книги звучит так: "Кометы и их общие и частные значения, согласно Птолемею, Альбумазару, Гали, Аликвинду и другим астрологам", из чего следует, что основное внимание в книге уделялось именно значению комет, а не их внешнему виду. В те времена кометы считались в основном предвестниками плохих событий и высоко ценились астрономами, чтобы предсказывать разнообразные эпидемии, войны и прочие ужасы, коими изобиловала средневековая жизнь. Однако, и с художественной точки зрения книга представляет интерес. Хранится в музее Университета Касселя, а с электронной копией можно ознакомиться по ссылке - тыц. #art

Анимация. Симуляция преломления плоского волнового фронта на собирающей линзе со сферической поверхностью. Рассчитано с помощью численного решения волнового уравнения - тыц. #animation

Явление. Функционирование линз различного типа. Световой поток представлен тремя сфокусированными лазерными лучами, чтобы путь света было проще проследить. Типы линз в порядке следования: плоско-выпуклая с коротким фокусным расстоянием, двояковыпуклая, плоскопараллельная пластинка, плоско-выпуклая с длинным фокусным расстоянием, двояковогнутая. #effect

Изображение. Электрический разряд от трансформатора Теслы ищет свой путь через воздух в направлении заземлённого электрода. На наконечник трансформатора подаётся очень высокий потенциал, а медная пластина на заднем фоне заземлена. Если бы между ними ничего не было, то ток имел бы возможность перетекать на пластину по кратчайшему расстоянию. Присутствие стеклянной пластины между электродами всё усложняет - в этом случае разряд вынужден искать другие пути в обход пластины. Интересным ситуацию делает то, что стеклянная пластина не является идеальным изолятором, но обладает небольшой проводимостью. Благодаря этому образуется множество различных путей для протекания тока, а не один-единственный канал, как обычно. #scimage

APOD. Альбиеро, или Бета Лебедя, представляется глазу обычной яркой звёздочкой в астеризме Северный Крест. Однако, при увеличении выясняется, что это на самом деле двойная система, компоненты которой весьма различны. Верхняя звезда, звезда класса К Альбиеро А, очень похожа на Солнце (чуть холоднее) и излучает большую часть света в зелёном и желтом диапазонах. Нижняя компонента, звезда класса B9 Альбиеро B, гораздо горячее и светится в основном в синей области спектра. Спектры обеих звёзд также показаны на изображении. Снимок сделан астрофотографом-любителем с помощью трёхсотдолларового телескопа. #apod

Анимация. Ещё один пример образования вихрей фон Кармана, на этот раз в виде симуляции. Поток жидкости или газа (на самом деле, абсолютно не важно), обтекает цилиндр, что приводит к образованию стабильной турбулентной структуры, о которой мы уже писали чуть ранее. При трансформации объекта в более аэродинамически-выгодную форму - крыло - потоки исчезают, что, наверное, хорошо. #animation

История науки. Это неприятное на вид присособление навсегда изменило мир электроники. В 1958 году новый сотрудник фирмы Texas Instruments Джек Килби проводил лето в душной лаборатории, пытаясь решить проблему "тирании чисел", - всё увеличивающаяся сложность электронных устройств приводила к бесконтрольному росту числа компонентов и необходимых соединений между ними, из-за чего дальнейшее развитие электроники застопорилось. Килби решил, что ситуацию можно улучшить, если создать все необходимые компоненты - транзисторы, резисторы и конденсаторы - в едином массиве полупроводникового материала, и представил первый дизайн интегральной микросхемы на основе германия, которая представляла собой простенький генератор гармонического сигнала. К чему всё это привело, мы все знаем. За своё открытие Килби получил нобелевскую премию в 2000 году. Стоит отметить, что лишь спустя пару месяцев коллега Килби из другой компании, Роберт Нойс, предложил дизайн собственной микросхемы, но премии не удостоился. #scihistory

APOD. Развитие ионного хвоста нашей недавней новогодней гостьи - кометы Леонарда - по мере приближения к Солнцу. Видео снято камерой аппарата STEREO, вращающегося вокруг Солнца, в течение десяти дней. Из каждого следующего изображения вычтено предыдущее, что позволяет выделить изменения между кадрами. Интересно, что хвост кометы вовсе не однонаправлен, но "виляет" в различных направления, повинуясь изменчивой солнечной погоде. #apod

Новости науки. Общая теория относительности (ОТО) - теория гравитации Эйнштейна - является одной из самых успешных научных теорий. Она объясняет почти все явления, которые мы наблюдаем во вселенной на больших масштабах. Однако, есть вещи, которые и она объяснить не может. Так, известно, что вселенная расширяется с ускорением. Это ускоренное расширение не находит интерпретации в рамках ОТО. Наиболее распространённой гипотезой считается существование некой "тёмной энергии", присущей самому пространству на квантовом уровне, которая и "расталкивает" вселенную. С построением теории тёмной энергии возникает множество сложностей. В частности, очень трудно объяснить, почему и как она может быть настолько большой, чтобы дать наблюдаемую величину ускорения вселенной. Но теория относительности не высечена в камне. До сих пор предпринимается множество попыток её модифицировать, чтобы объяснить ещё не объяснённые явления. В рамках ряда таких модификаций предполагается, что никакой тёмной энергии на самом дел нет, а вселенная ускоряется благодаря какому-то ещё не известному свойству гравитации. Её часто называют "тёмной гравитацией". Строить такие модели можно сколько угодно, но пока не будет найдено способа проверить их экспериментально, цена им не велика. Гравитация очень слабая сила, и наиболее сильно гравитационные явления проявляют себя только в самых высокоэнергетических процессах - слиянии черных дыр или нейтронных звёзд. Вот тут и появляется возможность проверить предсказания ОТО. Физики из Италии и Испании сумели построить модель слияния двух нейтронных звёзд в рамках одной из модифицированных версий ОТО, которая включает "тёмную гравитацию". Благодаря симуляциям, ученые теперь способны сравнить предсказания новой модели и стандартной ОТО. Уже имеющиеся данные о слияниях нейтронных звёзд, полученные с помощью гравитационно-волновых детекторов, хорошо укладываются как в новую модель, так и в стандартную. К сожалению, пока что детекторам не хватает чувствительности, чтобы уловить небольшие различия в предсказанных сигналах. Возможно, с введением в строй гравитационных детекторов следующего поколения, ситуация изменится, и мы сможем наконец пролить свет на загадку тёмной энергии. Статья опубликована в Physical Review Letters 2 марта 2022 года, а с полным текстом статьи можно ознакомиться по ссылке - тыц. #news

Изображение. Эксперименты по созданию нейроинтерфейсов идут полным ходом. На данном изображении девочка играет в видеоигру, используя для этого только мозговую активность. Цель экспериментов, проводимых в Женевском Университете, - понять и научиться лечить синдром дефицита внимания, при котором человек не способен долгое время сосредотачиваться на конкретной задаче. Было обнаружено, что амплитуда альфа-ритмов мозга изменяется в зависимости от того, находится человек в состоянии сосредоточенности или низкой концентрации. В игре пациент должен управлять движением космического кораблика, а система сенсоров постоянно регистрирует его мозговую активность. Как только альфа-ритм показывает, что человек теряет концентрацию, кораблик на экране останавливается. Такой механизм обратной связи, как показали эксперименты, позволяет со временем перенастроить мозг и уменьшить симптомы дефицита внимания. #scimage

Кристаллы. Куприт, минерал оксида меди, обычно не образует таких сложных форм. Куприты растут там, где месторождения меди соприкасаются с воздухом, и металл имеет возможность медленно окисляться. Данный образец, по-видимому, образовался несколько иначе - при протекании лавы около богатой медью породы, что и обусловило его форму, напоминающую скопление зданий. Кристаллы купритов обычно достаточно маленькие - эта фотография сделана с двадцатикратным увеличением. #crystal

История науки. Издревле человечество составляет каталоги звёзд - списки видимых небесных объектов, их координат на небе, яркости и т.п. За небом следили не только из праздного интереса, это было важно для измерения времени, определения сезонов года, жизненно важных для сельского хозяйства. Считается, что первый каталог звёзд составил грек Гиппарх ещё в 129 году до новой эры. Доподлинно неизвестно, сколько объектов он содержал, так как каталог был утерян при пожаре в Александрийской Библиотеке. После заката эллинистического мира центр мировой астрономии переместился к арабам, которые составили ряд собственных каталогов (вероятно, базирующихся на гиппарховском), а в эпоху Возрождения эстафета перешла к европейским астрономам. Сегодня используется множество каталогов небесных объектов, а самая первая космическая астрометрическая обсерватория, запущенная в 1989 году и собравшая данные о миллионах небесных тел, носила имя Гиппарх в честь великого грека. #scihistory