:: Теми / Космология

Ако Юпитер не съществуваше, нямаше да ни има (видео).

offnews@offnews.bg () — Thu, 15 Aug 2019 00:19:07 +0300

Нашата Слънчева система е странна. И не само заради съществуването на тази синята планета, пълна с живи същества, но също и поради липсата на газови гиганти като Юпитер на близки разстояния до Слънцето. През последните няколко десетилетия учените са открили и потвърдили повече от 1000 екзопланети, планети, които обикалят около други звезди. Но тези звездни системи са доста различни от Слънчевата система - техните големи планети обикалят около своите звезди толкова близо, колкото Меркурий обикаля около Слънцето. Такива екзопланети, които се наричат "горещи Юпитери" са доста често срещани в други звездни системи, но странно - те са изчезнали от нашата. Юпитер. NASA/JPL/Space Science Institute Но защо нашият Юпитер се държи толкова различно? Учените не знаят защо, но градят хипотези. Една от тях е , че първоначалните планети от вътрешната част на Слънчева система са били унищожени от мигриращия Юпитер. А след това, формирането на Сатурн предизвиква гравитационно взаимодействие, което привлича Юпитер отново на сегашната му орбита. Друга хипотеза твърди , че някога е имало пети гигант, освен сегашните Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Но Юпитер е успял да спечели гравитационната битка с мощното привличане на Слънцето и да го изхвърли от зоната на неговото влияние. Така вътрешната част на Слънчевата система е разчистена за формиране на скалисти планети като Меркурий, Венера, Земя и Марс. Това обяснява защо вътрешните планети са по-млади от външните газови гиганти. Така че, ако не беше Юпитер нямаше да съществуват вътрешните планети, а следователно - и ние. Освен това нашият нежен гигант действа като прахосмукачка за потенциално опасни космически тела като кометите например. Той защитава планетата и неведнъж е наблюдавано през последното десетилетие как самият Юпитер е бил ударен от най-малко пет комети или астероиди. На една от последните снимки от 17 март 2016 показва, че Юпитер е бил ударен от малък обект. И тези попадния не са единствените. Някои учени прогнозират, че тези сблъсъци вероятно се случват до пет пъти всеки месец. Заради огромната си гравитационна сила Юпитер отклонява тези обекти далече от Земята. Затова трябва да сме благодарни на газовият гигант, че съществуваме необепокоявани. Вижте видеото, които обсъжда тези и други въпроси.

От днес Меркурий не е ретрограден, но всеки понякога някъде е ретрограден (видео)

offnews@offnews.bg () — Wed, 31 Jul 2019 00:00:01 +0300

Астрологичният период, обвиняван за множество малки и големи поразии, "ретроградният Меркурий" приключи за 2019 вчера. Какво означава това? Древните хора знаят за планетите, откакто са се осмелили да погледнат нагоре. Те са видели, че някои звезди са по-ярки от останалите и сякаш се местят по небето всяка нощ. Но движенията на планетите са озадачавали древните астрономи. Понякога планетите се забавят, връщат се назад и след това отново продължават напред. Такива планети се наричат ретроградна и най-известна с това е Меркурий. Има ли това някакво странно, мистично значение? На всеки четири месеца планетата Меркурий преминава във видимо ретроградно движение. Това не е важно за астрономите, които разбират това явление като основен факт на Слънчевата система от около 400 години. Това е илюзия, заради начина, по които Земята и планетите обикалят около Слънцето, обяснява сайтът Universe today . В древни времена хората са смятали, че Земята е център на Вселената, а всички обекти на нощното небе обикалят около нас. Едно усложнение на този модел са били планетите, които поемат тези много предсказуеми ретроградни пътища по орбитата си. Ако планетите обикалят около Земята, защо се движат назад? Защо Меркурий става ретрограден? Дълго време те нямали обяснение за "ретроградното движение" и ги е затруднявало изчисляването на тази загадъчна линия. Най-накрая те си обясняват тези аномалии, като приемат, че планетите се движат около Земята в по-малки "епицикли" - т.е. малки кръгове, чиито центрове се движат по основните им орбитални кръгове около Земята, което води до сложни, подобни на пружини криви. За съжаление, действителните наблюдения на планетите никога не съвпадали с този странен орбитален механизъм, в крайна сметка обяснението на остава напълно безполезно. via GIPHY Системата на епициклите на Клавдий Птолемей остана приета теория в цяла Европа и Близкия изток за почти 2000 години. Планетарни движения по Птолемей. Едва през 1543 г., когато великият полски астроном Николай Коперник публикува своята работа "De revolutionibus" , причудливото ретроградно движение на Меркурий и останалите планети най-накрая придобива смисъл. Земята е просто друга планета и като всички обикаля около Слънцето. Ретроградното движение на Меркурий и другите планети се дължи на нашите относителни позиции в орбита. Така че нека разберем ретроградното движение и да разгледаме какво е по-специалното на ретроградния Меркурий. Движението на планетите около Слънцето следва правилото на дясната ръка - направете юмрук и вдигнете палец нагоре. Посоката на палеца сочи в посока на северния полюс на Слънцето. Извивката на пръстите показва посоката на орбитите на всички планети около Слънцето. Меркурий се движи по-бързо от Земята, докато обикаля около Слънцето, но Меркурий има силно елиптична орбита, така че скоростта на орбитата му се променя. Когато Меркурий е най-отдалечен от Слънцето, той е в тази точка на орбитата си, в която е с най-малка скорост и това дава шанс на Земята да "навакса". Представете си, че шофирате до автомобил по магистрала, който ускорява и забавя. Той се движи по магистралата с висока скорост, но сякаш отива ту напред, ту назад в сравнение с вас. Когато това се случва, астрономите казват, че Меркурий е ретрограден. Изглежда астролозите смятат, че ретроградното движение носи лош късмет, защото противоречи на естествените движения на планетата. Естествено, планетата изобщо не променя движението си, само нашата гледна точка към нея се променя. Освен това, във всеки един момент 40% от външните планети така или иначе са в ретроградно движение. Нещо почти винаги е ретроградно. Всичко това е илюзия Вижте тази анимация за ретроградния Марс, която обяснява нагледно "странното" му поведение. Във втората половина на анимацията на Лари Коен (Larry Koehn) е показан изглед "над главите ни" на орбитите на двете планети. Всички планети са ретроградни Марс става ретрограден на всеки две години Двете планети са като две коли, каращи на овална писта. Докато се изпреварват бавната кола ще изглежда, че се движи назад спрямо по-бързата. Земята е на вътрешната лента и се движи по-бързо от Марс - толкова бързо, че прави два обиколки за същото време, за което Марс прави една. Същата илюзия се случва и с Юпитер и с другите планети, които обикалят около Слънцето. Всички планети в нашата слънчева система проявяват това "ретроградно движение" по едно или друго време. Вляво е показано това, което зрител от Земята би видял, наблюдавайки движението на Марс през нощта в продължение на няколко месеца. Вдясно - за един марсианец Земята също ще е ретроградна. Примка или "Z"? И за да станат нещата още по-странни, орбитите, които следват Земята и Марс, не лежат точно в една и съща равнина. Сякаш двете планети са на отделни писти, които са малко наклонени една спрямо друга. Това причинява още една странна илюзия. Ако всяка нощ поставяте точка на картата на небето, за да обозначите къде се появява Марс, докато се движи напред, минава през ретроградния си период и след това възобновява движението си напред. Свържете точките и ще нарисувате цикъл или отворен зигзаг. Моделът зависи от това, къде се намират Земята и Марс в орбитата на наклонените си състезателни писти. Примери на двата модела на ретроградно движение: Тези изображения показват видимата от Земята траектория на планетата Марс, докато е в "ретроградно движение" през 2014 г. (вляво) и 2016 (вдясно) над Пасадена. Изображенията показват видимата от Земята траектория на планетата Марс, докато е в "ретроградно движение" през 2003 г. (вляво) и 2005 (вдясно) над Лос Анджелис.

NewScientist: Аполо 11 е безсмислена мисия, ползата за науката е почти нулева

offnews@offnews.bg () — Tue, 23 Jul 2019 00:35:15 +0300

През 1961 г. New Scientist призовава за спиране на пътешествията до Луната. В статия от 8 юни 1961 г. изданието твърди, че свръхсилите разпиляват ресурси, които е по-добре да бъдат изразходвани за други цели. Тези дни, когато се навършиха 50 години от първите стъпки на Нийл Армстронг на Луната, е учудващо да се чуе такова негативно отношение към пилотираните космически полети. Но New Scientist не си е променил мнението през десетилетията и все още не одобрява мисията, както през 90-те години . Естествено самотните протести на New Scientist не повлияват на мисиите Аполо, но недоволството на изданието продължава. В редакционна статия за Аполо 8 от 19 декември 1968 г. се заявява, че мисията е „безсмислена, обсесивна амбиция“ и „… истинската научна стойност на проекта Аполо е почти нулева“. „Ние сме принудени отново и отново да направим извода, че всичките тези усилия за пилотирани космически мисии, ако тяхната връзка с реалността не се окаже по-зловеща, са просто демонстрация за престиж”, пише по това време New Scientist. В основата на неодобрението на изданието е убеждението, че непилотираните космически сонди вършат също толкова добра работа за малка част от цената и че огромните суми, похарчени за изпращане на хора в космоса, щяха да са по-добре изразходвани за „конструктивна помощ“ за „народи в неравностойно положение“. Тогава от New Scientist публикуват (съвсем погрешните) прогнози, че през 2000 г. ще има 5 милиарда души, живеещи в бедност, което може би им дава някакъв контекст за тази редакционна линия. В първото издание на списанието New Scientist, след като Аполо 11 кацна на Луната, в основната му статия от 24 юли 1969 г. е изразена най-вече тревога, че астронавтите може да са „се заразили от вируса на шоу-бизнеса“. Бъз Олдрин на Луната. Кредит: NASA Въпреки че са благоволили да кажат, че гледката на човешко същество, което за пръв път в историята върви по небесен обект, различен от Земята, има „трогателно великолепие“, а „подскоците на астронавтите имат същия емоционален заряд като първите неловки опити на прохождане на едно дете", те все пак питат “не сме ли виждали това преди?” във филми като 2001: Една Одисея в космоса и в разни евтини жълти списания. Месец по-късно изданието отново отразява оплакванията на учените от Хюстън, работещи по проекта „Аполо“. Например случая с д-р Юджийн Шумейкър (Eugene Shoemaker), главен изследовател по лунна геология, който е останал на 14-о място в списъка с приоритети, да получи официално набор снимки от Луната и които „в крайна сметка са му дадени от репортер“. Също така New Scientist отбелязва, че „нито един астронавт-учен не е бил обявен нито в основните, нито за резервните екипажи на следващите три мисии за кацане на Луната, което кара един от малкото научно квалифицирани астронавти да се оттегли отчаян“. Две години по-късно, на 28 януари 1971 г., New Scientist публикуват думите на д-р Питър Стюбс (Peter Stubbs), който поставя под въпрос истинския „смисъл на съществуването“ на това изключително скъпо начинание: „Програмата Аполо явно предизвиква голяма научна активност, но ползата от развитието на планетарните науки със сигурност е по-спорна от тази на съвременната физика на високите енергии”. Кредит: NASA New Scientist отразява и друга история, цитирайки д-р Брайън О'Лиъри (Brian O’Leary), един от 11-те учени-астронавти от 1400 кандидати, избрани от НАСА. След намаляването на бюджета, шефът на астронавтите Дик Слейтън му казва, че може да очаква перспективата за продължителни отлагания на полета си, а може и да не полети никога. „Ние не се нуждаем от вас тук, поне засега", се обръща към него Слейтън. Като реакция учените кандидат-астронавти са наричани „излишните единадесет (XS-11)”. „Вярвам, че американската космическа програма може да оправдае средствата, които влагаме в нея, ако може да се ограничи акцента върху пилотирания полет. Трябва да насърчаваме науката да търси подходящата за нея мисия, а не мисията да търси подходящата за нея наука”, подчертава О'Лиъри. О'Лиъри завършва с думите: „Въпросът за много учени в Хюстън в момента е: „Как може някой да говори за изпращане на хора на Марс, когато не можем да накараме НАСА да прави всичко възможно за науката на Луната?” Нийл Армстронг в лунния модул след първата си разходка по Луната. Кредит: NASA Може би кампанията на New Scientist срещу Аполо изглежда смешна и абсурдна, но забележете датата 13 декември 1972 г. - това бе моментът преди 47 години, когато Юджийн Чернан и останалата част от човечеството напуснаха Луната за последен път. „И така, интересно кой ще се смее последен или дали ще видим хората отново да стъпят на Луната докато сме живи? Само времето ( и общественото мнение ) ще покажат”, завършва обзора на позицията си през последните десетилетия изданието New Scientist . Юджийн Чернан . Кредит: NASA

Върти ли се Вселената?

offnews@offnews.bg () — Sun, 14 Jul 2019 00:09:10 +0300

Ако се огледате в космоса, ще забележите, че много неща - планетите, звездите, луните, дори самата галактика - всички те се въртят. А дали и Вселената се върти? Тава е загадка, която космолозите усилено изследват, защото може да ни насочи към фундаменталната природа на Вселената. "Това е много абстрактен въпрос, както и повечето въпроси от космологията, но тези от нас, които изучават космологията, мислят, че това е начинът да изучаваме фундаменталната физика", коментира Тес Яфе (Tess Jaffe), астрофизик от Университета в Мериленд и помощник изследовател в Центърз за космически полети "Годард" на НАСА. "Има някои неща, които не можем да тестваме в лаборатория на Земята, така че използваме Вселената и геометрията на Вселената, която може да ни каже нещо за фундаменталната физика." Мислейки за фундаменталната природа на Вселената, учените започват с предположението, че Вселената не се върти и е изотропна, което означава, че изглежда еднакво във всички посоки. Това предположение е в съответствие с уравненията на Айнщайн, но не се изисква от тях. От тази идея учените построиха стандартния космологичен модел, който описва Вселената. Анизотропната (с различни свойства на средата в различни посоки) Вселена би била несъвместима с някои космологични модели, като например инфлацията. "Това [предположение] е наистина заложено в начина, по който извършваме нашите изчисления, в начина, по който анализираме нашите данни, в начина, по който правим много неща", отбелязва за Live Science Даниела Сааде (Daniela Saadeh), научен сътрудник въс Факултета по физика и астрономия на Университета в Нотингам, Великобритания. "Но трябва да го проверим". За да видят дали тези предположения за Вселената и нейната фундаментална физика са правилни и за да тестват своите модели, учените събират данни от космическия микровълнов фон (CMB). Неговата светлина е най-старата, която можем да наблюдаваме - излъчена е само 380 000 години след Големия взрив - и представлява съкровищница от информация за космолозите, изучаващи Вселената. Космическият микровълнов фон изглежда почти идентичен във всяка посока, но има малки вариации в температурата му, само една хилядна от градуса, които са засегнати от историята, съдържанието и геометрията на Вселената. Изучавайки тези различия, учените могат да видят дали Вселената е изкривена по какъвто и да е начин, което предполага ротация или асиметрично разширение. Измерването на поляризацията на светлината - по същество нейната ориентация - може по подобен начин да осигури информация за геометрията на Вселената. Предишните проучвания обикновено се ограничават до модели на анизотропия, които са представени като ротация (така наречената анизотропия във векторния режим). Даниела Сааде и нейните колеги избират по-общ подход, който включва анизотропни модели, базирани на пълния набор от геометрични режими ( скалари, вектори и тензори ). Изследователите променят параметрите на този общ модел и го сравняват с данните от CMB от сателита "Планк", чиито поляризационни измервания са силно чувствителни към анизотропни модели. Резултатите от проучването от 2016 г., публикувано в списание Physical Review Letters и ръководено от Сааде и Стивън Финей (Stephen Feeney), астрофизик от Империал Колидж, Лондон, показват, че анизотропните модели не съответстват на наблюденията. Учените установиха, че светлината на CMB не показва никакви доказателства, че Вселената се върти. Освен това, вероятността Вселената да е изотропна е 120 000 към 1, което означава, че изглежда една и съща, независимо от посоката, в която се гледа. Друго проучване откри 95% вероятност , че Вселената е хомогенна, което означава, че е еднакво навсякъде в големи мащаби. Всички тези изследвания показват, че Вселената е до голяма степен еднаква и не се върти. Това заключение е такова, че няма вероятност да се промени. Бъдещите измервания на поляризацията на CMB могат да прецизират тези заключения през следващите няколко десетилетия, но е малко вероятно новите данни да оспорят предходните констатации . "Определихме температурата на сигнала до предела, след който той няма повече никаква допълнителна информация за нас", заяви Яфе. "Не мисля, че [нови данни за поляризацията] биха имали голямо влияние върху въпроса за въртенето, именно защото въртенето е сигнал, който очакваме да видим при много големи мащаби и който е повече или по-малко изключен от данните, които вече имаме." Докато резултатът, че Вселената не се върти, е определено облекчение за космолозите, които са основавали своите модели на това предположение, това също така ни дава интересна перспектива за нашето място във Вселената. "Ние наистина започнахме като хора с идеята, че сме център на Вселената", коментира Сааде. "Мисля, че е наистина удивително колко сме малки и незначителни". Справка: How Isotropic is the Universe? Daniela Saadeh et al., Physical Review Letters TESTING HOMOGENEITY WITH GALAXY STAR FORMATION HISTORIES , Ben Hoyle et al., Physical Review Letters Източници: Does the Universe Rotate? , Live Science Synopsis: Anisotropy Limits for the Universe, American Physical Society

Тази нощ Земята е най-далече от Слънцето за 2019 г. Честит афелий!

offnews@offnews.bg () — Thu, 04 Jul 2019 07:00:20 +0300

Тази нощ, в малките часове на 5 юли Земята ще премине през точката си на афелий - най-отдалечената си позиция от Слънцето на своята орбита. Това ще се случи в 01:10 българско време. Нашата планета се движи по елиптична орбита и днес ще бъде най-далече от Слънцето - на разстояние 152 104 285 км. Това означава, че на този ден Слънцето ще има най-малък видим размер. В афелий Земята е с около 5 милиона километра по-далеч от Слънцето, отколкото в перихелий, когато слънчевият диаметър е малко по-голям, отколкото в афелий като разликата е незабележима за човешкото око. Видимите размери на Слънцето и Луната са изобразени в мащаб. Слънцето е около 400 пъти диаметъра на Луната. Но също така е ~ 400 пъти по-далеч, така че техните видими от Земята размери, са приблизително еднакви. Тъй като Земята и Луната имат елиптични орбити, видимият размер варира леко. Видимият диаметър на Слънцето се променя от 31' 36" до 32' 42", докато Луната се променя малко повече - между 29' 26" и 33' 30". Горната половина на тази диаграма изобразява видимия размер на Слънцето, когато Земята е в афелий (най-далеч от Слънцето) и Луната е в апогей (най-далеч от Земята). Долната половина изобразява съответно перихелий и перигей.Кредит: Wikimedia Commons Формата на орбитата на Земята варира поради гравитационните влияния на други обекти, особено на Луната. Приблизително на всеки 100 000 години орбиталният път на Земята се променя от почти кръгообразен до елиптичен. Разликата на орбиталната форма на Земята от перфектен кръг се нарича ексцентричност. Ако ексцентричността има стойност 0, то тя е кръгова орбита, докато стойностите между 0 и 1 описват елиптична орбита. Понастоящем Земята преминава през перихелий около 3 януари, а през афелий - около 4 юли - ден-два преди или след тази дата. През 2020 г. например перихелият е на 5 януари. а афелият - на 4 юли. Датите, на които Земята достига крайните точки на орбитата си, не са фиксирани поради измененията в ексцентричността й. През 1246 г. декемврийското слънцестоене е било на същия ден, когато Земята достига перихелия си. Оттогава, датите на перихелий и афелий са се преместват по един ден на всеки 58 години. В краткосрочен план датите могат да варират до 2 дни между годините. Според изчисленията на астрономите през 6430 г., тоест след около 4 хиляди години, времето на перихелия и на мартенското равноденствие ще съвпадне. Какво причинява сезоните? Съществува заблудата, че сезоните на Земята се променят заради различното разстояние на нашата планета от Слънцето. Тоест, колкото по-далече от Слънцето е Земята, толкова е по-студено и би трябвало да е зима. Но сега е юли и е лято и фактът, че Земята преминава през най-отдалечената точка от своята орбита, не е свързан със сезоните. Причината за промяната на сезоните е наклонът на земната ос спрямо равнината на въртенето на Земята около Слънцето. В наше време оста на планетата образува ъгъл от 66,56° с орбиталната равнина. В периода между пролетното и есенното равноденствие поради наклона на земната ос Северното полукълбо е изложено към Слънцето през по-голямата част от денонощието, така че северните ширини получават повече топлина и светлина, отколкото Южното, където е точно обратното. Там е зима, дните стават по-къси, а позицията на слънцето в средата на деня е по-ниска, отколкото в Северното полукълбо, където по това време е лятото. Шест месеца по-късно Земята преминава в противоположната точка на своята орбита. Наклонът на оста остава един и същ, така че сега Южното полукълбо е обърнато към Слънцето през по-голямата част от денонощието, дни са по-дълги, слънцето по обяд е по-ниско и отдава по-малко топлина и светлина. По това време в Северното полукълбо е зима. Тъй като нашата планета сега е най-отдалечена от слънцето по своята елиптична орбита според закона на Кеплер тя ще се движи по-бавно, отколкото след половин година. Скоростта на Земята в перихелий е 30,27 км/сек., а в афвлий - 29,27 км/сек. Това означава, че астрономическото лято (времето от лятното слънцестоене до есенното равноденствие) продължава по-дълго в Северното полукълбо, отколкото зимата с цели пет дни. Така че в Северното полукълбо есента продължава около 89.8 дни, зимата - 89, пролетта - 92.8, лятото - 93.6. В Южното полукълбо, съответно, 92.8, 93.6, 89.8 и 89 дни. Кредит: Wallpaper Studio 10 Думите перихелий и Афелий (Perihelion и Aphelion) идват от древногръцки, където "пери" означава близо, "апо" означава далеч, а Хелиос се нарича древногръцкият бог на Слънцето. Те се използват в астрономията като се отнасят до най-близките и най-отдалечени точки на орбитите на всеки обект, който се върти около Слънцето. Подобно на земната орбита около Слънцето, траекторията на Луната около Земята също е елиптична. Точката в орбитата на нашия естествен спътник, която е най-близо до Земята, се нарича перигей, а най-отдалечената от Земята точка е известна като апогей. В случая бог Фелиос е замествен с богинята на Земята - Гея. Заедно двете точки на най-малко или най-голямо разстояние на небесен обект в орбита около друго астрономическо тяло се наричат апсида .

Честит рожден ден, НАСА! Какво ни даде космическата агенция

offnews@offnews.bg () — Sat, 29 Jun 2019 00:02:28 +0300

Днес Американската космическа агенция - НАСА - има рожден ден. На 29 юли 1958 г. президентът Айзенхауер подписва т.нар. Национален акт за аеронавтика и космос (National Aeronautics and Space Act), създавайки НАСА. Оттогава досега НАСА натрупа многобройни постижения като кацането на Луната, космическата станция Skylab и по-късно космическата совалка. През последните години с програмата New Frontiers на агенцията се осъществяват мисиите New Horizons до Плутон и Пояса на Кайпер, Juno около Юпитер и OSIRIS-REx до астероида Бенну. Сега погледите отново са отправени към Луната и Марс, но вече агенцията разчита и на частните предприемачи. 10 технологии на НАСА в нашия живот Но космическите изследвания не са само сбъдване на красивата мечта на човечеството да надникне далече в пространството. Развитието на технологиите за нуждите на НАСА оказа влиянив в много други области, привидно несвързани с космоса и сега полезни за всички. Соларни панели Целта на НАСА е била да изгради дистанционно управляеми безпилотни летателни апарати чрез използване на слънчевата енергия. Благодарение на това изобретение, милиони къщи вече са оборудвани със соларни панели, които намаляват замърсяването от традиционните енергийни източници. 11. Междуселищни телекомуникации Със своите около 200 спътници в орбита около Земята НАСА с тази технология направи възможно за нас да поддържаме връзка с хора от другата страна на земното кълбо. Софтуер за структурен анализ За проектиране на космически апарати, НАСА се е нуждаела от компютърна програма, която да отчита натоварването, упражнявано върху устройството по време на полет. Разработена през 1960 г., системата Nastran впоследствие се използва успешно в моделирането на различни обекти, от автомобили до небостъргачи. Имплантируем дефибрилатор Генераторът на сърдечен ритъм AID се е появил като страничен продукт на "Аполо". Миниатюрен вариант на дефибрилатора се имплантира под кожата и коригира работата на сърцето с помощта на електрически импулси. MRI скенери Докато се работили по лунната програма, инженерите на НАСА са разработили технология за цифрова обработка на изображения, която е взета по-късно за основа от разработчиците на MRI (Magnetic Resonance Imaging) скенерите. Безопасност на пистите За да постигнат по-добро сцепление на експерименталните самолети с мокра писта инженерите на НАСА са набраздили гладката повърхност със жлебове. Резултатът бил увеличаване на силата на триене, намаляване на спирачния път, по-добро управление. Идеята е пригодена за магистрали, паркинги и дори за обори. Системи за противопожарна защита За не се стопи капсулата на "Аполо" при навлизане в атмосферата, AVCO Corporation е разработила защитен материал, който се разширява при нагряване и изгаряйки разсейва топлината. Това е довело до появата на огнеупорна боя, а по-късно - до въвеждането на технология за изолация на стоманените конструкции във високи сгради, която в случай на пожар позволява съвременните многоетажни сгради да издържат 4 часа повече Пречистване на водата Един от проблемите, с които са се сблъскали специалистите на НАСА при създаването на международната космическа станция е осигуряването на чиста вода за астронавтите. Резултатът е система за филтриране, която се използва за пречистване на питейна вода в зони с силно замърсени източници. Лапароскопията Роботизираната система da Vinci се счита за важен пробив в хирургията за последното десетилетие. С нея операцията може да бъде направена дистанционно, през минимален разрез и с минимална загуба на кръв. Автор на идеята са специалистите на НАСА, които са искали да може астронавтите в орбита ефективно да бъдат лекувани от хирурзи, дистанционно от Земята. Устойчиви на надраскване лещи Подобно на диамант въглеродно покритие се е използвало при производството на визьорите на космическите шлемове. Целта била да се направи стъклото по-трайно и да се намали на надраскването на повърхността. Технологията е била приложена за производството на устойчиви на надраскване лещи за очила. Мониторинг и изследване на храните НАСА възложила на компанията Pillsbury сигурността, че храната на астронавтите не съдържа токсини и вредни бактерии. Специалисти на компанията са разработили система за анализ на опасностите и критични контролни точки, които сега са приети като стандарт при обработката на морски дарове, сокове, млечни продукти. Подобрени радиални гуми По време на създаването на космическия кораб Viking Lander компанията Goodyear, в сътрудничество с НАСА, е разработила здрав влакнест материал за парашутни въжета. След това го адаптирала за своя основен продукт - радиалните гуми. В резултат на това, пробегът на гумите се увеличил с почти 16 000 км. Списъкът продължава на следващата страница: Мемори пяна Специалистите на НАСА са създали иновативен материал - клетъчна полиуретан-силициева пластмаса за самолетни седалки за да се омекоти удара при кацане. Сега този материал - мемори пяна - помага на милиони хора да спят по-комфортно. Сушене чрез замразяване Специалистите на НАСА са извършили задълбочени изследвания в областта на космическите храни при подготовката на мисиите Аполо и заедно с Nestle, са стигнали до технологията сублимационно сушене - процес, който включва дехидратиране на храната, за да я направи по-удобна за транспортиране. Храната се замразява и налягането се намалява за да позволи на водата в замразените храни да сублимира директно от твърдо агрегатно състояние - в газообразно. Високотехнологични протези Изкуствените крайници са се появили в резултат на развитието на изкуствени мускулни системи, използвани в НАСА за космически роботи и за дейности извън совалката. Изчистване на замърсявания НАСА е разработила и технология за пречистване от петролни продукти чрез микрокапсулиране. Микрокапсулите, малки топки от пчелен восък с куха сърцевина, безопасно почистват замърсители на петролна основа от водата. Детектор за дим В НАСА са изобретили и първия детектор за дим за да могат астронавтите да знаят дали има пожар или проникват вредни газове в Скайлаб, първата космическа станция на САЩ. Сега тази технология се използва широко за обезопасяваме от пожари. Инструменти на батерии Когато в НАСА са решили да изпратят астронавти на Луната е било необходимо оборудване за да се вземат скални и почвени проби. Инструментът е трябвало да бъде лек и достатъчно мощен, за да пробие повърхността на Луната. НАСА заедно с Blac&Decker, са съзнавали, че ако този инструмент има кабел ще бъде трудно за астронавтите, така че те изобретили такъв, работещ на батерии. Днес подобни мощни електрически инструменти са достъпни за всички. Обогатена бебешка храна НАСА открива микроводорасли, който да се използват като средство за рециклиране при по-дълго пътуване в космоса. Вещества, на базата на тези микроводорасли, сега се използват като хранителна съставка в търговски храни за бебета. Аеродинамичен костюм за плуване Костюмът LZR Racer е високотехнологичен бански, изработен от плат от нетъкан еластан-найлон и полиуретан. Материалът е проектиран за аеродинамична тръба в съоръженията за изпитване и анализ на флуидни потоци на НАСА. Повишаване на качеството на видеото и анализ на кадрите Технологията Video Image Stabilization and Registration (VISAR) е създадена от НАСА, за да помогне на агентите на ФБР при изследване на видео кадри. Този инструмент предлага анализ кадър по кадър, пълна разделителна способност на видеото, конвертиране на аналогово видео в цифрови формати и подобряване качеството на заснетите обекти без да се нарушават съществено кадрите. Светодиоди Диодите, излъчващи светлина с висока интензивност (LED - light-emitting diode) са разработени за космическите совалки на НАСА. LED е полупроводников диод, който се състои от p-n преход, който излъчва некохерентна светлина в тесен спектър, когато през него протича електрически ток в права посока. Светодиодите дават светлина с висока енергийна ефективност, което позволява впоследствие да се създадат, освен всичко друго, светодиодни лампи и екрани със светодиодна подсветка.

Кратка биография на Вселената

offnews@offnews.bg () — Mon, 27 May 2019 00:00:53 +0300

Вселената е доста оживена в първите три минути от образуването си. Космосът, такъв, какъвто го познаваме, се разширява от мъничко зрънце до близък до настоящия си огромен размер, появяват се елементарните частици, протоните и неутроните се групират в първите ядра, изпълвайки Вселената с предшествениците на елементите. Развивайки теории и провеждайки експерименти с ускорители на частици, телескопи и сателити, физиците успяват да "превъртят лентата" назад милиарди години и да надникнат в детайлите на първите мигове от историята на нашия Космос. Представяме ви обобщен поглед върху тази история: Епохата на Планк Време: <10 -43 секунди Добре дошли в епохата на Планк, кръстена на най-малкия възможен мащаб за измерване във физиката на частиците днес. До момента не можем да се доближим до началото на времето повече от това. Теоретичните физици не знаят много за най-ранните моменти на Вселената. След като теорията за Големия взрив набира популярност, учените смятат, че в първите си мигове Вселената е най-гореща и най-плътна и че четирите фундаментални взаимодействия - електромагнитно, слабо, силно и гравитационно, са комбинирани в една единствена обединена сила. Но не е задължително да е било така. Вселената се разширява Време: От 10 -43 секунди до 10 -36 секунди В този етап, който започва в епохата на Планк или много скоро след това, учените смятат, че Вселената преминава през изключително бързо, експоненциално разширение, известно като инфлация. Инфлационната теория е предложена във физиката през 80-те години, за да се отговори на недостатъците на теорията за Големия взрив, която въпреки популярността си, не може да обясни защо Вселената е плоска* и хомогенна (и изотропна), както и защо различните й части започват да се разширяват едновременно. * Когато космолозите казват, че Вселената е плоска, те имат предвид липсата на изкривяване на пространството в крупномащабните свойства на Вселената. Пространство-времето не е плоско, неговата кривина създава гравитацията. В космически мащаб обаче кривината на пространството, създадена от звезди, черни дупки и други, представлява просто съвкупност от незначителни неравности върху пространството, което е общо казано плоско. По време на инфлацията квантовите флуктуации се разтягат, произвеждайки неравномерности, които после определят положението на галактиките. Може би едва след този момент Вселената е станала горещо плътно огнено кълбо, както е описано в теорията за Големия взрив. По време на инфлацията квантовите флуктуации биха могли да се простират, за да произведат модел, който по-късно определя местоположенията на галактиките. Може би едва след този период на инфлация вселената се превърна в гореща, плътна огнена топка, както е описано в теорията за Големия взрив. Раждането на елементарните частици Време: ~10 -36 секунди Когато Вселената все още е много гореща, тя е като грамаден ускорител, много по-мощен от Големия адронен колайдер, който работи с изключително високи енергии. В него са родени елементарните частици, които познаваме днес. Учените смятат, че първо се появяват по-необичайни, а след това - познатите ни частици като електрони, неутрино и кварки. Може би частиците на тъмната материя се появяват също тогава. Кварките бързо се комбинират, създавайки познатите ни протони и неутрони, които заедно носят името бариони. Частниците неутрино се отделят от плазмата от заредени частици и започват да пътуват свободно през пространството, докато протоните остават вплетени в плазмата. Появата на първите ядра Време: ~ 1 секунда до 3 минути Учените смятат, че когато Вселената се охлажда достатъчно, за да намалеят силните сблъсъци, протоните и неутроните се събират заедно, формирайки ядрата на леките елементи - водород, хелий и литий, в процеса известен като нуклеосинтеза на Големия взрив. Протоните са по-стабилни от неутроните, благодарение на по-ниските си маси. Всъщност свободният неутрон се разпада с 15-минутен период на полуразпад, докато протоните не се разпадат, доколкото е известно. Така че докато частиците се комбинират, много протони остават несдвоени. Като резултат, протоните, които остават сами, образуват около 74% от масата на "нормалната" материя на нашия космос. Вторият най-разпространен елемент е хелият, който е около 24%, последван от минимални количества деутерий, литий и хелий 3 (хелий с ядро от три бариона). Учените успяват успешно да измерят плътността на барионите във Вселената. Повечето от тези измервания съвпадат с теоретичните оценки за предполагаемите количества, освен един проблем - изчисленията за лития се разминават три пъти с измереното. Възможно е измерванията да не са точни, но също е възможно в този период да се случват процеси, за които още не знаем, които да променят количеството на лития. Космическият микровълнов фон става видим Време: 380 000 години Стотици хиляди години след инфлацията, сместа от частици е достатъчно охладена, така че електроните да се свържат с ядрата и да формират електрически неутрални атоми. Чрез този процес, познат като рекомбинация, фотоните стават свободни да пътуват из Вселената, създавайки космическия микровълнов фон. Днес космическият микровълнов фон е един от най-ценните инструменти на космолозите, които го изследват, за да отговорят на въпроси за много от тайните на Вселената, включително природата на инфлацията и причината за асиметрията между материя и антиматерия. Скоро след като космическия микровълнов фон става видим, водородните частици формират газ, който изпълва Вселената. Без обекти, които да излъчват високоенергийни фотони, космосът ще е потопен в пълен мрак в продължение на милиони години. Появяват се първите звезди Време: ~100 милиона години Краят на мрака идва с образуването на първите звезди и появата на рейонизация, процес, чрез който високоенергийните фотони избиват електрони от неутралните водородни атоми. Учените считат, че основната част от йонизиращите фотони се появява от ранните звезди. Но други процеси, като сблъсъците между частиците на тъмната материя, може също да са изиграли роля. По това време материята започва да формира първите галактики. Нашата собствена галактика, Млечният път, съдържа звезди, родени когато Вселената е едва на сто милиона години. Ражда се нашето Слънце Време: 9,2 милиарда години Слънцето е една от няколко стотици милиарда звезди в Млечния път. Учените смятат, че се е образувало от гигантски облак газ, съставен основно от водород и хелий. Днес Време: 13,8 милиарда години Днес температурата на нашия космос е 2,7 Келвина (-270,42 о С). Вселената се разраства с ускорение, по начин подобен (но многократно по-бавен) на инфлацията. Физиците смятат, че тъмната енергия, мистериозна отблъскваща сила, която в момента е около 70% от енергията в нашата Вселена, вероятно предизвиква това ускорено разширение. Източник: Symmetry - A universe is born

Колонизацията на Марс най-вероятно ще се отложи за втората половина на века

offnews@offnews.bg () — Tue, 21 May 2019 10:38:22 +0300

На 11 декември 2017 г. американският президент Доналд Тръмп подписа директивата, с която нареди на НАСА да се подготви да върне астронавти на Луната, което да е "последвано от мисии на хора до Марс и други цели". Датите, определени от космическата агенция, са 2024 г. за Луната и Марс през 2033 г., но според експерти и специалисти от индустрията, достигането до Червената планета дотогава е много малко вероятно, ако не се положат херкулесови усилия, подобни на тези за програмата "Аполо" през 60-те години, подчертава изданието phys.org . "Луната е тренировка за нашата евентуална мисия на Марс", заяви администраторът на НАСА Джим Бриденстин (Jim Bridenstine) на конференция тази седмица. "Луната е нашият път да стигнем до Марс по възможно най-бързия и безопасен начин. Затова отиваме на Луната." Според Робърт Хауърд (Robert Howard), който ръководи лабораторията, която разработва бъдещите космически хабитати в легендарния космически център "Джонсън" в Хюстън, препятствията не са толкова технически или научни, колкото въпрос на бюджет и политическа воля. "Много хора искат да имаме подобен миг като по времето на "Аполо" и президентът да се изправи като Кенеди и да каже, че трябва да го направим и цялата страна да се обедини", заяви Хауърд. "Бих искал да кажа, че това ще се случи през 2027. Но не мисля, че ще стане. Смятам, че при настоящия ни подход ще имаме късмет да го направим до 2037 г." Хауърд заяви, че ако се настрои песимистично и предположи, че предстоят политически сътресения, "това може да се случи и през 2060-те години". Психологически предизвикателства Тепърва предстои да се направи всичко: от проектиране, производството и тестване на ракетите и космическите кораби до установяването на най-добрия начин за отглеждане на марули. Само да се отиде до там ще са нужни поне шест месеца, за разлика от трите дни до Луната. Цялата мисия може да отнеме две години, тъй като Марс и Земята са близки една до друга на всеки 26 месеца, прозорец, който трябва да бъде взет предвид. Ключови проблеми са намирането на начин да се предпазят астронавтите от продължително излагане на слънчева и космическа радиация, отбелязва Джули Робинсън (Julie Robinson), главен учен на НАСА за Международната космическа станция. „Вторият проблем е системата, която ще осигури храна“, добавя тя. Илюстрация на художник показва космическия кораб на SpaceX BFR (Big Falcon Rocket), която компанията се надява някой ден да достигне до Марс Остава въпроса за справянето със спешни медицински случаи - астронавтите ще трябва да могат да се лекуват в случай на произшествия. "Всъщност мисля, че голям проблем ще са костюмите", добавя Дженифър Хелдман (Jennifer Heldman), планетарен учен от НАСА. Едно от най-големите притеснения на астронавтите от "Аполо" бяха техните ръкавици - твърде надути - за прецизна работа. НАСА разработва нов костюм, първият за четиридесет години, наречен xEMU, но няма да бъде готов за първото си излизане в Международната космическа станция още няколко години. На Марс прахът ще бъде още по-голям проблем, отколкото на Луната. Астронавтите от Аполо се върнаха с огромни количества лунен прах в своите модули. Опазването от него на хабитатите ще бъде от решаващо значение за мисия, която предвижда прекарване на месеци на Червената планета. Техники за използване на ресурсите на Марс за извличане на вода, кислород и гориво, необходими на хората, за да живеят там, все още не съществуват - и трябва да бъдат тествани на Луната до края на това десетилетие. Накрая и един фундаментален въпрос: как група хора ще се справят с психологическия стрес, напълно изолирани в продължение на две години? Снимка от орбита на Марс показва, че снегът и ледът, натрупани през зимата, покриват дюните в Северното полукълбо на планетата. За разлика от Земята, този сняг и лед е от въглероден диоксид, по-добре познат като сух лед. Снимка: NASA Няма да е възможно да се комуникира в реално време с центъра за контрол на мисията в Хюстън - за радиокомуникациите ще ще са нужни около четири часа и 24 минути между планетите само за една посока. През следващите години НАСА планира да изпробва такава забавена комуникация с МКС. Трябва да се разработи и изкуствен интелект, който да подпомага и ръководи астронавтите. Изследовател, нает от НАСА, за да проучи вероятността да стигне до Марс до 2033 г., заключи, че целта е "невъзможна". "Това не е само до бюджет", заяви Бхавия Лал (Bhavya Lal) от Института за научна и технологична политика. Според нея НАСА няма да успее да се справи организационно с толкова неща наведнъж. За Лал по-реалистичният срок е 2039 година.

Търсачите на гравитационни вълни тръгват на лов на други космически чудовища (видео)

offnews@offnews.bg () — Tue, 14 May 2019 00:00:41 +0300

Детекторът LIGO ще търси 8 различни възможни типа източници на гравитационни вълни, сред които и все още неусетените гравитационни сигнали от свръхнови, грапави неутронни звезди, сблъсъци на две бели джуджета и дори първични гравитационни вълни от Големия взрив, съобщава Science News . Съществуването на гравитационни вълни е предположено за първи път от Анри Пуанкаре в статия, публикувана на 5 юни 1905 г. Sur la dynamique de l'électron (Comptes Rendus de l'Académie des Sciences 140, 1504-1508). Алберт Айнщайн обосновава математически съществуването им през 1916 г. въз основа на неговата Обща теория на относителността (която се появява година по-рано). С откриването на гравитационната вълна GW150914 от детектора LIGO в САЩ на 14 септември 2015 г., предизвикана от черна дупка с маса 35 слънчеви маси, която се сблъска с черна дупка с 30 слънчеви маси, бе демонстрирано реалното съществуване на гравитационните вълни. Оттогава бяха открити много гравитационни вълни с детектора LIGO, а след това и с VIRGO, и те не беяха причинени само от сблъсъка на черни дупки. Ето защо учените публикуваха в списание Astronomical review letters този преглед на различните източници на гравитационни вълни, някои от тях действително наблюдавани, а други все още хипотетични. Тази седмица LIGO и VIRGO обявиха пет нови възможни гравитационни вълни за един месец, успявайки да направят това, което някога бе възможно за десетилетия, почти обичайно. Тук са източниците на гравитационните вълни, които учените вече уловили, и тези, което все още се надяват да намерят. Илюстрация с преглед на всички източници на гравитационни вълни. На хоризонталната ос са честотата на вълните, а на вертикалната ос - интензивността. Извитите линии на илюстрацията са границите за настоящите и бъдещите детектори, които те могат да наблюдават. Таблицата по-долу предоставя повече информация за различните източници. # Източник Статус Информация 1 Сблъсъци на две черни дупки. открит Първо с LIGO, а след това и с детектора VIRGO, те вече са откривани много пъти, а през периода на наблюдение O1 и O2 - десет пъти. 2 Сблъсъци на две неутронни звезди. открит Именно с така наречената килонова GW170817 LIGO и VIRGO откриват гравитационни вълни от две сблъскващи се неутронни звезди. 3 Сблъсъци на две бели джуджета Все още не е открит Такъв сблъсък вероятно ще доведе до свръхнова от тип Ia и ще произведе и гравитационни вълни. При условие, че е наблизо (в нашата галактика Млечен път), този сблъсък трябва да може да се открие с LIGO. 4 Сблъсък на неутронна звезда с черна дупка Вероятно е открит На 26 април LIGO и VIRGO откриха събитието # O190426c по време на етапа O3, вероятно сблъсък на неутронна звезда и черна дупка на 1,2 милиарда светлинни години от нас. 5 Сблъсък със средна черна дупка Все още не е открит В допълнение към „нормалните“ звездни черни дупки и свръхмасивните черни дупки, има и средни черни дупки, от хиляди до стотици хиляди слънчеви маси. Те също могат да се сблъскат с по-малка черна дупка или неутронна звезда. 6 Негладки неутронни звезди Все още не е открит Неутронните звезди имат до 1,5 слънчева маса в топка с диаметър до 20 км. Ако те не са напълно гладки, а съдържат „планини“ (с височина около 1 мм, всъщност), те се колебаят малко и произвеждат гравитационни вълни. 7 Свръхнови Все още не е открит Взриващите се масивни звезди или бели джуджета също могат да произведат гравитационни вълни. За да може LIGO да го открие, тя трябва да е свръхнова в нашата собствена галактика. 8 Големият взрив: първични гравитационни вълни Все още не е открит Самият Голям взрив генерира и гравитационни вълни. На 17 март 2014 г. се предположи, че BICEP2 е открил такива вълни, но по-късно се оказа, че прах от Млечния път е причинил този сигнал. 9 Свръхмасивни черни дупки Все още не е открит Свръхмасивните черни дупки в ядрата на галактиките могат да се сблъскат с по-малки звездни или средни черни дупки, но също така и с други свръхмасивни черни дупки. Смята се, че двойка сливащи се неутронни звезди, плътните звездни трупове на масивни звезди, загинали в свръхнови, също могат да задействат гравитационни вълни. През август 2017 г., екипът на LIGO-Virgo улови първия известен случай на подобно събитие, а вторият на 25 април. Източник: D. Radice et al . Characterizing gravitational wave signal from core-collapse supernovae . Astrophysical Journal Letters . Published online April 29, 2019. doi:10.3847/2041-8213/ab191a. LIGO is on the lookout for these 8 sources of gravitational waves , Science News LIGO and Virgo Detect Neutron Star Smash-Ups , LIGO Caltech

Може ли всички наши научни знания да се срутят като кула от карти?

offnews@offnews.bg () — Tue, 30 Apr 2019 07:51:58 +0300

Винаги сме нащрек за следващото нещо, което ще преобърне представите ни, но дори и най-добрите ни догадки често се оказват неуспешни. През 19-ти век учените спорят дали някакво гориво или гравитацията захранват Слънцето, никога не подозирайки, че действа процесът на ядрен синтез. През 20-ти спорят за съдбата на Вселената, без никаква представа, че тя се разширява ускорено. И все пак революциите в науката са реални, а когато се появят, те ни карат да преосмислим много неща - понякога всичко - което преди това сме приемали за истина. Налице са много различни фундаментални елементи, които рядко поставяме под въпрос, а може би трябва. Може ли всички наши научни знания да се срутят като кула от карти? Доколко сме уверени в кулата на науката, която сме построили за себе си, задава въпроса астрофизикът Итън Сийгъл на страницата си Starts With A Bang във Forbes . Според хипотезата за уморената светлина броят на фотоните на секунда, които получаваме от всеки обект, пада пропорционално с квадрата на неговото разстояние, докато броят на обектите, които виждаме, нараства с квадрата на разстоянието. Обектите трябва да са по-червени, но трябва да излъчват постоянно количество фотони на секунда като функция от разстоянието. Привържениците на стационарните модели на Вселената предполагат, че фотоните постепенно губят енергия, докато се движат през пространството, отмествайки се към дълги и по-малко енергийни вълни в червения край на спектъра. Тази теория за първи път е предложена от Фриц Цвики през 1929 година. В една разширяваща се Вселена обаче получаваме по-малко фотони на секунда, тъй като с течение на времето трябва да изминават по-големи разстояния, докато Вселената се разширява, а енергията също намалява от червеното преместване. Дори еволюцията на галактиките води до промяна на яркостта, която става по-слаба на големи разстояния, в съответствие с това, което виждаме. NICOLE RAGER FULLER / NATIONAL SCIENCE FOUNDATION Отговорът е, може би изненадващ за някои, но ние сме много уверени в цялото научно познание, което сме изградили досега. То разбира се ще остане вярно до един много специфичен момент - докато не се появи един солиден резултат, който да противоречи с него. Ако неутриното се бе оказало по-бързо от светлината, както имаше съмнение преди няколко години, тогава ние би трябвало да преосмислим всичко, което смятаме, че знаем за относителността и ограничението на скоростта на Вселената. Ако EMdrive или друг вечен двигател се окаже реален, ще трябва да преосмислим всичко, което си мислехме, че знаем за класическата механика и закона за запазване на импулса. Тези конкретни резултати не бяха достатъчно потвърдени - за неутриното се оказа, че има експериментална грешка и EMdrive не показва значимо ниво на получената тяга. Но някой ден вероятно ще срещнем такъв резултат. Ключовият тест за нас няма да бъде в това, дали ще стигнем до това кръстовище. Тестът ще бъде как ще се справим с проблема, запазвайки ангажимента си към научната истина. Експерименталната установка на EmDrive в НАСА Eagleworks, където се опитват да го изолират и тестват за реакционна тяга. Изследователите откриват малък положителен резултат, но не е сигурно дали това се дължи на нова физика или просто на системна грешка. Резултатите обаче не са повторени стабилно и независимо. Докато това не стане, няма нужда от научна революция. Науката е едновременно: Обем от знания, който обхваща всичко, което сме научили от наблюдението, измерването и експериментирането на Вселената. Процес на непрекъснато поставяне под съмнение на нашите предположения, опитвайки се да търсим пропуски в най-доброто ни разбиране за реалността, да търсим логически вратички и несъответствия и да изпробваме границите на нашите знания по нови, фундаментални начини. Всичко, което виждаме, всичко, което чуваме, всичко, което откриват нашите инструменти и т.н., може да бъде - ако е правилно записано - част от научните данни. Когато се опитаме да сглобим нашата картина на Вселената, трябва да използваме пълния набор от всички налични научни данни. Не можем да изберем резултатите или доказателствата, които се съгласуват с предпочитаните от нас заключения, трябва да сблъскваме идеите си с всякаква достоверна информация, която съществува. За да се прави истинска наука, трябва да съберем тези данни, да ги сглобим в самостоятелна рамка и след това непрекъснато да оспорваме тази рамка по всякакъв начин, който можем да си представим. Най-добрата работа, която един учен може да направи, е непрекъснато да се опитва да опровергае, а не да докаже най-свещените си теории и идеи. Космическият телескоп Хъбъл (вляво) е най-голямата водеща обсерватория в историята на астрофизиката, но е много по-малка и по-малко мощна от бъдещия телескоп „Джеймс Уеб” (в центъра). От четирите предлагани водещи мисии за 2030-те години LUVOIR (вдясно) е най-амбициозната. Като изследваме Вселената за по-слаби обекти, с по-висока резолюция и с по-широк диапазон от дължини на вълните, можем да подобрим и проверим безпрецедентно нашето разбиране за космоса. Кредит: Matt Mountain / AURA Това означава увеличаване на точността с всяка допълнителна десетична точка, до която можем да се доберем, това означава преминаване към по-високи енергии, по-ниски температури, по-малки разстояния и по-големи размери на пробите, това означава изтласкване извън известния обхват на валидността на една теория, това означава теоретизиране на нови наблюдавани и разработване на нови експериментални методи. В един момент неизбежно ще намерим нещо, което не е в съответствие с преобладаващата представа. Ще намерим нещо, което противоречи на това, което очакваме. Ще получим резултат, който противоречи на нашата стара, вече съществуваща теория. И когато това се случи - ако можем да проверим противоречието, ако го държим под контрол и докажем, че е наистина истинско - ще направим нещо прекрасно - ще се случи научна революция. Един революционен аспект на релативисткото движение, представен от Айнщайн, но открит преди него от Лоренц, Фицджералд и други, е, че бързо движещите се обекти изглежда се скъсяват в пространството и се разширяват във времето. Колкото по-бързо се движите по отношение на някого в покой, толкова повече се свиват дължините и толкова повече времето изглежда се разтегля за външния свят. Тази картина на релативистката механика, замени стария нютоновски възглед на класическата механика. Curt Renshaw Научната революция обаче включва нещо повече от простото казване: „старото е грешно!“ Това е само първата стъпка. Тя може да е необходима част от революцията, но сама по себе си е недостатъчна. Трябва да отидем отвъд просто да забележим къде и как греши старата идея. За да продължи науката напред, трябва да намерим критичния недостатък в предишното ни мислене и да го ревизираме, докато не постигнем правилното. Това изисква да изчистим не само едно, а три основни препятствия в усилията ни да подобрим разбирането си за Вселената. Има три съставки на всяка една революционна научна теория: Тя трябва да възпроизведе всички успехи на предишната теория. Тя трябва да обясни новите резултати, които противоречат на старата теория. Тя трябва да направи нови, проверими прогнози, които не са били тествани преди, и които могат да бъдат потвърдени или опровергани. Това са невероятно високи изисквания и се случва рядко някой да ги изпълни. Но когато това стане, наградата е несравнима. Една от най-големите загадки на 16-ти век бе как планетите се движат по очевидно ретрограден начин. Това може да се обясни или чрез геоцентричния модел на Птолемей (L), или с хелиоцентричния модел на Коперник (R). Обаче, за да се получи произволна точност се изисква теоретичен напредък в разбирането ни за правилата, залегнали в основата на наблюдаваните явления, което доведе до законите на Кеплер и евентуално до теорията на Нютон за универсалната гравитация. Ethan Siegel / Beyond The Galaxy Тежестта на доказване винаги е върху новата теория, дошла да замести предишната преобладаваща теория. Това изисква да се изправи пред редица много трудни предизвикателства. Когато се появи хелиоцентризмът, той трябваше да обясни всички предсказания за движенията на планетите, трябваше да обясни резултатите, които геоцентризмът не можеше да обясни (например, кометното движение и луните на Юпитер), и трябваше да направи нови прогнози, като съществуването на елиптични орбити. Когато Айнщайн предложи Общата теория на относителността, неговата теория трябваше да възпроизведе всички успехи на нютоновата гравитация, плюс необходимостта да се обясни прецесията на перихелия на Меркурий и физиката на обектите, приближаващи скоростта на светлината, и дори повече от това, трябваше да направи нови предсказания за това, как гравитацията ще огъне звездната светлина. Резултатите от експедицията на Едингтън от 1919 г. доказват окончателно, че Общата теория на относителността описва огъването на звездната светлина около масивни обекти, детронирайки нютоновата картина. Това бе първото потвърждение на Общата теория на относителността на Айнщайн и изглежда, че се съгласува с визуализацията на „изкривената тъкан на пространството“. THE ILLUSTRATED LONDON NEWS, 1919 Защо теорията на Големия взрив е по-добра от своите алтернативи Това понятие се простира дори до представите ни за произхода на самата Вселена. За да се издигне на преден план Големия взрив, той трябваше да замени предишната концепция за стационарната Вселена. Това означаваше, че трябва да бъде в съответствие с Общата теория на относителността, да обясни разширяването на Хъбъл на Вселената и връзката с червеното отместване и след това да направи новите прогнози за: Съществуването и спектъра на космическия микровълнов фон, Изобилието на леки елементи и Образуването на мащабни структури и клъстеризиращите свойства на материята под влиянието на гравитацията. Всичко това се изискваше, само за да измести предишната теория. Ограничения върху тъмната енергия от три независими източника: свръхнови, CMB (космически микровълнов фон) и BAO (което е блестяща характеристика, наблюдавана в корелациите на мащабна структура). Имайте предвид, че дори и без суперновите, пак ще ни е нужна тъмна енергия. Налични са по-актуални версии на тази графика, но резултатите са до голяма степен непроменени. Supernova Cosmology Project, Amanullah, et al., Ap.J. (2010) Сега помислете какво би трябвало да направите днес, за да опровергаете една от водещите научни теории. Това не е толкова сложно, колкото може да си представите: всичко, което е необходимо, е едно наблюдение на кое да е явление, което противоречи на предсказанията на Големия взрив. В контекста на Общата теория на относителността, ако можете да откриете теоретична последица от Големия взрив, която не съвпада с нашите наблюдения, наистина ще трябва да бъдем готови за революция. Но тук е важната част - това няма да означава, че всичко за Големия взрив е погрешно. Общата теория на относителността не означаваше, че всичко в Нютоновата гравитация е погрешно. Тя просто положи границите на валидността на Нютоновата гравитация. Все още ще е вярно да описваме Вселената като произлязла от горещо, плътно, разширяващо се състояние, все още ще бъде вярно да описваме нашата наблюдавана Вселена, че е на много милиарди години (но не е безкрайна по възраст), все още ще бъде вярно да говорим за първите звезди и галактики, първите неутрални атоми и първите стабилни атомни ядра. Визуалната история на разширяващата се Вселена включва горещото, плътно състояние, известно като Големия взрив, което впоследствие нараства и образува структури. Пълният набор от данни, включително наблюденията на светлинните елементи и космическия микровълнов фон, оставят единствено Големия взрив като валидно обяснение за всичко, което виждаме. Предсказанието на космическия фон на неутриното е един от последните велики непотвърдени предсказания на Големия взрив, които сега имат своите отпечатъци както в CMB, така и в мащабна структура. NASA / CXC / M. Weiss Каквото и да се появи, за да замени теорията на Големия взрив - която е настоящата ни най-добра теория (и това се отнася за всички научни сфери) - нейната първа работа е да възпроизведе всички успехи на тази теория. Стационарните или статичните теории на Вселената, които се стремят да изместят Големия взрив? Те не могат да направят достатъчно. Същото се отнася и за привържениците на електрическата или плазмена Вселена, на уморената светлина, на топологичния дефект или феновете на космическите струни. Може би някой ден ще има достатъчно теоретични постижения, така че една от тези алтернативи да се превърне в нещо, което е в съответствие с пълния набор от наблюдавани явления или може би ще се появи нова алтернатива. Но този ден не е днес и междувременно инфлационната Вселена на Големия взрив, с радиация, нормална материя, тъмна материя и тъмна енергия, обяснява пълния набор от абсолютно всичко, което сме виждали, а нищо друго не може да го направи. Присъщите на пространството квантови флуктуации, простиращи се във Вселената по време на космическата инфлация, доведоха до колебанията на плътността, отпечатани в космическия микровълнов фон, който на свой ред създава и до днес звезди, галактики и други мащабни структури във Вселената. Това е най-добрата картина, която имаме за това как се държи цялата Вселена, където инфлацията предхожда и създава Големия взрив. E. Siegel, with images derived from ESA/Planck and the DoE/NASA/ NSF interagency task force on CMB research Но е важно да помним, че не сме стигнали до тази картина, като се фокусираме върху един съмнителен резултат, който може да се разпадне. Имаме буквално десетки независими доказателства, които ни водят до едно и също заключение. Дори ако се окаже, че изобщо не разбираме свръхновите, тъмната енергия ще е необходима, дори ако се окаже, че изобщо не разбираме как се въртят галактиките, тъмната материя би била необходима, дори ако се окаже, че микровълновият фон е фалшив и трябва да бъде пренебрегнат, пак Големият взрив би бил необходим. Вселената би могла да се окаже много по-различна от това, как си представяме днес. Мнозина от вас вероятно ще доживеят да видят какви предизвикателства ще надминат и отменят най-добрите ни настоящи представи. Но когато това се случи, то няма да анулира това, което разбираме днес. Нашите водещи сега теории не са погрешни, те са просто непълни. Само ще ги замести нещо, което успява там, където настоящата теория работи и не работи, науката напредва по някакъв смислен начин.

Константата на Хъбъл за ранната и сегашната Вселена наистина е различна. Въпросът е защо (видео)

offnews@offnews.bg () — Fri, 26 Apr 2019 10:00:02 +0300

Последните измервания с помощта на данни от космическия телескоп Хъбъл потвърждават подозренията, че е налице ясна разлика между стойността на константата на Хъбъл в ранната и в сегашната Вселена. Тази константа показва скоростта, с която Вселената се разширява. Въз основа на последните наблюдения на 70 цефеиди [ 1 ] в Големия Магеланов облак, променливи звезди в съседна на Млечния път галактика-джудже, екип от астрономи начело с Адам Рийс (Adam Riess) успя да установи, че константата на Хъбъл е Ho = 74,03 km/s/Mpc (километра в секунда на мегапарсек (единица дължина в астрономията). Това означава, че за всеки 3,3 милиона светлинни години, отдалечавайки се във Вселената, една галактика се отдалечава от нас по-бързо с малко над 74 км/сек. При предходни измервания процентът на несигурност е 2.4%, сега е намален до 1.9%. Тази стойност на Ho = 74,03 km/s/Mpc потвърждава съществуването на „ напрежението на Хъбъл “ - измерването на константата на Хъбъл е основа за така наречената стълба за космически разстояния (вижте анимацията и изображението по-долу) и то се отнася до стойността на константата на Хъбъл в настоящата Вселена. Стойността на константата на Хъбъл в ранната Вселена, преди около 13 милиарда години, от друга страна, се измерва по различен начин, а именно с помощта на европейската космическа обсерватория "Планк" , която измерва космическото микровълново фоново излъчване , наричано и реликтово лъчение, CMB, остатък от Големия взрив. И тя бе определена преди няколко години на стойност Ho = 67.4 km/s/Mpc , което е с 9% по-бавно от сегашното разширение. Е, би могло да се отдаде разликата на статистически шум, но с последните измервания на Хъбъл шансът за това намаля от 1 на 3000 на 1 на 100 000. Така че разликата е реална, напрежението на Хъбъл не е статистически шум. "Напрежението на Хъбъл между ранната и късната Вселена може би ще бъде най-вълнуващото развитие в космологията от десетилетия", заяви водещият изследовател и лауреат на Нобелова награда Адам Рийс от Научния институт за космически телескопи (STScI) и Университета Джон Хопкинс в Балтимор, САЩ. „Това несъответствие нараства и сега достигна точка, която наистина е невъзможно да се отхвърли като случайност. Това несъответствие не би могло да се случи случайно". Тогава изниква въпросът защо стойността на константата на Хъбъл в миналото и сега е различна? Кредит: Riess et al Тъй като космологичните модели предполагат, че наблюдаваните стойности на разширяването на Вселената трябва да бъдат същите като тези, определени от космическия микровълнов фон, може да е необходима нова физика, за да се обясни несъответствието. "По-рано теоретиците ми казваха, че не може да бъде. Ще разбие всичко. Сега казват: „Всъщност можем да направим това“, споделя Рийс. Предлагат се различни сценарии, за да се обясни несъответствието, но все още предстои да се даде убедителен отговор. Разликата в стойността на константата на Хъбъл може например да е свързана с тъмната материя, която може да е реагирала по-силно с обикновената материя, отколкото физиците предполагат, така че тъмната материя може да има по-възпиращ ефект в ранната Вселена. Или може би има влияние на тъмната енергия, което може да даде допълнително ускорение в днешната Вселена. А дали тъмната енергия е постоянна, както мислят космолозите? Кредит: Riess et al Рийс и екип му говорят за „по-силни доказателства за физиката отвъд модела Ламбда-CDM [ 2 ]”. Вижте изображението по-горе с различните стойности за константата на Хъбъл. Въпреки че Рийс няма отговор на това объркващо несъответствие, той и неговият екип възнамеряват да продължат да работят за намаляването на несигурността по отношение на константата на Хъбъл до 1%. Резултатите на екипа са приети за публикуване в The Astrophysical Journal . Източник: Latest Hubble Measurements Suggest Disparity in Hubble Constant Calculations is not a Fluke , Hubble Space Telescope Бележки: 1. Цефеидите са пулсиращи звезди, при които има ясна връзка между периода на пулсация и светимостта. Благодарение на това свойство учените могат да определят разстоянието до подобни звезди и други космически обекти. 2. Понастоящем повечето космолози смятат, че еволюцията на Вселената се описва от модела Ламбда-CDM, който предполага, че само малка част (да речем 5%) се състои от обикновена материя, а останалата част от тъмната енергия (Λ е космологичната константа) и тъмната материя (CDM, cold dark matter - студена тъмна материя). И според този модел, около 70% от Вселената да има тъмна енергия, 25 на сто - в студена тъмна материя (т.е. материя, чийто частици се движат с ниска скорост), а останалите само 5% - обикновената за нас барионна материя. Тези съотношения са определени чрез анализ на модела на космическия микровълнов фон. Проблемът на ΛCDM модела е, че 95% от това, от което се състои Вселената, все още не е известно и не може да се проследи, независимо от непреките индикации, които съществуват и въпреки многото опити за директно откриване. Разбира се, тъмната енергия може да бъде качествено описана с помощта на космологичната константа (ламбда) в уравнението на Айнщайн, но този метод не дава нови знания и не ни позволява да установим какво представлява тъмна енергия.

Какво "Хъбъл" може и не може да види

offnews@offnews.bg () — Wed, 24 Apr 2019 10:54:27 +0300

В деня на 29-та годишнина на космическия телескоп "Хъбъл", който отмести далече в дълбините на Вселената погледа на човечеството, ви представяме статията на Франк Съмърс (Frank Summers), астрофизик в Научния институт за космическия телескоп, който обяснява какво е ъглова резолюция и какво може и какво не може да види телескопът "Хъбъл" Ясните, зашеметяващи изображения от космическия телескоп Хъбъл са чудо. Както може да се види в сравнението с изображения по-долу, снимките на Хъбъл са със значително по-висока резолюция от подобни изображения, получени от наземни обсерватории. Сравнение на изображения, направени от Земята (вляво) и космоса (вдясно), на звездообразуващи области в галактиката M51 (Whirlpool). Вляво е изгледът от телескопа WIYN в Kitt Peak в Аризона. В дясно е изгледът от космическия телескоп Хъбъл. Снимка вляво: K. Rhode, M. Young and WIYN/NOAO/AURA/NSF. Снимка вдясно: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) Земните телескопи трябва да гледат през атмосферата на Земята, което размива изгледа им и ограничава тяхната резолюция. Обитавайки над земната атмосфера, Хъбъл избягва този проблем и може да получи по-ясна картина за Вселената. Макар Хъбъл да осигурява най-високата резолюция от всеки един друг телескоп с видима светлина, тази резолюция има граница. Във Ввселената има много неща, които "Хъбъл" не може да разреши, и е любопитно коя е тази граница. Един въпрос, който често се задава, е дали Хъбъл може да види лунните апарати, оставени от мисиите на Аполо (краткият отговор е "не"). Интересно е и защо Хъбъл прави толкова размита снимка на близкия Плутон, а може да получи почти 100 милиона пиксела от много по-далечната галактика M51 (Whirlpool). За да си отговорим на тези въпроси, трябва да си изясним как влияе комбинацията от размери и разстояние, наречени „ъглова резолюция“ или "ъглова разделителна способност". Четенето на знаците Да започнем с пример от ежедневието. Когато шофирате по магистрала, често се виждат знаци далеч встрани от пътя. Първоначално се разпознават само формата и цвета на знака. После може да се каже, че на знака има нещо написано, но не е възможно да се разберат думите. В крайна сметка думите стават достатъчно ясни за четене. Знаците на близкия мост са четливи, докато тези на далечния мост не са. Физическите размери на знака и неговите букви не се променят, а основната промяна е разстоянието между наблюдателя и знака. На голямо разстояние знакът покрива много малък ъгъл в зрителното поле и не може да се прочете. Когато е близо, той покрива достатъчно голям ъгъл, за да може да се разчете. Ъгълът, в който се вижда един обект зависи от неговия размер и разстояние от наблюдателя. Този „ъглов размер“ е важна характеристика на обекта в този сценарий. За наблюдателя важната характеристика се нарича „ъглова резолюция“. Ъгловата разделителна способност е мярка за най-малкия ъгъл, при който наблюдателят може да различи два обекта (или детайли в рамките на един обект). Както вероятно знаете, кръгът има 360 градусова дъга. За измерване на малки ъгли разделяме всеки градус на 60 ъглови минути и всяка минута на 60 секунди. Ъгловата разделителна способност на човешкото око е около 1 минута. Резултатът е, че за знака по магистралата думите стават четливи, когато буквите имат ъглов размер, който е няколко пъти по-голям от ъгловата разделителна способност на човешкото око. Следователно ъгловият размер на буквите трябва да бъде няколко секунди. Ъгълът на Хъбъл във Вселената Същите тези идеи важат и за наблюденията с космическия телескоп Хъбъл. Хъбъл има ъглова разделителна способност от около 1/20 от секундата. Това е много малък ъгъл, но нещата във Вселената могат да бъдат много, много далечни. Обектите, чийто ъглов размер е по-малък от тази стойност, не се различават от Хъбъл. Те са като космически знак на магистрала, който е твърде малък и твърде отдалечен, за да може да се прочете дори и от Хъбъл. Сравнение на относителния ъглов размер, както се вижда от Земята, за Луната, за четирите планети и две снимки на Хъбъл. За мащаб, Луната е около половин градус в ъглов размер. Нека да разгледаме дали Хъбъл може да види апаратите на мисията Аполо на Луната. За да бъде забелязан от Хъбъл, един обект трябва да се простира на ъгъл по-голям от 0,05 секунди. Средно Луната е на около 384 400 км. На това разстояние 0,05 ъглови секунди са равни на размер от 93 метра или дължина на футболно игрище. Един обект на Луната трябва да е с размери няколко футболни игрища, в противен случай Хъбъл не може да го види. Капсулите на Аполо са много по-малки от футболно игрище и са твърде малки, за да се видят от Хъбъл. А сега за изображенията на Плутон и галактиката М51. Изображенията на Хъбъл на Плутон (вляво) и галактиката М52 (вдясно). Забележка: тези изображения са в много различни физически и ъглови скали В най-близката си точка до Слънцето, Плутон е около 30 пъти по-далеч от Слънцето, отколкото Земята, което е разстояние от около 4,5 милиарда километра. На това разстояние ъгловата резолюция от 0,05 секунди съответства на физически размер от малко над 1000 км. Диаметърът на Плутон е малко по-малък от 2400 км, което го прави малко повече от 2 пиксела в стандартното изображение на Хъбъл. Изображението по-горе показва около 15 пиксела в диаметъра на Плутон. Не трябва да се питаме защо резолюцията е толкова лоша, а защо резолюцията е толкова добра! Допълнителната разделителна способност в изображението на Плутон е от камерата за слаб обект (FOC), която е част от инструментите на Хъбъл от 1990 г. до 2002 г. (Беше премахната по време на обслужващата мисия 3Б). Проектирана да вижда малки, бледи обекти като Плутон, инструментът FOC имаше режим на висока резолюция, който осигуряваше 7 пъти по-голяма резолюция от стандартните камери на Хъбъл. Ограничението на FOC е, че то може да осигури такава разделителна способност при много малко зрително поле и при по-къси дължини на вълните (зелена до ултравиолетова). Като такъв, FOC не е подходящ за изображения с общо предназначение и не може да прави изображения като тази на галактиката М51 по-горе. Галактиката М51 е не само много, много по-голяма от Плутон, но и много, много по-далеч. Нека видим как размерът и разстоянието играят роля в ъгловата резолюция. М51 е с диаметър около 60 000 светлинни години, което я прави средно по-голяма в сравнение с диаметъра от 100 000 светлинни години на нашия Млечен път. При този размер галактиката е около 250 трилиона пъти по-голяма от Плутон. Разстоянието до галактиката е около 23 милиона светлинни години или около 50 милиарда пъти по-далече от Плутон. Разликата в размерите (250 трилиона) е по-голяма от разликата в разстоянието (50 милиарда) с 5000. Затова Хъбъл трябва да получи около 5000 x 2 = 10 000 пиксела в изображението на М51. Пълната резолюция на изображението по-горе е 11 477 пиксела на 7 965 пиксела. Ъгловата резолюция на Хъбъл на разстоянието на галактиката М51 съответства на доста голям физически размер - над 5 светлинни години. Въпреки това, галактиката е приблизително 10 000 пъти по-голяма от това и затова е изобразена с изключителни детайли. Размер, Разстояние и Резолюция Физическият размер на обекта е важен, но само част от историята. Разстоянието до обекта също е фактор, но не е достатъчно за пълното изчисление. Комбинацията от физически размер и разстояние, изразена от ъгловия размер и ъгловата резолюция, е важният критерий за определяне на това колко добре Хъбъл, други телескопи или дори човешкото око ще могат да видят един обект. Използвайки тези мерки, може да се каже, че Хъбъл няма никаква надежда да види лунните апарати, само ще различи Плутон и може да види галактиката М51 в разкошни детайли.

M87 * е черна дупка на Кер и това й придава особени свойства

offnews@offnews.bg () — Tue, 23 Apr 2019 12:28:58 +0300

Черната дупка M87 *, с маса, еквивалентна на 6,5 милиарда слънчеви маси, която се намира в центъра на огромната елиптична система M87 в средата на галактиката Дева, снимката на която за пръв път видяхме на 10 април , е черна дупка на Кер. Това означава, че геометрията на черната дупка се определя от метриката на Кер, за първи път описана през 1963 г. от новозеландския математик Рой Кер (Roy Kerr). Основата на теорията за черните дупки е поставена през 1915 г. с Общата теория на относителността (ОТО) на Айнщайн. Въз основа на първото точно решение на уравненията на ОТО, направено няколко месеца по-късно от Карл Шварцшилд, вече може да си представим съществуването на черни дупки, обекти, чиято гравитация е толкова силна, че дори светлината не може да избяга. Илюстрация на силно изкривено пространство-време, извън хоризонта на събитията на черна дупка. Когато се приближаваме по-близо до местоположението на масата, пространството става все по-силно извито, като в крайна сметка води до място, от което дори светлината не може да избяга: хоризонта на събитията. Радиусът на това място се определя от масата на черната дупка, скоростта на светлината и законите на Общата теория на относителността. На теория трябва да има специална точка, сингулярност, където е концентрирана цялата маса за стационарни, сферично-симетрични черни дупки. Кредит: Pixabay Черната дупка на Шварцшилд обаче бе статична и сферична и не се върти. Именно Кер през 1963 г. стига за първи път до точното решение на ОТО за въртящи се черни дупки. В ОТО връзката между маса и пространство е от решаващо значение - гравитацията всъщност е следствие от влиянието, което масата оказва върху пространството. Изчислението на метриката следователно е от голямо значение за решаването на покевите уравнения на Айнщайн. Метриката е просто мярка, която определя интервала между две събития в пространство-времето. Черната дупка, която следва от решението на Шварцшилд е проста, тя има сферичен хоризонт на събитията, с радиус, който зависи от масата на сингулярността в средата - така наречения радиус на Шварцшилд. Точното решение за черна дупка и с масата, и с ъгловия импулс е намерено от Рой Кер през 1963 г. Той открива, че вместо един хоризонт на събития с точкова сингулярност, има вътрешен и външен хоризонт на събитията, както и външна ергосфера, плюс пръстенообразна сингулярност със съществен радиус. Кредит: MATT VISSER, ARXIV:0706.0622 Има някои фундаментални и важни разлики между по-наивното, по-просто решение на Шварцшилд и по-реалистичното и по-сложно решение на Кер, както можете да видите на фигурата по-горе. Нека да разгледаме тази геометрия: Преди всичко, поразително е, че въртящата се черна дупка на Кер вместо едно решение, определящо къде е хоризонтът на събитията, има две математически решения, определящи вътрешен и външен хоризонт на събитията. Извън външния хоризонт за събитията има област, наречена ергосфера. Там самото пространство се върти около черната дупка със скоростта на светлината - това е буквално, не само частиците, попадащи там, са подложени на огромни ускорения, а самото пространство. Това се нарича още ефект на Лензе-Тиринг ( Lense-Thirring effect ) или увличане на инерциална отправна система. Допуска се максимално съотношение на ъгловия момент към масата. Ако ъгловият момент е твърде голям, черната дупка ще излъчи тази енергия (чрез гравитационно лъчение), докато падне под тази граница. И накрая, може би най-интересното е, че самата сингулярност, мястото, където е цялата маса на черната дупка, в черна дупка на Кер, тази сингулярност не е точка, а едномерен пръстен, където радиусът на пръстена се определя от масата и ъгловия импулс на черната дупка.. Заради закона за запазване на момента на импулса , изглежда, че всички черни дупки във Вселената са черни дупки на Кер. Всички предшественици на черните дупки имат инерция, независимо дали са тежки звезди, неутронни звезди или други черни дупки, така че заради този закон за запазване, статичните черни дупки на Шварцшилд остават само хипотетични. И това прави решението, което Кер намира през 1963 г., преди 56 години, много важно. Рой Кер вече е на 84 години и наскоро бе приет за член на Британското кралско астрономическо общество , назначение, което можем да класифицираме като „по-добре късно, отколкото никога“. Източник: Ask Ethan: How Can A Black Hole's Singularity Spin? , M87* is een Kerr zwart gat en dat geeft ‘m best wel bijzondere eigenschappen

Как се определя датата на Великден? Астрономически срещу църковни дати

offnews@offnews.bg () — Tue, 23 Apr 2019 00:21:48 +0300

Великден е най-важният празник в християнството. Как се определя датата му и защо е различна всяка година? И защо понякога не съвпада с тази на католическия Великден? Според Никейския Вселенски Събор от 325 г. от н.е., Великден трябва да се празнува в първата неделя след първото пълнолуние след пролетното равноденствие, на базата на математически изчисления, като се случва на или след 21 март. Ако пълнолунието е в неделя, Великден се празнува на следващата неделя. Изглежда ясно и просто правило, но се оказва, че не е точно така. Астрономически срещу църковни дати Въпреки че Великден е литургически свързан с началото на пролетта в Северното полукълбо (мартенското равноденствие) и пълнолунието, датата му не се основава на истинските астрономически дати на тези събития. Така че има две променливи в църковния и астрономическия календар, които могат да съвпаднат, но често това не се случва: 1. Църквата е приела 21 март за дата на пролетното равноденствие, независимо от часовия пояс, докато истинската дата на равноденствието варира между 19 март и 22 март, а датата зависи и от часовата зона. 2. Датата на Великден е свързана с датата на пасхалното пълнолуние, което се основава на математически приблиения, следващи 19-годишен цикъл, наречен Метонов цикъл, използван още от вавилонците поне от началото на V в. пр. н. е. Метоновия цикъл се използва за съгласуването на лунния и слънчевия календар. Ако съберем 12-те лунни месеца, ще получим 11 дни по-малко от съвременната календарна година, но 235 лунни месеца са равни точно на 19 години. И така имаме началото на пролетта, което попада някъде между 19 март и 21 март, и цикълът на обиколките на Луната около Земята, който продължава повече от 27 дни. Поради тази причина датата на Великден може да варира между 22 март и 25 април. Астрономическата пролет започна тази година на 20 март в 23:58 часа за България, Първото пълнолуние след астрономическото пролетно равноденствие е на 21 март. Следващата неделя бе на 24 март, така че според никейското правило трябваше тогава да е Великден, неделята след пълнолунието на 21 март. Но датата на пълнолунието през март, определено от лунния календар на църквата, т.нар. „Църковно пълнолуние”, е 20 март 2019 г. - един ден преди църковната дата на пролетното равноденствие, 21 март. Затова Великден се премества след следващото пълнолуние, което е на 18 април. Ето защо католическият Великден е на 21 април, почти месец по-късно. Последният път, когато това се случва, бе през 1981 г., а следващият път ще бъде през 2038 г. Тогава Великден ще се падне на последната възможна дата, 25 април. Католически и православен Великден Никейската формула е валидна и за западната Римокатолическа, и за източната Православна църква. Източните църкви също са фиксирали тяхното „пролетно равноденствие” да бъде на 21 март, но по Юлианския календар, дата, която отговаря 3 април по Григорианския календар, с който се съобразява Католическата църква. Естествено на 21 март и 3 април Луната е в различни фази - Юлианският календар изостава с 13 дни от Григорианския - това представлява приблизително половин месец. През този период може да има пълнолуние, а може и да няма - вероятността е 50:50. Затова западният и източноправославният Великден може да съвпаднат приблизително в половината от случаите през годините, а в останалите източноправославният е седмица по-късно, а понякога и повече. В същото време Пасха (еврейският празник, отбелязващ бягството от Египет) се изчислява според новолунието, а между новолунието и пълнолунието разликата е също половин месец. По този начин православният Великден се приближава до еврейската Пасха. От друга страна „двустилните“ църкви (като българската) не използват изцяло светския календар, защото избягват да празнуват Великден по едно и също време с евреите и ако по Григорианския календар Великден съвпадне с Пасха, датата на православния Великден се измества със седмица, а понякога и след второто пълнолуние след настъпването на пролетта. Източник: Calculating the Easter Date , " Изчисляване на датата на Великден "

Теоретично пътуването през червейни дупки е възможно, но бавно

offnews@offnews.bg () — Tue, 16 Apr 2019 00:39:57 +0300

Трима физици доказаха теоретично, че могат да съществуват проходими червейни дупки - тунели в тъканта на пространство-времето - и че могат да се използват за пътувания от една част на Вселената до друга. Но въпреки че е възможно теоретично, тази възможност няма да е от полза за пътешествия на хората, заяви авторът на проучването, Даниел Джафърис (Daniel Jafferis) от Харвардския университет, направено в сътрудничество с Пин Гао (Ping Gao), също от Харвард и Арон Уол (Aron Wall) от Станфордския университет. Оказва се според изчисленията на физиците, че ако пътуваме през такава червейна дупка, за пътуването ще е необходимо дори повече време, отколкото ако пътувате по обичайния маршрут. На теория такава дупка би била „вплетен тунел“ между две черни дупки. Тези констатации ще бъдат представени на Априлската среща на Американското физическо общество през 2019 г. в Денвър, а резюме на доклада е публикувано в сайта на срещата. Въпреки че пропада пангалактическото пътешествие, Джафърис отбелязва, че изследването на вероятността на съществуването на червейна дупка, през която може да премине светлина, е стъпка в стремежа да се разработи теория за квантовата гравитация. "Реалният смисъл на тази работа е в нейната връзка с информационния проблем на черната дупка и връзките между гравитацията и квантовата механика", пояснява Джафърис. През 2013 г. астрономът Леонард Съскайнд (Leonard Susskind) от Станфорд и физикът Хуан Малдасена (Juan Maldacena) от Института за напреднали изследвания излязоха с твърдението, че ER = EPR , равенство, свързващо две статии, които Айнщайн пише през 1935 г. с колеги, едната с Нейтън Розен (Nathan Rosen) за един феномен, който стана известен като мостове на Айнщайн-Розен (Einstein-Rosen Bridge - EP), по-известен като червейни дупки (терминът е въведен през 1957 г., а другата с Борис Подолски (Boris Podolsky) и също Розен за друг феномен (Einstein–Podolsky–Rosen - EPR) - квантовото вплитане , явлението, при което две елементарни частици могат да бъдат свързани помежду си така че промяната в едната от частиците директно засяга другата частица, независимо където се намира във Вселената. Стандартната червейна дупка (мост) на Айнщайн-Розен е нестабилна и непроходима. В уравнението ER = EPR Съскайнд поставя вляво едно следствие на гравитационните уравнения на Айнщайн, а вдясно - основното квантовомеханично явление. Идеята за новата теория хрумва на Джафърис, когато започва да разсъждава за две черни дупки, вплетени на квантово ниво, както е формулирано ER = EPR от Малдасена и Съскайнд. "От позицията на външен наблюдател пътуването през червейната дупка е еквивалентно на квантовата телепортация с помощта на вплетени черни дупки", обяснява Джафърис. Форматът на квантовата телепортация изключва използването на тези проходими червейни дупки като машини на времето. Всичко, което минава през дупката, трябва да изчака съобщението на Алис да пропътува до Боб във външната вселена, преди тя да може да излезе от черната дупка на Боб, така че червейната дупка не предлага никакъв свръхсветствен начин, който може да се използва за пътуване във времето. Изглежда, че в природата могат да бъдат разрешени проходими червейни дупки, стига да не предлагат някакво предимство в пространство-времето. Пряката връзка между черните дупки е по-къса от връзката с червейни дупки и следователно пътуването през червейни дупки не е пряк път. Това може да е разочароващо, тази теория дава нови прозрения в квантовата механика. Екипът предлага нов подход за поддържане на проходима червейна дупка. Този теоретичен резултат е получен чрез добавяне на някои взаимодействия, които свързват двете граници на Шварцшилд, което води до тензор на напрежение с квантов материал с отрицателна средна нулева енергия. Това показва, че мостът Айнщайн-Розен на BTZ черна дупка* (автори Máximo Bañados, Claudio Teitelboim, Jorge Zanelli - черна дупка като решение за топологична гравитация за (2+1)-измерения с отрицателна космологична константа) става леко проходим след добавянето на двустранно свързване. Това позволява червейната дупка да бъде отворена за кратко време във вътрешния си район. „Откритата от нас проходима червейна дупка има интересна интерпретация в контекста на ER = EPR. Малдасена и Съскайнд предполагат, че всяка двойка вплетени квантови системи са свързани с мост на Айнщайн-Розен (непроходима червейна дупка). Основната разлика в нашата работа е, че позволяваме взаимодействието между вплетените системи, което се приема за незначително в ER = EPR. Показано е, че в този случай мостът на Айнщайн-Розен може да се отвори, за да се превърне в проходима червейна дупка”, пишат изследователите. Тъй като червейната дупка е проходима, Джафърис обяснява, че това е специален случай, в който информацията може да бъде извлечена от черната дупка. "Това дава инструмент за изследване на причинно-следствените връзки за региони, които иначе биха останали зад хоризонта, прозорец за наблюдател вътре в пространство-времето, който е достъпно отвън", коментира Джафърис. Досега основна пречка при формулирането на проходими червеи е необходимостта от отрицателна енергия, която като че ли е в противоречие с квантовата гравитация. Но Джафърис преодолява това с помощта на инструменти от квантовата теория на полето, изчислявайки квантовите ефекти, подобни на ефекта на Казимир. Какво представлява този ефектът на холандския учен Хендрик Казимир (Hendrik Casimir): Ако се вземат две незаредени близко разположени металните пластини с отразяващи повърхности на разстояние от няколко атомни диаметри, те ще бъдат привлечени една към друга заради флуктуациите на разположения между тях вакуум, който непрекъснато произвежда двойки частици и античастици. В пространството помежду пластините се получават резонансни вълни, които цяло или полуцяло число пъти се поместват между повърхностите като електромагнитните вълни се усилват. Всички останали дължини, които са по-големи, се потискат, т.е. се потиска раждането на съответните виртуални фотони. Това се дължи на факта, че в пространството между пластините може да съществуват само стоящи вълни, чиято амплитуда е равна на нула. В резултат на това налягането на виртуалните фотони между двете повърхности е по-малко от налягането върху тях отвън, там, където раждането на фотони е неограничено. Колкото по-близо една до друга са повърхностите, толкова по-малка е дължината на вълните в резонанс и толкова повече се оказват потушени. В резултат на това, се увеличава силата на привличане между повърхностите. Този ефект донякъде е подобен на привличането на плуващи прекалено близо един до друг кораби в океана. Силата, с която се привличат пластините е пропорционална на сумата на честотите на стоящите вълни, генерирани между плочите. "Мисля, че това ще ни научи на дълбоки неща за съответствията между калибровъчните теории и гравитацията, квантовата гравитация и дори може би нов начин за формулиране на квантовата механика", заявява Джафърис. Източник: Travel through wormholes is possible, but slow , ScienceDaily Traversable wormhole, a key to quantum teleportation Newfound Wormhole Allows Information to Escape Black Holes , Quanta magazine

Поглед към възможното бъдеще: Астрономи намериха планета, която надживя Слънцето си

offnews@offnews.bg () — Sun, 07 Apr 2019 00:06:32 +0300

Астрономи от Университета Уоруик в Ковънтри, Англия, съобщават, че на 4 април 2019 г. са открили сравнително голям фрагмент от някогашна планета, обикалящ заедно с диск от отломки, обграждащи мъртва звезда. Звездата е бяло джудже и се намира на 410 светлинни години. Бялото джудже вероятно е разрушило своята звездна система в катаклизма, последвал смъртта му. Но новооткритият планетен фрагмент се смята, че е богат на тежки метали - желязо и никел - които са му помогнали да оцелее в унищожението. Астрономите разказват, че фрагментът обикаля орбитата около бялото джудже „по-близо, отколкото бихме очаквали да намерим нещо още живо”. Те също така съобщават, че фрагментът от планетата има „кометна опашка“ от газ, създавайки пръстен в диска от отломки. Тази система ни намеква за бъдещето на нашата слънчева система, след около 6 милиарда години, коментират изследователите. Откритието е съобщено в списание Science на 4 април. В прессъобщението на Университета Уоруик астрономите обясняват: Богатият желязо и никел планетезимал е преживял катастрофата на цялата система, последвана от смъртта на своята звезда-домакин, SDSS J122859.93 + 104032.9. Имайки предвид, че някога е бил част от по-голяма планета, неговото оцеляване е още по-удивително, тъй като е на орбита по-близо до звездата, отколкото се смяташе за възможно, обикаляйки я веднъж на всеки два часа. Ако обектът е бил на същата орбита в нашата слънчева система, би трябвало да е вътре в Слънцето. Това означава, че трябва да е много плътен и може би е направен от желязо или други тежки метали, за да се предотврати разкъсването от гравитацията на бялото джудже, отбелязва той. За втори път астрономите намират твърд планетезимал в близка орбита около бяло джудже. Сега с помощта на най-големия оптичен телескоп в света, телескопа на един от канарските острови, Ла Палма - Gran Telescopio Canarias - изследователите разгледаха: … oтломките, които обикалят около бялото джудже, образувани от разрушаването на скалистите планети, съставени от елементи като желязо, магнезий, силиций и кислород - четирите ключови строителни блока на Земята и другите скалисти планети. В този диск откриха пръстен от газ, който се излива от твърдо тяло като опашка на кометата. Този газ може да се генерира или от самото тяло, или изпаряващия се прах, докато тялото се сблъсква с малки остатъци в диска. Жизненият цикъл на нашето слънце. Кредит: ScienceLearningHub . Ето какво ще се случи, когато Слънцето започне да умира: Първо, ядреният реактор в центъра на звездата ще изчерпи водородното си гориво. Слънцето ще се разшири в червен гигант, подувайки се до 100 пъти спрямо сегашния си размер и ще погълне Меркурий, Венера и може би дори и нашата собствена планета, заедно с целия живот, какъвто го познаваме. След това ще преработи хелия в ядрото си, превръщайки го във въглерод, и ще продължи, докато не му се изчерпят материалите и енергията. Най-накрая ще се свие и ще колапсира, изхвърляйки външните си слоеве, докато остане само плътна, светеща сфера, която не е много по-голяма от Земята - бяло джудже - плътно ядро, което бавно се охлажда с времето. Тази конкретна звезда се е свила толкова драматично, че планетезималът не обикаля в първоначалния си радиус. Доказателствата сочат, че той някога е бил част от по-голямо тяло в звездната система и вероятно е бил планета, разкъсана на части, когато звездата започва процеса си на охлаждане. Водещият автор Кристофър Мансер (Christopher Manser), научен сътрудник в катедрата по физика, казва в прессъобщението на Университета Уоруик : Звездата първоначално е била около две слънчеви маси, но сега бялото джудже е само 70% от масата на нашето слънце. Също така е много малка - приблизително с размерите на Земята - и това прави звездата, и като цяло всички бели джуджета, изключително плътни. Гравитацията на бялото джудже е - около 100 000 пъти по-голяма от тази на Земята - всеки астероид ще бъде разкъсан от гравитационните сили, ако премине твърде близо до бялото джудже. Съавторът Борис Ганзике (Boris Gaensicke), също от Университета на Уоруик, добавя: Планетeзималът, който открихме, е дълбоко в гравитационния кладенец на бялото джудже, много по-близо до него, отколкото бихме очаквали да намерим нещо живо. Това е възможно само защото трябва да е много плътно и / или много вероятно има вътрешна сила, която да го държи компактно, така че предполагаме, че се състои главно от желязо и никел. Ако е чисто желязо, то може да оцелее там, където е сега, но също така може да е тяло, което е богато на желязо, но с вътрешна сила, която да го държи заедно, което се съгласува с това, е доста масивен фрагмент от ядрото на планета. Ако това е така, първоначалното тяло е било с диаметър поне стотина километри, защото само при такъв размер планетите започват да се диференцират - като масло върху вода - и имат по-тежки елементи, които потъват и образуват метално ядро. Въпреки че екипът не може да види източника на газ, тъй като е малък и блед, Мансер заяви, че това е може би твърд обект като астероид или парче от планета. Той може да има радиус от 400 километра, почти толкова голям, колкото този на Церера, най-големият астероид в нашата Слънчева система. Възможно е газовете да се изпаряват от повърхността на планетезимала. Една алтернативна хипотеза предполага, че присъствието на желязото в този обект причинява сблъсъци с частици прах, докато се върти около бялото джудже. Откритието предлага поглед към бъдещето на нашата собствена слънчева система, коментира Мансер. "Сега имаме поглед в нашето възможно бъдеще", разказва Джеси Кристиансен (Jessie Christiansen), астроном от научния институт на НАСА, който не е участвал в новото проучване. "Вълнуващо е и малко страшно - и можете да си представите, че това се случва тук". Когато звездите нарастнат до червени гиганти, те „разчистват“ голяма част от вътрешната част на планетарната си система. В нашата Слънчева система Слънцето ще се разшири до мястото, където в момента обикаля Земята, и ще унищожи Земята, Меркурий и Венера. Марс е отвъд и ще оцелее и продължи по своята орбита. Общият консенсус е, че след от около 5 до 6 милиарда години нашата Слънчева система ще представлява бяло джудже на мястото на слънцето, обикаляно от Марс, Юпитер, Сатурн, външните планети, както и астероиди и комети. Гравитационните взаимодействия вероятно ще се случат в такива остатъци от планетарни системи, което означава, че по-големите планети могат лесно да тласкат по-малките тела на орбита, която ги отвежда близо до бялото джудже, където те се раздробяват от огромната гравитация. Преди няколко месеца астрономите от Университета на Уоруик откриха първите директни доказателства, че звездите - бяло джудже се втвърдяват в кристали . Илюстрация на бяло джудже. Кредит: University of Warwick/Mark Garlick. Междувременно учените се надяват да открият повече планетни системи като тази. Много бели джуджета показват доказателства за "замърсяване" от скалист материал и поне шест изглеждат заобиколени от отломки. "Всичко това подсказва, че до половината от всички бели джуджета имат планетни системи, които са оцелели в еволюцията си, макар изгубвайки материал", разказва Мансер. Астрофизикът Лиза Калтенегер (Lisa Kaltenegger), директор на Института Карл Сейгън в Корнелския университет, посочва, че на повечето от звездите във Вселената им предстои да станат бели джуджета, след като умрат. (Само звезди, които са много по-масивни от Слънцето, са достатъчно големи, за да се взривят в свръхнова и в крайна сметка да образуват черна дупка). Калтенегер, която не е участвала в най-новото проучване, миналата година публикува анализ в Astrophysical Journal Letters , в който се казва, че планети в близка орбита около бяло джудже биха могли да бъдат обитавани милиарди години. Това последно откритие "е първата част от пъзела, какво може да се случи на планетите около белите джуджета и дали те могат да останат там известно време", коментира тя. Източници: This heavy metal mini planet survived the death of its star , The Washington Post, Sarah Kaplan Astronomers find a planet fragment orbiting a dead star , Еarth&Sky, Deborah Byrd A Planetesimal Orbiting Within the Debris Disc Around a White Dwarf Star , Science, University of Warwick Heavy metal planet fragment survives destruction from dead star , University of Warwick

4 неща, които ще научим от първата снимка отблизо на черна дупка (видео)

offnews@offnews.bg () — Tue, 02 Apr 2019 00:00:43 +0300

На 10 април ще видим първия близък план на черна дупка. Тази снимка няма да бъде просто образ - тя може да разреши някои загадки за сърцевината на нашата галактика Това, което ще видят в нея специалистите, може да е най-силният тест на теорията на Айнщайн, който тя може и да не издържи и теоретичната физика да тръгне по друг път. Event Horizon Telescope (EHT) - "телескоп на хоризонта на събитията ", мрежа от осем радио обсерватории, обхващащи цялото земно кълбо, е насочила поглед към двама гиганти: Стрелец A*, свръхмасивната черна дупка в центъра на Млечния път и още по-масивната черна дупка на 53,5 милиона светлинни години в галактиката M87, разказва Science News . През април 2017 г. обсерваториите се обединиха, за да наблюдават хоризонтите на събитията на черните дупки, границата, отвъд която гравитацията е толкова екстремна, че дори светлината не може да избяга. След почти две години събиране на данни, учените се подготвят да публикуват първите снимки на 10 април, в 16:00 българско време. Ето какво очакват учените от тези изображения. Как изглежда една черна дупка? Черните дупки заслужават името си: Големите гравитационни чудовища не излъчват светлина в нито една част от електромагнитния спектър, така че няма как да се видят самите черни дупки. Но астрономите знаят, че има обекти около черната дупка. Тъй като гравитацията на черната дупка привлича газ и прах, материята се оформя в орбитален диск с атоми, които се блъскат един друг с огромни скорости. Цялата тази активност нагрява материята до бяло, така че излъчва рентгенови лъчи и друга високо енергийна радиация. Най-лакомите черни дупки във Вселената имат дискове, които засенчват всички звезди в техните галактики. Как учените направиха снимка на черна дупка? Очаква се изображението на EHT на Стрелец А * на Млечния път, наричан още SgrA * (Sagittarius A*), да обхване сянката на черната дупка върху придружаващия я диск от ярко излъчваща материя. Компютърните симулации и законите на гравитационната физика дават на астрономите доста добра представа какво да очакват. Поради интензивната гравитация в близост до черната дупка, светлината на диска ще бъде изкривена около хоризонта на събитията в пръстен, така че дори материалът зад черната дупка ще бъде видим. И изображението вероятно ще изглежда асиметрично: Гравитацията ще огъне светлината от вътрешната част на диска откъм Земята по-силно от външната част, правейки едната страна да изглежда по-ярка в крив пръстен. Симулация на черна дупка от статията на Торн и екипа му за CG техники, използвани за разработването на Гаргантюа. (James et al./Classical and Quantum Gravity) В сила ли е Общата теория на относителността близо до черна дупка? Точната форма на пръстена може да помогне да се разреши една от най-разочароващите безизходици в теоретичната физика. Двата стълба на физиката са теорията на Айнщайн - Общата теория на относителността, която управлява масивните и гравитационно мощни обекти (като черните дупки) и квантовата механика, която управлява странния свят на субатомните частици. Всяка работи прецизно в собствената си област. Но не могат да работят заедно. "Общата теория на относителността е толкова точна, колкото е и квантовата механика, но са несъвместими помежду си", подчертава физикът Лиа Медеирос (Lia Medeiros) от Университета на Аризона в Тусон. ”Някоя от тях трябва да поддаде”. Ако Общата теория на относителността се изкриви на границата на черната дупка, това може да посочи пътя напред за теоретиците. Тъй като черните дупки са най-екстремните гравитационни среди във Вселената, те са най-добрата среда за тестване на теориите за гравитацията. Ако Общата теория на относителността издържи, учените очакват черната дупка да има определена сянка и следователно форма на пръстена, ако теорията на гравитацията на Айнщайн се разпадне, ще се покаже друга, различна сянка. Медеирос и нейните колеги проведоха компютърни симулации на 12 000 различни сенки на черна дупка, които да се различават от предсказанията на Айнщайн. "Ако се получи нещо различно, [алтернативните теории за гравитацията] печелят", коментира Медеирос, която представи резултатите от симулациите през януари в Сиатъл на срещата на Американското астрономическо общество. Дори леките отклонения от Общата теория на относителността биха могли да създадат достатъчно различни сенки за изследвания на EHT, позволявайки на астрономите количествено да определят колко се различават от това, което виждат, спрямо това, което очакват. Физиците очакват черните дупки да следват законите на Общата теория на относителността на Айнщайн, но може да стане по-интересно, ако не го направят. Тази компютърна симулация показва една възможност за това как изглежда черната дупка, ако се държи неочаквано. Дали има пулсари в близост до черната дупка на Млечния път? Друг начин да се провери Общата теория на относителността около черните дупки е да се види как звездите се държат около тях. Когато светлината се отскубва от екстремната гравитация в околностите на черната дупка, нейните вълни се разтеглят, правейки светлината по-червена. Този процес, наречен гравитационно червено отместване , се предсказва от Общата теория на относителността и бе наблюдавано близо до SgrA * миналата година . До тук всичко е наред с теорията на Айнщайн. Още по-добър начин за провеждане на същия тест би бил пулсарът , бързо въртящ се звезден труп, който обхожда небето със сноп радиация в непроменящ се ритъм, който създава „пулса” му. Гравитационното червено отместване ще обърка метрономното темпо на пулсарите, което потенциално дава далеч по-прецизен тест за Общата теория на относителността. „Мечтата за повечето хора, които се опитват да изучават SgrA *, е да намерят пулсар или пулсари, обикалящи около черна дупка”, разказва астрономът Скот Рансъм (Scott Ransom) от Националната радиоастрономическа обсерватория в Шарлотсвил, Вирджиния. Въпреки внимателните проучвания, все още не са открити пулсари, които да са достатъчно близо до SgrA *, отчасти защото облакът газ и прах в галактическия център разпръскват техните лъчи и ги правят трудно забележими. Но EHT предоставя най-добрият поглед към галактическия център в дължините на радиовълните, така че Рансъм и колегите му се надяват, че ще успеят да забележат някои пулсари. "Това е риболовна експедиция, а шансовете за огромен улов са наистина малки", коментира Ренсъм. „Но ако успеем, си заслужава”. Пулсарът PSR J1745-2900 (на тази илюстрация) е открит през 2013 г., обикаля на около 150 светлинни години от черната дупка в центъра на галактиката. Това е твърде далеч, за да го използваме за точни тестове на Общата теория на относителността, но астрономите се надяват, че съществуването на пулсара означава, че Event Horizon Telescope ще намери много повече още по-близо до черната дупка. Кредит: Ralph Eatough / MPIFR Как някои черни дупки създават джетове? Някои черни дупки са лакоми хищници, привличащи огромни количества газ и прах, докато други са по-придирчиви. Никой не знае защо SgrA * е от неудобните, с изненадващо затъмняващ диск, въпреки че има само 4 милиона слънчеви маси. Другата цел на EHT, черната дупка в галактиката M87, е ненаситно чудовище с около 2,4 трилиона слънчеви маси. И то не просто натрупва ярък акреционен диск. То също така изхвърля ярка, бърза струя (джет) от заредени субатомни частици, която се простира на около 5000 светлинни години. "Малко е контраинтуитивно да се приеме, че черната дупка изхвърля нещо", отбелязва астрофизикът Томас Кричбаум (Thomas Krichbaum) от Института за радиоастрономия на "Макс Планк" в Бон, Германия. "Обикновено хората мислят, че тя само поглъща". Много други черни дупки произвеждат джетове, които са по-дълги и по-широки от цели галактики и могат да се проточат на милиарди светлинни години от черната дупка. “Възниква естественият въпрос: какво е толкова мощно, че да изстрелва тези струи на толкова големи разстояния?”, се пита Кричбаум. "Сега с ЕТН можем за пръв път да проследим какво се случва." Измерванията на EHT на черната дупка на M87 ще помогнат да се оцени силата на нейното магнитно поле, което астрономите смятат, че е свързано с механизма на изстрелването на струята. Измерването на свойствата на джета, когато е близо до черната дупка, ще помогне да се определи откъде тръгва струята - в най-вътрешната част на акреционния диск, по-далеч в диска или от самата черна дупка. Тези наблюдения могат също така да разкрият дали струята се пуска от нещо в самата черна дупка или от бързо въртящия се материал в акреционния диск. Тъй като джетовете могат да изнесат материал от галактическия център и в регионите между галактиките, те могат да повлияят на това как галактиките растат и се развиват , и дори как се образуват звездите и планетите. „Важно е да се разбере еволюцията на галактиките, от ранното формиране на черните дупки до образуването на звездите и по-късно до формирането на живота”, коментира Кричбаум. „Това е голяма, огромна история. Ние само допринасяме с изследванията си за джетовете от черните дупки с малко парченце към по-големия пъзел”. Може да видитепредставянето на резултатите тук:

Какво стана преди Големия взрив? (видео)

offnews@offnews.bg () — Thu, 28 Mar 2019 08:43:31 +0200

Екип учени предложи мощен нов тест за инфлацията, теорията, че Вселената драстично се е разширила в нищожна част от секундата веднага след Големия взрив. Тяхната цел е да дадат отговор на един дългогодишен въпрос: каква е била Вселената преди Големия взрив? Въпреки че космическата инфлация е добре известна с разрешаването на някои важни загадки за структурата и еволюцията на Вселената, има и други теории, които също могат да обяснят тези загадки. В някои от тези теории състоянието на Вселената, предшестващо Големия взрив - така наречената първична вселена - се свива, вместо да се разширява, и Големият взрив е по този начин част от Голям подскок (Big Bounce). За да се избере между инфлацията и тези други идеи, неизбежно възниква въпросът за фалсифицируемостта - т.е. дали дадена теория може да бъде тествана, за да се покаже, че е невярна. Някои изследователи, включително Ави Льоб от Центъра за астрофизика Харвард-Смитсониън (CfA) в Кеймбридж, Масачузетс, изразяват загриженост относно инфлацията, че привидно безкрайната ѝ приспособимост е невъзможно да се тества правилно. "Фалсифицируемостта трябва да бъде отличителен белег на всяка научна теория. Сегашната ситуация с инфлацията е, че това е толкова гъвкава идея, че не може да бъде тествана експериментално", заяви Льоб в прессъобщение на Харвард-Смитсониън Център за астрофизика . "Без значение какви величини се измерват за някое наблюдавано свойство, винаги ще се намерят някакви модели на инфлация, които могат да го обяснят." Сега екип от учени, ръководени от Синган Чън (Xingang Chen) от CfA, заедно с Льоб и Джун-Джъ Сиеню (Zhong-Zhi Xianyu) от катедрата по физика на Харвардския университет, предлагат идея, която наричат "първичен стандартен часовник" (primordial standard clock) на неинфлационните теории, и прилагат метод, с който може инфлацията да се провери експериментално. Проучването ще бъде публикувано в списание Physical Review Letters, но вече е на разположение в arXiv.org . В опит да намери някаква характеристика, която може да отдели инфлацията от други теории, екипът започна с идентифициране на определящото свойство на различните теории - еволюцията на размера на първичната Вселена. "Например, по време на инфлацията размерът на Вселената нараства експоненциално”, обяснява Сиеню. „В някои алтернативни теории, размерът на вселената се свива. Някои го правят много бавно, а други го правят много бързо”. "Атрибутите, предлагани досега за измерване, обикновено имат проблеми с разграничаването на различните теории, защото те не са пряко свързани с еволюцията на размера на изначалната вселена", продължава той. "Искахме да намерим наблюдаеми атрибути, които могат да бъдат пряко свързани с това определящо свойство." Сигналите, генерирани от първичния стандартен часовник, могат да послужат на тази цел. Този часовник може да е който и да е вид тежка елементарна частица в първичната Вселена. Такива частици трябва да съществуват във всяка теория и техните позиции трябва да се колебаят с (осцилират) с определена честота, подобно на движението на махалото на часовника. Първичната Вселена не е напълно равномерна. Съществуват малки неравномерности в плътността в миниатюрен мащаб - семената на мащабната структура, наблюдавана в днешната Вселена. Това е основният източник на информация, на която физиците разчитат, за да научат какво се е случило преди Големия взрив. Тиктаканията на стандартния часовник са генерирали сигнали, които са отпечатани в структурата на тези неравности. Стандартните часовници в различните теории на първичната Вселена предсказват различни модели на сигнали, защото различните теории предсказват и различни еволюционни истории на Вселената. Илюстрация на сигналите на часовника за два алтернативни сценария - свиване (горе) и разширение (долу). Във всеки от случаите се нанасят различни маси. Unique Fingerprints of Alternatives to Inflation in the Primordial Power Spectrum, CfA/Zhong-Zhi Xianyu/Xingang Chen/Avi Loeb "Ако си представим, че цялата информация, която сме научили досега за това, което се е случило преди Големият взрив, е в ролка филмови кадри, тогава стандартният часовник ни казва как трябва да се прожектират тези кадри", обяснява Чън. "Без никаква информация от часовника, не знаем дали филмът трябва да се възпроизвежда напред или назад, бързо или бавно, точно както не сме сигурни дали първичната Вселена се е раздувала или свивала и колко бързо го е направила. Ето тук е скрит проблемът. Стандартният часовник поставя печати на всеки един от тези кадри, когато филмът е заснеман преди Големия взрив, и ни казва как да възпроизвеждаме филма”. Екипът изчисли как тези стандартни часовникови сигнали трябва да изглеждат в неинфлационни теории и предложи как да се търсят в астрофизичните наблюдения. "Ако бъде намерен модел на сигнали, представящи свиваща се вселена , това ще фалсифицира цялата инфлационна теория", отбеляза Сиеню. Успехът на тази идея е, че позволява да се тества в експеримент. "Тези сигнали ще бъдат много фини за откриване", подчертава Чън, "и затова може да се наложи да търсим на много различни места. Космическото микровълново фоново излъчване е едно такова място, а разпределението на галактиките е друго. Вече започнахме търсене на тези сигнали и има някои интересни кандидати вече, но имаме нужда от повече данни.” Очаква се много бъдещи проучвания за галактики, като например американският LSST, европейският Euclid и новият одобрен проект на НАСА, SphereX, да предоставят висококачествени данни, които могат да бъдат използвани за постигане на целта.

Ето как слънцето се движи в небето през цялата година

offnews@offnews.bg () — Sun, 17 Feb 2019 09:56:58 +0200

Ако последователно всеки ден в един и същи час, в продължение на цяла година, правите снимка от една и съща позиция небето със Слънцето, ще откриете две важни неща : Слънцето ще се върне в изходната си точка накрая, тъй както Земята се връща в същата отпреди година точка на орбитата си. Формата, която описва Слънцето на небосвода, ще изглежда като осморка като единият цикъл е по-голям от другия - фигура, известна като аналема . Първата точка се обяснява лесно с това, че Земята завършва за една годиНа обиколката си около Слънцето. Но движението на Слънцето в такава особена форма на аналема се дължи на комбинация от няколко причини, които обяснява астрофизикът Итън Сийгъл (Ethan Siegel) във Forbes . Земята е на орбита около Слънцето, като нейната ос на въртене е наклонена. Всички планети в нашата слънчева система имат сезони, определени от или техния наклон на оста на въртене, елиптичността на орбитите им, или комбинация от двете. Wikimedia commons user Tauʻolunga Първият основен принос на видимото движение на Слънцето е фактът, че Земята обикаля около Слънцето, а оста й на въртене е наклонена. Наклонът на оста на Земята от около 23,5° гарантира, че наблюдателите от различни места ще виждат Слънцето да достига по-високи или по-ниски позиции над хоризонта през цялата година. Когато вашето полукълбо е наклонено към Слънцето, максималната позиция на Слънцето ще се издигне по-близо до зенита, а когато вашето полукълбо е на противоположна позиция, максималната позиция на Слънцето ще бъде по-далеч от зенита. Когато нашето полукълбо е наклонено към Слънцето, пътят на нашата звезда през небето изглежда по-дълъг, издига се по-високо и ни дава повече часове дневна светлина от средното. Наклонът на оста е причината за сезоните на Земята и обяснява защо има такава разлика в дължината и характера на един ден на лятното слънцестоене спрямо зимното слънцестоене. Видимият път на Слънцето през небето по време на слънцестоенето е значително по-различен в близост до екватора, на 20 градуса ширина (вляво), в сравнение с далечния от екватора, на 70 градуса ширина (вдясно). От последното място Слънцето никога не се вижда по време на зимното слънцестоене, тъй като наклонът на оста е по-голям от разликата в географската ширината, мерена от полюса. Wikimedia Commons Tauʻolunga Като цяло, навсякъде по Земята, Слънцето изглежда, че се издига в източната част на небето, издига високо над главите ни в екваториална посока, а след това слиза и залязва на Запад. Ако живеете: - южно от 23,5° южна ширина, слънчевото слънцестоене през юни маркира най-късата и най-ниската траектория на Слънцето през небето, а декемврийското слънцестоене е най-дългата и най-високата траектория. - северно от 23,5° северна географска ширина, декемврийското слънцестоене бележи най-късата и най-ниската траектория на Слънцето през небето, а юнското слънцестоенето маркира най-дългата и най-висока траектория. - между двата тропика (между 23,5° S и 23,5° N), Слънцето ще премине директно над главите ни два дена, равноотдалечени от едно слънцестоене. От всяко място ще видите това, ако проследите позицията на Слънцето през цялата година - например чрез стенопеичен фотоапарат . Наблюдаваната траектория, по която Слънцето преминава през небето, може да бъде проследена, от слънцестоене до слънцестоене, като се използва стенопеичен фотоапарат. Най-ниската следа е зимното слънцестоене, а най-високата пътека отговаря на лятното слънцестоене. Regina Valkenborgh / www.reginavalkenborgh.com Но Слънцето не изглежда, че се издига и спуска в небето в симетрична форма. Времената на залеза и изгрева се различават през цялата година. Слънцето достига най-високата си точка по най-различно време с промяната на сезоните и не задължително по обяд всеки ден. Причината за това до голяма степен се дължи на втория основен принос към видимото движение на Слънцето през цялата година - фактът, че орбитата на Земята около Слънцето е елиптична, а не кръгова. Елиптичната орбита не означава просто, че Земята е по-близо или по-далеч от Слънцето в определени точки на орбитата си. Тя също така - по втория закон на Кеплер - означава, че когато Земята е близо до Слънцето (в перихелий), тя има по-висока орбитална скорост, а когато Земята е далеч от Слънцето (в афелий), се движи по-бавно по орбитата си. Илюстрация на Втория закон на Кеплер. Arpad Horvath; Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported Земята прави най-близкия си подход към Слънцето на всеки 3-ти януари, докато е най-далеч в началото на юли. НАСА / JPL Само по себе си това няма да промени много, но сега трябва да добавим друг фактор - Земята не се върти около оста си точно за 24 часа. Вместо това Земята прави пълно завъртане на 360° само за 23 часа и 56 минути, а за едно денонощие 24 часа, защото са нужни още 4 минути, за да се "навакса" разстоянието, което Земята е изминала по своята орбита около Слънцето. Средното денонощие е точно 24 часа и тогава Земята се движи със средната си скорост около Слънцето. Но когато Земята се движи по-бавно (близо до афелия), 24 часа е твърде много, за да може Слънцето да се върне в същото положение, така че Слънцето изглежда се измества по-бавно от средното. По същия начин, когато Земята се движи по-бързо (близо до перихелия), 24 часа не е достатъчно дълго, за да може Слънцето да се върне там, където е започнало, и така се измества по-бързо от средното. Ефектът на елиптичната природа на нашата орбита (ляво) и наклонът на оста (средата) върху позицията на Слънцето в небето се комбинират, за да се създаде аналемната форма (вдясно), която наблюдаваме от планетата Земя. Autodesk Ако трябваше да се справим само с наклона на оста и орбитата ни беше перфектен кръг, траекторията, по която Слънцето преминава в небето, ще бъде наистина перфектна осмица, симетрична както за хоризонталната, така и за вертикалната оси. Ако живеехме на планета, която имаше елиптична орбита, пътят на Слънцето на небето щеше да бъде просто елипса, за чиято ексцентричност щеше да допринесе единствено движението около Слънцето. Това се случва приблизително на Юпитер и Венера, чиито наклони на осите са незначителни. Но тук, на Земята, имаме и елиптична орбита и значителен наклон на оста, така че и двата ефекта имат видимо отражение. По-конкретно, когато ги комбинираме, веднага можем да видим защо нашата аналема изглежда като "8", която е сплескана. Тъй като Земята се върти около оста си и обикаля около Слънцето в елипса, очевидното положение на Слънцето изглежда се променя от ден на ден в тази форма, наречена аналема на Земята. GIUSEPPE DONATIELLO / FLICKR Тук, на Земята перихелият настъпва на 3 януари - само 2 седмици след декемврийското слънцестоене. Тъй като нашата планета се движи с най-голяма скорост близо до декемврийското слънцестоене, това прави „долната” страна на аналемата (гледана от северното полукълбо) много по-голяма от „горната” страна, която съвпада с афелия в началото на юли и юнското слънцестоене. Като цяло може да комбинираме тези ефекти, за да съставим уравнението, което ще покаже къде ще бъде разположено Слънцето във всеки един момент, гледано от всяко място на Земята. Това е уравнението на времето . Уравнението на времето се определя както от формата на орбитата на планетата, така и от нейния аксиален наклон. През месеците, които са най-близки до юнското слънцестоене (когато Земята се приближава до афелия, най-отдалечената от Слънцето позиция), тя се движи най-бавно и затова този участък от аналемата изглежда по-малък, а по времето около декемврийското слънцестоене, когато Земята е близо до перихелия, участъкът от аналемата е удължен. WIKIMEDIA COMMONS USER ROB COOK Най-общо казано само наклонът на оста и елиптичността определят формата на пътя на Слънцето, гледано по едно и също време, всеки ден от Земята. Аналемата на Земята е фиксирана в тази конкретна форма. Но има още два фактора, които играят роля при определянето на точната ориентация на аналемата. Единият е нашето местоположение на Земята - наблюдателите от Северното полукълбо ще видят, че по-малката примка на аналемата е високо в небето, а по-голямата е по-ниско, докато наблюдателите от Южното полукълбо ще видят обратното. Ако снимате Слънцето всеки ден по обяд, аналемата ви ще изглежда идеално вертикално (вляво). Преди обяд (горе вдясно) изглежда, че аналемата е завъртяна обратно часовниковата стрелка, а след обяд изглежда, че е завъртяна по часовниковата стрелка спрямо хоризонта. Тези образи са още едно доказателство за всички, които се съмняват, че Земята е кръгла. The Sydney Morning Herald Другият фактор е по кое време на деня правите снимките. Ако снимате: по обяд, когато Слънцето е най-високо, аналемата ще изглежда напълно вертикална. преди обяд, преди Слънцето да достигне най-високата си точка, аналемата ще изглежда завъртяна обратно на часовниковата стрелка спрямо позицията на обяд. след обяд, след като Слънцето е достигнало своя връх, аналемата ще бъде завъртяна по посока на часовниковата стрелка спрямо позицията на обяд. За това изображение, съставено от 52 комбинирани снимки на Цезар Канту (César Cantú), направени в продължение на една година, може да се каже, че фотографът е снимал Слънцето в късния следобед от Мексико (Северното полукълбо). В течение на 365-дневната година Слънцето сякаш се движи не само нагоре и надолу в небето, както е определено от нашия наклон на оста, но напред и назад, както е определено от нашата елиптична орбита около Слънцето. Когато двата ефекта се комбинират, се получава фигурата на осмица, известна като аналема. Снимките на Слънцето, показани тук, са избрани 52 снимки от наблюденията на César Cantú в Мексико в течение на една календарна година. César Cantú / AstroColors Лесно е да се види, че най-горната точка съответства на лятното слънцестоене, докато най-ниската точка съответства на зимното слънцестоене, но няма специална астрономическа значимост за "пресечната точка" в аналемата, както се вижда от Земята. Случващи се приблизително на 14 април и 30 август, тези дати се определят само от начина, по който нашите сезони, определени от аксиалния наклон, се подравняват с орбитата на нашата планета около Слънцето. Ако нашият перихелий и афелий съвпадаха с равноденствията, а не със слънцестоенията, щяхме да имаме аналема с форма на сълза, а не осмица, както изглежда Слънцето от Марс! Аналема на Марс. APoD - NASA Аналемата е красива, естествена форма, очертана от пътя на Слънцето, а получената цифра 8 е продиктувана от нашата орбита и наклонът на оста. Насладете се на движението на Слънцето през нашето небе, тъй като уникалният му космически пируета се дължи на уникалното движение на нашата планета през пространството. ___ Авторът Итън Сийгъл (Ethan Siegel) е доктор по астрофизика, писател и научен комуникатор, който преподава физика и астрономия в различни колежи. Спечелил е много награди за писане в областта на науката от 2008 г. насам, а неговият блог, Starts With A Bang е получил наградата за най-добър научен блог от Института по физика.

Защо всички планети се въртят в една и съща равнина (видео)

offnews@offnews.bg () — Sun, 10 Feb 2019 00:04:13 +0200

Учените често казват, че всичко може да се случи в безкрайно голямата Вселена. Въпреки това наблюденията, изчисленията и симулациите показват, че в звездните системи планетите винаги се въртят около една звезда винаги в една и съща равнина и в една посока. Астрофизикът Итън Сийгъл обяснява в изданието Мedium защо това се случва. Днес познаваме с невероятна прецизност орбитите на планетите и сме наясно, че в Слънчевата система царува ред - четирите вътрешни планети, астероидният пояс и четирите газови гиганта - всички че те обикалят около Слънцето в една и съща двуизмерна равнина, с точност до най-много 7° разлика. Осемте планети на Слънчевата система се въртят около Слънцето в почти еднакви, непроменени равнини. Това е типично за известните звездни системи. Image credit: Joseph Boyle , quora Всъщност, ако не вземаме предвид Меркурий, най-вътрешната и най-наклонената планета, ще открием, че всичко друго е наистина добре подравнено - отклонението от неизменната равнина на Слънчевата система или средната равнина на орбитите на планетите, е само около два градуса. И дори ако отидем отвъд тези граници, се оказва, че Поясът на Кайпер също е в тази равнина. Images credit: Wikimedia commons author Lookang, based on the work of Todd K. Timberlake and Francisco Esquembre (горе); screenshot from Wikipedia (долу). Всичко това много близо се съгласува с ориентацията на въртене на Слънцето - точно както всички планети се въртят, докато обикалят около Слънцето, самото Слънце също се върти. И както може да се очаква, оста, около която се върти Слънцето, е отново в рамките на приблизително 7 ° отклонение от осите на всички орбити на планетите. Нещо повече, наблюденията показват, че в почти всяка звездна система планетите са подравнени в една равнина. Все пак това състояние на нещата изглежда малко вероятно, освен ако някаква сила не пристиска орбитите на планетите в една равнина. Би могло да се очаква, че орбитите на планетите ще се ориентират случайно, тъй като Слънцето има сферична форма и гравитацията, силата, която държи планетите в постоянни орбити, работи еднакво във всичките три измерения. Фактът, че всичко е подредено по такъв начин в нашата система, изглежда твърде голямо съвпадение. Много по-вероятно е да се предположи образуването на рой от множество парчета материя, отколкото подреден набор от почти съвършени кръгове. Интересно е, че ако отидем много далеч от Слънцето - отвъд планетите и астероидите, отвъд пояса на Кайпер, ще намерите точно такава картина. Image credit: Pearson Education. И така, какво принуди нашите планети да се вместят на един диск? В една равнина на орбити около Слънцето, вместо да се пръснат около него? За да разберем това, нека да се пренесем във времето на образуването на Слънцето от молекулярен облак газ, от материята, от която се раждат нови звезди във Вселената. Голям молекулярен облак, каквито има много в Млечния път и в други галактики от местните групи, често се разпръсва, свива и генерира нови, масивни звезди. Images credit: Yuri Beletsky ( Las Campanas Observatory , Carnegie Institution for Science ). Images credit: J. Alves, M. Lombardi and C. J. Lada, A&A, 462 1 (2007) L17-L21 . Когато молекулярният облак стане достатъчно масивен, гравитационно свързан и достатъчно студен, за да се свие и сгъсти под собствената си гравитация, като мъглявината Тръба (the Pipe Nebula - горе вляво), той образува доста плътни области, в които се появяват нови звездни купове (обозначени с кръгове на изображението, в горния десен ъгъл). Веднага ще забележите, че тази мъглявина, подобно на всяка друга, няма идеална сферична форма, тя е доста необичайно продълговата. Гравитацията не толерира несъвършенства и поради факта, че е инерционна сила, увеличаваща се четири пъти с всяко двойно намаляване на разстоянието до масивен обект и увеличава значително дори малки разлики в първоначалната форма. Image credit: © 2006–2012 by Siegfried Kohlert, via http://astroimages.de/en/gallery/Orion-Mosaik.html . В резултат се формира звездообразуваща мъглявина със силно асиметрична форма - звездите в нея се образуват в районите с най-висока плътност на газа. Но ако погледнем вътре и разгледаме отделните звезди, ще видим, че са почти съвършени сфери - като Слънцето. Image credit: NASA ; K.L. Luhman (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Mass.); and G. Schneider, E. Young, G. Rieke, A. Cotera, H. Chen, M. Rieke, R. Thompson (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, Ariz.); NASA , C.R. O’Dell and S.K. Wong (Rice University) . Но както самата мъглявина става асиметрична, така в нея се образуват отделни звезди от свръхплътни асиметрични сгъстявания. Тези сгъстявания колапсират първо в едно от трите измерения, а веществото, от което сме направени ние, атомите, атомните ядра и електроните, се привлича само към себе си, свива се и взаимодейства, когато се сблъска с друго вещество, а резултатът е продълговат диск материя. Да, гравитацията ще привлече по-голямата част от материята в центъра на диска, в който се образува звезда, но около нея се формира нещо, което учените наричат протопланетен диск. И благодарение на космическия телескоп Хъбъл, успяхме да видим такива дискове директно. Image credit: C.R. O’Dell/Rice University; NASA . Това е първият намек, който показва, че в крайна сметка ще се получи нещо подредено в една равнина. За да преминем към следващата стъпка, ще трябва да се обърнем към симулации, тъй като не можем да наблюдаваме това явление на живо - формирането на младата слънчева система- защто продължава около милион години. Но ето я и историята, която разказват симулациите. Според симулациите асиметричните сгъстявания на материята първо се компресират в едно измерение и след това започват да се въртят именно в тази равнина, в която формират планетите. Image credit: STScl OPO — C Burrows and J. Krist (STScl), K. Stabelfeldt (JPL) and NASA. След като протопланетният диск „се изравни “ в едно измерение, той ще продължи да се свива с навлизането на все повече материя в центъра си. Но докато по-голямата част от материала ще се концентрира в центъра, немалка част от това количество газ и прах ще останат на стабилна орбита някъде на същия този диск. Защо? Има една физическа величина, която трябва да бъде запазена: ъгловият момент, който ни показва колко се върти цялата система - газ, прах, звезда и всичко останало. Начинът, по който работи ъгловият момент и как той се разпределя между всички частици на системата, всъщност показва, че всичко в диска трябва да се движи, грубо казано, в една посока - по посока на часовниковата стрелка или срещу нея. С течение на времето този диск ще достигне стабилни размери и плътност, а след това малките гравитационни нестабилности ще започнат да трансформират тези нестабилности в планети. Разбира се, съществуват малки разлики между частите на диска, както и малки разлики в началните условия. Образуващата се в центъра звезда не е математическа точка, а по-скоро голям обект с диаметър около един милион километра. Когато всички тези части се комбинират заедно, няма да се получи идеална равнина, а нещо приблизително. Image credit: ESA / NASA. Всъщност съвсем скоро намерихме първата планетарна система извън Слънчевата система, в която успяхме да наблюдаваме процеса на образуване на млади планети в една равнина. Младата звезда HL Taurus, разположена на около 450 светлинни години от Земята, е заобиколена от протопланетен диск. Възрастта на самата звезда се оценява на около един милион години. Благодарение на ALMA, масив с дълга база, който улавя светлина с доста дълги (милиметрови) дължини на вълните, или повече от хиляда пъти по-дълги от това, което виждат очите ни, получихме следното изображение. Протопланетният диск около младата звезда HL Taurus. Пролуките в диска показват местата на нови планети. Image credit: ALMA ( ESO / NAOJ / NRAO ), NSF . Очевидно е, че това е диск, в който всичко е в една и съща равнина, но съдържа тъмни "бразди". Всяка от тези пролуки съответства на млада планета, която е привлякла цялата материя в околността си. Все още не е известно кои от тях ще се слеят, кои ще бъдат изхвърлени от диска и кои ще се придвижват навътре в него и ще бъдат погълнати от звездата-майка, но така или иначе имахме възможност да наблюдаваме важен момент в развитието на млада звездна система. Но защо планетите са в една и съща равнина? Защото се образуват от асиметричен газов облак, който първо колапсира по най-късото си направление, веществото „изравнява“ и „се слепва“ със себе си, след което се свива към центъра. Но вместо да се концентрира в него, то започва да се върти около него. В резултат на това планетите се образуват от неравностите в този млад диск , които продължават да се въртят в една и съща равнина с разлика от няколко градуса. Това е един от случаите, когато наблюденията и симулациите, основани на теоретични изчисления, са изненадващо съвместими. Така че, без значение къде се намирате във Вселената, всички планети около звездите винаги ще се въртят в една и съща равнина.

Това не е Звездата на смъртта, а газовата опашка на галактика D100

offnews@offnews.bg () — Thu, 07 Feb 2019 12:29:52 +0200

Ако видите снимката по-горе, може да ви напомни за Звездата на смъртта от Междузвездни войни, която със смъртоносен лазерен лъч унищожава планетата на бунтовниците. Но нищо не е по-малко вярно - червеният лъч на снимката има много повече енергия и следователно е потенциално още по-смъртоносен от лазерния лъч на Звездата на смъртта. Той представлява "джет" или реактивен поток от горещ водороден газ, излъчван от свръхмасивната черна дупка в центъра на спиралната галактика D100. Тази система е част от клъстера Кома, който включва хиляди галактики. Червеният поток е дълъг около 200 000 светлинни години, което е два пъти по-дълго от нашия Млечен път! Масата на струята е около 400 000 пъти по-голяма от масата на Слънцето, а в нея се формират звезди. Можете да си представите колко мощна е активната централна свръхмасивна черна дупка! Галактиката D99, видима до долната лява част на D100, изглежда червена, защото свети главно от светлината на старите червени звезди - младите сини звезди вече не могат да се образуват, защото D99 е лишена от образуващия звезди газ. Представената картина, трябва да признаем, е дигитално подобрен композит от изображения от космическия телескоп на орбита около Земята "Хъбъл" (Hubble) и наземния телескоп на Хавайските острови Субару (Subaru). Тук е оригиналния запис на Хъбъл. Източник: APOD .

Първата снимка на черна дупка е почти готова. Ето как може да изглежда (видео)

offnews@offnews.bg () — Mon, 28 Jan 2019 11:04:16 +0200

Вече 2019-та, а през нея ни бе обещано от телескопа Event Horizon Telescope важно събитие в астрономията - първата снимка от телескоп на хоризонта на събитията на черна дупка. Всъщност, въпреки цялата им популярност, никога не сме виждали черна дупка и причината е елементарна - черните дупки са буквално невидими. Тяхната гравитация е толкова огромна, че след определена точка нищо не може да избягва, дори електромагнитните лъчи - рентгенови, инфрачервени, видима светлина и радио вълни - което да позволят да открием обекта директно. Тази точка на невъзвратимост се нарича хоризонт на събитията и е ключът към реалното визуализиране на черната дупка. Макар да не можем да видим самата черна дупка, има шанс нейният хоризонт на събитията да бъде сниман и сега астрономите са доста близо до този резултат благодарение на Event Horizon Telescope (EHT), който трябва да бъде публикуван всеки момент. Но много преди EHT астрофизикът Жан-Пиер Люмине (Jean-Pierre Luminet), още през 1978 г. публикува нещо, което може да се смята за първото изображение на хоризонта на събитията на черна дупка. Разбира се, това не е истинска снимка. Люмине е математик, който извършва първата компютърна симулация, която показва как може да изглежда за наблюдател една черна дупка, използвайки компютър с перфокарти от 1960 г., IBM 7040. "По онова време това бе много екзотична тема и повечето астрономи не вярваха в нейното съществуване", заяви Люмине пред ScienceAlert . "Исках да проуча странната физика на черните дупки и да предложа конкретни механизми, които биха могли да помогнат да се получат косвени следи за самото им съществуване. Също така, ако използвам каламбура с моето име "Luminet" (лат. "осветен") много ми хареса идеята за това как абсолютно несветеща звезда може да предизвика наблюдаеми явления". Люмине, подобно на жив принтер, старателно нанася данните, които извежда компютърът, ръчно с писалка и мастило върху хартия - негатив. Размитото изображение горе показва какво може да изглежда плосък диск от материал, попадащ в черна дупка, ако сме достатъчно близо, за да го видим. Той не изглежда плосък, защото огромната гравитация на черната дупка огъва светлината около него. "Всъщност гравитационното поле огъва светлинните лъчи близо до черната дупка толкова много, че се "вижда" задната част на диска", обяснява Люмине в статия, публикувана на arXiv . "Огъването на светлинните лъчи генерира и вторично изображение, което ни позволява да видим от другата страна на акреционния диск, от противоположната страна на черната дупка от наблюдателя". Люмине е първият, но не и единственият, запленен от мистерията на това как може да изглежда черна дупка. Много други се опитват да визуализират тези обекти и дори във филм. Черната дупка Гаргантюа. (Paramount Pictures) Филмът от 2014 г. на Кристофър Нолан Interstellar бе похвален заради предполагаемото „научно точно” изобразяване на черна дупка, основано предимно на работата, извършена от Люмине десетилетия по-рано, и консултирано с теоретичния физик Кип Торн ( Kip Thorne ) от Калифорнийския технологичен институт. В крайна сметка филмът избра по-опростена версия, за да бъде по-малко объркваща и да изглежда доста добре на екрана. Бе впечатляващо със сигурност, но според Люмине и Торн, една черна дупка не изглежда точно така. Първичните и вторичните образи, създадени от гравитационното поле, присъстват и са верни. Но за разлика от изображението на Люмине, яркостта на диска е еднаква. Симулация на черна дупка от статията на Торн и екипа му за CG техники, използвани за разработването на Гаргантюа. (James et al./Classical and Quantum Gravity) "Именно тази силна асиметрия на явната светлина", пише Люмине , "е основният подпис на черната дупка, единственият небесен обект, способен да придаде на вътрешните области на акреционния диск скорост на въртене близо до скоростта на светлината и да предизвика много силен ефект на Доплер". И Люмине има статия за науката във филма, а самият Торн написа книга по темата. Вероятно забелязвате, че всички тези версии на черна дупка изглеждат много по-различно от черните дупки, представени на откритието на гравинационните вълни на LIGO през 2016 година . Те се основават на работата на астрофизика Ален Риазуело (Alain Riazuelo) от френския Национален център за научни изследвания и Международния астрономически съюз, които първи симулираха такава черна дупка през 2016 година. Причината, поради която тези черни дупки изглеждат различно, е защото се показва черна дупка в латентно състояние без акреационен диск. Оголена от прах и газ гравитацията на черната дупка изкривява пространството зад себе си. Ако сме достатъчно близо ще видим такава черна дупка като тази на видеото, щеше да е в движение, улавяйки с гравитацията си обекти в орбита. В случая на две черни дупки, както се вижда във видеото на LIGO, всяка черна дупка има малко сърповидно вторично исображение от другата дупка, което се появява зад него. EHT се фокусира върху Стрелец А*, свръхмасивната черна дупка в центъра на нашата галактика, Млечния път. Не се знае какво ще видим - възможно е данните да върнат само няколко размазани пиксела. Ако се случи така, ще се присъединят повече телескопи към колаборацията, а учените ще опитат отново. Като се има предвид, че от наблюденията се знае, че тази черна дупка има акреционен диск, може да се очаква нещо, много приличащо на работата на Люмине. Освен това проектът EHT ще ни помогне да разберем повече за поляризацията на радиацията, структурата на магнитното поле и релативистските струи на черната дупка. Вече има някои наблюдения, публикувани в The Astrophysical Journal , за структурата на пространството около хоризонта на събитията на Стрелец А*. Тя може да е оформена като гигантска поничка около черната дупка, казват астрофизиците. "Започнахме да разбираме как може да изглежда структурата на хоризонта на събитията, а не просто да извличаме общи изводи от визуализациите, които използвахме", обяснява астрономът Ру-Сен Лу (Ru-Sen Lu) от Института за радио астрономия "Макс Планк". "Много е окуражаващо да се види, че пръстеновидната структура се съгласува много добре с данните, въпреки че не можем да изключим други модели, например композиция от светли петна". Диаграма на наблюденията на черната дупка, направени през 2013 г. (Eduardo Ros / Thomas Krichbaum / MPIfR) Но так или иначе най-вълнуващата част от работата на EHT според Люмине ще е снимката на акреционния диск. И го чакаме с нетърпение.

Анимации показват колко непоносимо „бавна” може да бъде светлината и колко е голяма е Вселената

offnews@offnews.bg () — Sun, 20 Jan 2019 00:00:20 +0200

Серия от нови анимации на учен от НАСА показват колко пъргава, а също и колко "ужасно мудна" може да бъде скоростта на светлината. Скоростта на светлината е максималната, с която може да се движи един материален обект. В съвършено празен вакуум една частица светлина, която се нарича фотон, може да лети със скорост 299 792 километра в секунда или около 1.097 милиарда километра в час. Това е невероятно бързо. Въпреки това скоростта на светлината може да бъде разочароващо бавна, ако се опитвате да комуникирате с други планети или да достигнете до тях, да не говорим за планетите извън нашата Слънчева система . За да демонстрира ограничението на скоростта на светлината в космоса по начин, който всеки би могъл да разбере, Джеймс О'Донохю (James O'Donoghue), планетарен учен в Центъра за космически полети на НАСА, решава да направи няколко анимации. О'Донохю разказва пред Business Insider , че едва наскоро се е научил да създава анимации - първата му е за прессъобщението на НАСА за изчезващите пръстени на Сатурн . След това ученият се насочва към анимации на други трудни за възприемане космически концепции, включително видеоклип, илюстриращ скоростите на въртене и размерите на планетите. Той споделя, че "събира милиони гледания" като ги публикува в Twitter . Последната работа на О'Донохю разглежда три различни сценария за скоростта на светлината, за да покаже колко бързи или колко досадно бавни могат да бъдат фотоните. Колко бързо се движи светлината спрямо Земята Една от първите анимации на О'Донохю показва колко бързо се движи светлината спрямо Земята. Земният екватор има дължина около 40 075 км. Ако нашата планета нямаше атмосфера (въздухът пречупва и забавя малко светлината), фотон би я обикалял по екватора почти 7,5 пъти всяка секунда. В това изображение скоростта на светлината изглежда доста бърза, макар видеото да показва, че е ограничена. Колко бързо се движи светлината между Земята и Луната Втората анимация на О'Донохю включва и Луната. Средно разстоянието между нашата планета и естествения ѝ спътник е 384 400 км. Това означава, че лунната светлина, която виждаме, е тръгнала преди 1.255 секунди от естествения ни спътник, а ако изпратим светлинен сигнал от Земята, който да се отрази от Луната и да се върне обратно ще са нужни около 2.51 секунди. Това време обаче нараства с всеки изминал ден, тъй като Луната се отдалечава от Земята със скорост от около 3,8 сантиметра на година. Колко бързо се движи светлина между Земята и Марс Третата анимация за скоростта на светлината на О'Донохю илюстрира предизвикателството, с което ежедневно се справят много планетни учени. Когато НАСА се опитва да разговаря или да изтегля данни от космически кораб като сондата InSight на Марс , тя може да направи това не по-бързо от скоростта на светлината. Това е твърде бавно, за да се управлява космически кораб в режим "на живо", както става например с кола с дистанционно управление. Така че командите трябва да бъдат внимателно обмислени предварително и насочени към точното място в пространството в точното време, така че да не пропуснат целта си. Най-бързият разговор между Земята и Марс може да се случи, когато планетите са в най-близката точка една до друга, събитие, наречено най-близък подход, което се случва веднъж на всеки две години. Средно разстоянието между тях е най-добрия случай е около 54,6 милиона километра. Тъй като на 60-секундният клип на О'Донохю в YouTube показва, че за светлината са нужни 3 минути 2 секунди, за да измине разстоянието между Земята и Марс при най-близкия им подход. Това са шест минути и четири секунди за двупосочно пътуване на светлината. Но средно Марс е на около 254 милиона километра от Земята - така средно времето, необходимо за отиване и връщане на комуникационния сигнал е около 28 минути и 12 секунди. Колкото по-далеч отиваме, толкова скоростта на светлината става по-потискаща Препятствието на ограничената скорост на светлината става още по-голямо предизвикателство за космически апарати като New Horizons, който наскоро подмина обекта от Пояса на Кайпер Ултима Туле на 6.5 милиарда км от Земята и космическите апарати Voyager 1 и 2, всеки от които вече е достигнал междузвездното пространство. Ситуацията става наистина непоносима, когато започнем да изследваме космоса извън Слънчевата система. Най-близката ни позната екзопланета, наречена Proxima b , е на около 4.2 светлинни години от нас (разстояние от около 39.7 трилиона километра). Сондата "Паркър" на НАСА се движи със скорост над 343 хиляди километра в час и по този начин стана най-бързият от всички космически кораби , някога стартирали в космоса. С тази скорост ще са необходими 13 211 години, за да достигне Proxima b. Проектът Breakthrough Starshot на руски и американски милиардери предлага начин за справяне с този проблем на скоростта. Планът е да се изградят "нано космически кораби" - малки роботизирани космически сонди, които използват светлинен импулс, който да ускори апарата до 20% от скоростта на светлината. Ако всичко е наред, корабът може да достигне Алфа Кентавър около 20 години след старта и да изпрати обратно снимки на всички планети, открити в системата. И все пак цялата концепция все още е теоретична, която може и да не сработи или скоростта да е много по-малка (вж " Двойка по физика на Милнер и Хокинг "). Космосът е невъобразимо огромно. Въпреки че Вселената е на около 13.77 милиарда години, нейният край е на около 45.34 милиарда светлинни години от всяка посока и се увеличава заради разширяването й. Това е твърде много, за да илюстрира в проста анимация, но музикантът Пабло Карлос Будаси (Pablo Carlos Budassi) създаде изображение, което дава приблизителна представа, комбинирайки логаритмични карти на Вселената от Принстън и НАСА Първият вариант показва наблюдаваната Вселена на един диск: Това е представа за видимата Вселена, в която разстоянията са показани логаритмично. В средата ще намерите Слънчевата система, после пояса на Кайпер, облака на Оорт, Алфа Центавър, спиралата на Персей - ръкав на нашата галактика, Млечния път, галактиката Андромеда, близки галактики, купове от галактики, космическия микровълнов фон (червения ръб) и накрая на самия Голям взрив. Pablo Carlos Budassi Логаритмите ни помагат да разберем огромните числа и в този случай огромните разстояния. Например, когато намалим мащаба от 1 сантиметър до 1 дециметър, след това 1 дециметър до 1 метър, сме сменили мащабите с два порядъка или 10 2 . Вместо да показва всички части на Вселената по линейна скала, Будаси прави всеки пръстен от кръга с няколко порядъка по-голям от този преди него. Ето защо цялата наблюдавана Вселена може да се вмести в кръг. Една по-нова и също толкова впечатляваща илюстрация на Будаси показваща мащаба на Вселената във вертикално изображение. Тя логаритмично намалява от безкрайно малката „квантова пяна“ на тъканта на пространството (с мащаб от 10 -32 метра) чак до краищата на наблюдаваната вселена (която е около 10 58 пъти по-голяма). Космолозите смятат, че границата на наблюдаваната Вселена е 45,34 милиарда години във всяка посока или, ако предпочитате сфера с ширина около 90,72 милиарда светлинни години. Истинският размер на Вселената, която е отвъд това, което можем да наблюдаваме, може да бъде безкраен. Вертикална логаритмична скала на Вселената. Pablo Carlos Budassi / Уикипедия (CC BY-SA 4.0)

ЦЕРН планира 10 пъти по-голям адронен ускорител в търсене на нова физика (видео)

offnews@offnews.bg () — Wed, 16 Jan 2019 09:50:38 +0200

ЦЕРН публикува идеите си за наследник на Големия адронен колайдер, който ще струва 22.5 млрд. евро. Работното му име е "Бъдещ цикличен колайдер" (Future Circular Collider - FCC), съобщава BBC News . Изследователският център за физика на елементарните частици в Женева предлага ускорител, който е почти четири пъти по-дълъг и десет пъти по-мощен. Целта на FCC е да търси нови субатомни частици до 2050 година като се достигнат енергии на сблъсък от 100 TeV в търсене на нова физика. Критиците казват, че парите биха могли да бъдат по-добре изразходвани в други области на научните изследвания, като например борбата с изменението на климата. Генералният директор на ЦЕРН, проф. Фабиола Джаноти (Fabiola Gianotti), описа предложението като "забележително постижение". "FCC има огромен потенциал да подобри познанията ни по фундаментална физика и да усъвършенства много технологии с широко въздействие върху обществото", коментира Джаноти. Концепция на художник как ще изглежда FCC. Източник: CERN Плановете на ЦЕРН са представени в доклад за идеен проект . Те ще бъдат разгледани от международна група физици, заедно с други материали като се изготви нова европейска стратегия за физиката на елементарните частици , която ще бъде публикувана през 2020 г. "Тази програма е много амбициозна, много вълнуваща и ще бъде мой план", заяви проф. Джон Батъруърт (Jon Butterworth) от Университетския колеж, Лондон, който е сред тези, които изготвят стратегията. Инженерите на ЦЕРН вече изграждат и тестват прототипни компоненти, способни да работят с по-високите енергии на FCC. Източник: CERN Предложението включва изкопаване на нов тунел под ЦЕРН и след това инсталиране на пръстен, (FCC-ee), с максимална енергия до 180 GeV на лъча (раждане на двойка топ (върховен) антитоп кварк). Той е предназначен за работа в ниско енергийна област (45-180 GeV), но с огромна светимост и ще сблъсква електрони с положително заредените им аналози, позитроните. Вторият етап ще включва инсталирането на по-голям пръстен за сблъсък на адрони с електрони, т. нар. протонен колайдер (FCC-hh) с енергия от 100 TeV, където се падат 50 TeV на всеки сноп. Етапи 1 и 2 ще поставят основата за последната стъпка за сблъсък между адрони с почти десет пъти по-висока енергия от тази на колкото в Големия адронен колайдер - електронно-йонен колайдер (FCC-eh). Новите открития Физиците се надяват, че такива сблъсъци при такива безпрецедентно високи енергии ще разкрият нова група частици, които изпълват голяма част от Вселената, т. нар. тъмна материя. (вж "Колко е тъмна тъмната материя") Текущата теория на субатомната физика, наречена Стандартен модел, е един от големите триумфи на 20-ти век. Тя адекватно обяснява поведението на материята и силите чрез взаимодействието на 17 частици. Последната от тях, хигс бозонът, бе открита от Големия адронен ускорител през 2012 г. (вж " Стандартният модел на елементарните частици " и " Елементарните частици ") Но наблюденията на астрономите показаха, че Вселената има повече от това, което може да се обясни със Стандартния модел. Галактиките се въртят по-бързо, отколкото би трябвало и разширяването на Вселената се ускорява, вместо да се забавя. Освен това Стандартният модел не обяснява гравитацията. Така че трябва да има по-дълбок процес, включващ все още неоткрити частици. Разкриването им би осигурило на физиците една много търсена Теория за всичко, която да свърже всички сили на природата и да обедини двата стълба, върху които се крепи съвременната физика - Общата теория на относителността и квантовата механика. (вж " Бозоните и фундаменталните взаимодействия ") Когато физиците предложиха изграждането на Големия адронен колайдер, те знаеха, че ако Стандартният модел е верен, ще открият хигс бозона. Те се надяваха, че може да открият и частици отвъд Стандартния модел. Засега обаче Големият адронен колайдер не успя да направи това. Високата светимост и производителност на FCC ще увеличат вероятността за регистриране на раждането на тежките Z и W бозони, отговорни за слабите взаимодействия, хипотетични частици от фотино, скварки, предсказани от теориите за суперсиметрията. (вж " Как доказването на Суперсиметрията може да промени разбирането ни за Вселената ") Новата физика не е само достигане на все по-високи и по-високи енергии в търсене на нови частици, а също така изучаване на много редки разпади, нарушаващи симетрията на частици и античастици. Това изисква колайдери с прецизна граница (precision frontier), които произвеждат голям брой такива редки събития, т.е. притежаващи висока светимост. Проблемът в предложението на ЦЕРН за по-голям голям адронен колайдер е, че никой не знае какви енергии ще са необходими, за да разбият големите адрони, за да се открият енигматичните, суперчастици. В ЦЕРН се разработват нови, по-мощни магнити, способни да огъват по-мощния лъч на FCC. Източник: CERN Може би заради медийния ажиотаж националните правителства и данъкоплатците очакваха Големият адронен колайдер да е открил частици отвъд Стандартния модел . Така че новото предложение за по-голям ускорител рискува да създаде впечатлението, че желанието на физическата общност за все по-големи и по-скъпи ускорители за решаване на тайните на Вселената е потенциално безгранично като самата Вселена. Разходи и ползи Нарастващите разходи за провеждане на основни изследвания в областта на физиката на елементарните частици означава, че е време да се извърши анализ на разходите и ползите, особено когато не е ясно дали съоръжението за 22.5 милиарда евро ще открие нови частици, коментира професор сър Дейвид Кинг, бивш главен научен съветник на Великобритания, който консултира правителството на Обединеното кралство и Европейската комисия за големи искания за финансиране. "Трябва да сложим границата някъде, в противен случай ще стигнем до такъв голям колайдер, който да опасва екватора. И ако не свършим дотам, може би ще има искане за такъв, който отива до Луната и обратно". "Винаги ще има по-дълбока физика, която да изисква с по-големи и по-големи коллайдери. Въпросът ми е до каква степен знанието, че вече сме се разширили, ще бъде от полза за човечеството?" Симулация на сблъсъци с висока енергия, които ще се случат в FCC. Източник: CERN Проф Кинг смята, че правителствата трябва да помислят дали парите могат да бъдат по-добре изразходвани за изследвания за други, по-неотложни приоритети. "Ще кажа, че в момента новият висок приоритет за хората е свързан с изменението на климата." За какво са ни бозони? Д-р Фредерик Бордри (Frédérick Bordry) от ЦЕРН заяви, че не смята 22.5 млрд. евро за много висока цена за най-модерния проект, чиято стойност ще бъде разпределена между няколко международни партньори в продължение на 20 години. Той добави, че разходите за ЦЕРН са довели до много технологични постижения като например World Wide Web и че реалните ползи все още предстои да бъдат реализирани. "Когато ме попитат за ползите от хигс бозона, казвам "бозоника" и когато ме питат какво е бозоника, казвам "не знам". "Но ако си представим откритието на електрона от Томсън през 1897 г., той също не знаеше какво е електроника. Но сега не можем да си представим света без електроника".

Физик твърди, че най-лудата идея за пътуване с хиперпространството може и да стане

offnews@offnews.bg () — Thu, 10 Jan 2019 08:13:42 +0200

Един от най-честите сценарии в научната фантастика използва черна дупка като портал към друго измерение, време или вселена. Тази фантазия може да е по-близо до реалността, твърди Гаурав Хана (Gaurav Khanna), професор по физика от Университета на Масачузетс Дартмут в статия на The Conversation . Черните дупки са може би най-загадъчните обекти във Вселената. Те са следствие от неограничен гравитационен колапс на умираща звезда, водещ до образуването на истинска сингулярност - което се случва, когато цялата звезда се свие до една точка, превръщайки се в обект с безкрайна плътност. Тази плътна и гореща сингулярност пробива дупка в самата тъкан на пространство-времето, която може да открие възможност за пътуване с хиперпространството. Това е по-прекият път през времето, който позволява пътуване през дистанции с космически мащаб за къс период от време. Досега учените смятаха, че всеки космически кораб, който се опитва да използва черна дупка като портал от този тип, ще се сблъска с природата в най-лошия ѝ вид. Горещата и плътна сингулярност ще подложи космическия кораб последователно от все по-силно приливно разтягане и смачкване, преди да бъде напълно изпарен. Полет през черна дупка Екипът на автора Гаурав Хана от Университета в Масачузетс Дартмут показа, че черните дупки не са еднакви. Ако черната дупка като Стрелец А*, разположена в центъра на нашата собствена галактика, е голяма и се върти, тогава перспективата за космическия кораб се променя драстично. Това е така, защото сингулярността, с която един космически кораб ще трябва да се бори, е много нежен и може да позволи много спокойно преминаване. Причината, това да е възможно е, че съответната сингулярност вътре в въртящата се черна дупка е технически "слаба" и затова не поврежда обектите, които взаимодействат с нея. В началото този факт може да изглежда интуитивен, но може да се възприеме като аналогичен на бързото преминаване с пръст през пламък с около 2 000 градуса, без да се изгорим. Задръжте пръста си близо до пламъка и той ще изгори. Прекарайте го бързо през пламъка и няма да се почувствате почти нищо. По същия начин, преминавайки през голяма въртяща се черна дупка, е по-вероятно да излезете от другата страна невредими. Кредит: www.interactives.co.uk Гаурав Хана и неговият колега Лиор Бурко (Lior Burko) проучват физиката на черните дупки повече от две десетилетия. През 2016 г. Каролайн Малари (Caroline Mallary), докторант на Хана, вдъхновена от филма на Кристофър Нолан Interstellar , се опита да провери дали Купър (героят на Матю Макконъхи) може да преживее падането си в Гаргантюа - измислена супермасивна, бързо въртяща се черна дупка с маса около 100 милиона пъти повече масата на нашето слънце. Interstellar се основава на книга, написана от астрофизика, носител на Нобелова награда, Кип Торн, а физическите свойства на Гаргантюа са в центъра на сюжета на този холивудски филм. Въз основа на работата, извършена от физика Амос Ори две десетилетия по-рано, и въоръжена със силните си изчислителни умения, Малари изгради компютърен модел, който да обхване повечето от съществените физически ефекти върху космически кораб, или всеки голям обект, попадащ в голяма, въртяща се черна дупка като Стрелец A*. Измислената планета на Милър, която обикаля около черната дупка Гаргантюа, във филма Interstellar. Кредит: interstellarfilm.wikia.com Дори няма да "друса"? Това, което тя откри, е че при всички условия обект, попадащ във въртяща се черна дупка, няма да изпита безкрайно големи ефекти при преминаването през т. н. вътрешен хоризонт на сингулярността на дупката. Това е сингулярността, в която обект, влизащ във въртящата се черна дупка, не може да маневрира или да избяга. Не само, че при подходящи обстоятелства тези ефекти могат да бъдат пренебрежимо малки, което позволява достатъчно удобно преминаване през сингулярността. Но всъщност дори няма да има никакви забележими ефекти върху падащия обект. Това увеличава възможността за използване на големи, въртящи се черни дупки като портали за пътуване с хиперпространство. Малари също така открива характеристика, която не е била напълно оценена преди това - фактът, че ефектите на сингулярността в контекста на въртяща се черна дупка ще доведат до бързо нарастващи цикли на опън и натиск върху космическия кораб. Но за много големи черни дупки като Гаргантюа силата на този ефект ще бъде много малка. Така че космическият кораб и всички хора на борда няма да го усетят. Физическото натоварване на космически кораб, когато навлезе в черна дупка - нараства драматично, но не нараства безкрайно. Следователно един космически кораб може да оцелее. (Khanna / UMassD) От решаващо значение е, че тези ефекти не се увеличават безкрайно. Всъщност ефектите са ограничени, въпреки че напреженията в космическия кораб са склонни да растат неограничено, докато се приближава до черната дупка. Има няколко важни опростяващи предположения и предизвиващи възражения в контекста на модела на Малари. Основното предположение е, че разглежданата черна дупка е напълно изолирана и следователно не е обект на постоянни смущения от източник като друга звезда в близост или дори попадащо в дупката излъчване. Докато това предположение позволява важни опростявания, заслужава да се отбележи, че повечето черни дупки са обградени от космически материал - прах, газ, радиация. Ето защо естественото продължение на работата на Малари би било да се извърши подобно изследване в контекста на по-реалистична астрофизична черна дупка. Подходът на Малари при използването на компютърна симулация за изследване на ефектите от черна дупка върху обект е много често срещан в областта на физиката на черните дупки. Излишно е да казваме, че все още нямаме възможност за извършване на реални експерименти в или близо до черни дупки, така че учените прибягват до теория и симулации, за да научат нещо, като правят прогнози и нови открития. ______________________ Автор: Гаурав Хана ( Gaurav Khanna ), професор по физика, University of Massachusetts Dartmouth . Тази статия се преиздава от The Conversation под лиценз Creative Commons. Прочетете оригиналната статия .

Нашата Вселена има двойник от антиматерия, където времето тече в обратна посока

offnews@offnews.bg () — Tue, 08 Jan 2019 13:06:33 +0200

Нашата Вселена може да е само „огледален образ“ на паралелен свят, създаден от антиматерия и носещ се в обратна посока от Големия взрив по времевата скала. Революционната теория, предложена от канадските учени от Института за теоретична физика Периметър, звучи като сюжет на научно-фантастичен роман, но помага да се решат няколко парадокса, които нямат обяснение в съвременната наука. Според новия модел, по време на Големия взрив, се образуват две "симетрични" вселени. В едната, където живеем, времето тече по обичайния начин, а в другата, огледално, се отдалечава със същата скорост в миналото. Канадските физици все пак трябва да усъвършенстват много детайли от новата теория, но като цяло работата им не предизвиква очевидни противоречия - и е публикувана във Physical Review Letters , орган на Американското физическо общество. Огледалната вселена Според приетата днес теория цялата ни Вселена - пространство, време и маса/енергия - се появява в резултат на Големия взрив и оттогава, почти 14 милиарда години, тя се разширява и охлажда. Атомните частици постепенно се формират от елементарните частици, а от тях - цялата позната материя, включително звездите и ние самите. Идеите за еволюцията на Вселената и нейните свойства се основанат на Общата теория на относителността на Айнщайн и Стандартния модел. Но нито едното, нито другото не могат да обяснят защо, например, във видимата част на Вселената има толкова много материя и толкова малко антиматерия. Изглежда, че това нарушава фундаментална симетрия, наречена СРТ симетрия, според която физичните процеси не се променят, когато времето, пространството и материята (антиматерията) се обърнат, тоест на теория материята и антиматерия трябва да са в равни количества. Илюстрация на CPT- симетрията. Наличието на CPT-симетрия определя, че ако се направи огледално отражение на нашата Вселена (съответстващо на инверсия на Р-четността), всичката й материя се замени с антиматерия (което съответства на инверсия на заряда- C-четност) и тя бъде обърната във времето, ще се държи точно като нашата Вселена и във всеки момент двете вселени ще са абсолютно идентични. Автор: bgchaos.com Илюстрация: quantum diaries За да се разреши този парадокс, известен като барионна асиметрия на Вселената, са предложени няколко хипотези, включително за сметка на тъмната материя и черните дупки. Объяснението, предложено от канадските изследователи, е много по-просто и позволява да се обяснят всички наблюдавани явления, без да нарушава съществуващите теории. Новият модел предполага, че Големият взрив е точката на симетрия, от която на всички страни Вселената и Антивселената са се разпръснали във времето. Точно както с раждането на един електрон във вакуума се ражда и неговата античастица - позитрон. След като разгледаха всички възможни двойки, физиците заключиха, че Антивселената трябва да бъде много подобна на нашата. Но тя няма да е нейно точно копие според квантовия принцип на неопределеност. Това позволява на физиците да избегнат сложните философски въпроси - например за свободната воля. Всъщност, в противен случай, това, което се случва в паралелната Вселена, трябваше да се отразява в нашата - или обратното. Екипът все още не е показал дали този модел може да възпроизведе определени наблюдения, които инфлационният сценарий обяснява - като еднородността на космоса в големи мащаби. Въпреки това, новият модел дава естествено обяснение за тъмната материя, а една CPT -симетричнавселена ще произведе голям брой много масивни стерилни неутрино. Такива свръхмасивни неутрино също могат да бъдат източник на напоследък наблюдавани високоенергийни космически импулси, се казва в синопсиса на статията във Physics .

Колко фотони от Големия взрив има в един кубичен сантиметър?

offnews@offnews.bg () — Mon, 12 Nov 2018 00:00:20 +0200

През 1964 г. Арно Пензиас (Arno Penzias) и Робърт Удроу Уилсън (Robert Woodrow Wilson) случайно откриват космическото микровълново фоново излъчване (наричано и реликтово лъчение), остатъкът от горещия Голям взрив, с радио антена в Холмдел (САЩ). Това излъчване се състои от фотони и дава моментна снимка на Вселената, когато според стандартната космология температурата спада достатъчно, за да позволи електрони и протони да образуват водородни атоми и хелиеви ядра (този процес се нарича рекомбинация), което прави Вселената почти прозрачна за радиацията, защото светлината вече не се разсейва от свободните електрони. Това се случва около 380 000 години след Големия взрив, самият Голям взрив възниква преди 13,8 милиарда години и оттогава същите фотони достигат Земята, прелитайки безпрепятствено през Вселената. Поради разширяването на Вселената фотоните са се охладили значително. По времето на последното разсейване от периода на рекомбинация тяхната температура е била 3000 K, сега са изстинали 1100 пъти до 2.72548 ± 0.00057 К, т.е. малко над абсолютната нула. Интересен въпрос, с който може да блеснете сред приятели е: каква е плътността на излъчването в момента, колко фотони от този Голям взрив все още има средно? Този отговор се знае точно: 411 фотона на см³ или енергийна плътност от 0.25 eV / cm³, което е 4.005 × 10 ^ 14 J / m³. А тъй като се движат със скоростта на светлината, това означава, че приблизително 10 трилиона фотона на секунда се сблъскват с всеки квадратен сантиметър. Когато имаше аналогова телевизия, която вече е напълно изчезнала в дигиталната ера, понякога, когато нямаше предаване, можеше да се види „шум” („снежинки”) на телевизионния екран. В този шум имаше и фотони от Големия взрив, около 1% от този шум се образуваше от фотоните на CMB, както се нарича английското съкращение на космическото излъчване. Всъщност този досаден "шум" доведе до първото откриване на космическия микровълнов фон през 1965 г., когато Пензиас и Уилсън се опитват всячески да го изчистят от радиометъра Dicke за Bell Telephone Laboratories. И след като неуспяват, те най-накрая разбират, че сигналът не е "шум", а фотоните от Големия взрив. Пензиас и Уилсън споделят Нобеловата награда за физика за това откритие през 1978 г., а оттогава CMB се изследва като начин да научим повече за началото на Вселената. А някога можеше да видим по телевизията сигнал от Големия взрив. Сега това вече не е възможно. Прогресът има своите недостатъци. Източници: Cosmic microwave background , Wikipedia Ask Ethan: When Do Black Holes Become Unstable? , Starts with a Bang The Switch to Digital Switches off Big Bang TV Signal , Universe Today.

Хъбъл нарисува снимка на еволюцията на Вселената

offnews@offnews.bg () — Fri, 17 Aug 2018 13:31:19 +0300

Използвайки утравиолетова светлина от космическия телескоп "Хъбъл", астрономи от НАСА са успели да уловят една от най-големите панорамни гледки на огненото раждане на звезда в далечната вселена. Снимката обхваща близо 15 000 галактики, 12 хил. от които са формиращи се звезди. Ултравиолетовият поглед на "Хъбъл" отваря нов прозорец към еволюцията на Вселената, проследяващ раждането на звездите през последните 11 млрд. години до космическия период, в който са се формирали най-много горещи кълба - 3 млрд. години след Големия взрив. Ултравиолетовата светлина е било липсващото парченце от пъзела. Сега, комбинирана с инфрачервени лъчи и видимите от "Хъбъл" и други телескопи на Земята, космически светлини, астрономите са сглобили един от най-подробните портрети на еволюционната история на Вселената. Светлината от отдалечените райони, където се формират звездите, започва като ултравиолетова. В последствие, разширяването на Вселената я преобразува в инфрачервени лъчи. Сравнявайки изображения на раждане на звезда в близката вселена с това от далечната, астрономите успяват да разберат по-добре как близките галактики са се формирали от една малка група звезди. Тъй като атмосферата на Земята филтрира повечето от ултравиолетовата светлина, космическият телескоп "Хъбъл" е способен да предостави най-прецизното наблюдение на вселената.

Темповете на разширяване на Вселената са спорни и може би е нужна нова физика

offnews@offnews.bg () — Fri, 10 Aug 2018 10:38:37 +0300

От Големия взрив насам Вселената расте. Странен факт е, че няма едно място, от което Вселената се разширява, а по-скоро всички галактики (средно) се отдалечават от всички останали. От нашата гледна точка в галактиката Млечен път изглежда, че повечето галактики се отдалечават от нас - сякаш ние сме центърът на нашата Вселена. Но това би изглеждало съвсем по същия начин от всяка друга галактика - всичко се отдалечава от всичко останало, обяснява астрофизикът Томас Кичинг (Thomas Kitching) от Университетския колеж в Лондон (University College London) на страницата на изданието The Conversation . Сега нови наблюдения с космическите телескопи "Хъбъл" и GAIA показват, че скоростта на разширяването на Вселената може да е различна в зависимост от това, колко далеч се връщаме назад във времето.чак до Големия взрив. Тези нови данни, публикувани в Astrophysical Journal , показват, че може би е време да преразгледаме нашето разбиране за космоса. Предизвикателството на Хъбъл Космолозите характеризират разширяването на Вселената в прост закон, известен като "Законът на Хъбъл" (наречен на Едуин Хъбъл - въпреки че всъщност много други хора предпоставят откритието на Хъбъл). Законът на Хъбъл е наблюдението, че по-далечните галактики се отдалечават по-бързо. Това означава, че в сравнение с тях близките галактики се отдалечават по-бавно. Връзката между скоростта и разстоянието до галактиката се определя от "константата на Хъбъл", която е около 70 километра в секунда на мегапарсек (единица дължина в астрономията). Това означава, че една галактика напредва с допълнителни около 80 500 км/час за всеки милион светлинни години, отдалечавайки се от нас. За времето, когато ви е нужно да прочетете това изречение, една галактика на разстояние от един милион светлинни години ще се е отдалечила с повече от 150 км. Такова разширяване на Вселената, при което близките галактики се отдалечават по-бавно от отдалечените галактики в една хомогенна и изотропна разширяваща се вселена се обяснява с наличието на тъмна енергия (невидима сила, която предизвиква ускоряване на разширяването на Вселената) и тъмна материя (неизвестна и невидима форма на материята, която се среща пет пъти по-често от обикновената материя). Историята на измерването на константата на Хъбъл е изпълнена с трудности и неочаквани прозрения. През 1929 г. самият Хъбъл е изчислил, че стойността ѝ трябва да бъде около 550 000 км/час на милион светлинни години - около десет пъти по-голяма от тази, която измерваме сега. Прецизните измервания на константата на Хъбъл през годините всъщност доведоха до неочакваното откритие на тъмната енергия. Стремежът да се разбере повече за този тайнствен вид енергия, който съставлява 70% от енергията на Вселената, вдъхновява стартът на най-добрия в света (засега) космически телескоп с името на Хъбъл. Космическият телескоп Хъбъл, както се вижда от отдалечаващата се космическа совалка "Атлантис", полет STS-125, HST обслужваща мисия 4. Кредит: Wikipedia Нещо трябва да се счупи Сега изглежда, че трудностите продължават - две много точни измервания не се съгласуват помежду си. Откакто космологичните измервания станаха толкова точни се очаква стойността на константата на Хъбъл да стане известна веднъж завинаги, вместо това се разбра, че нещата стават по-объркани. Вместо това имаме два резултата. От една страна имаме новите много прецизни измервания на космическия микровълнов фон - ехо от Големия взрив - от мисията "Планк", която измерва константата на "Хъбъл" на около 74 400 км/час на милион светлинни години или 67,4 километра в секунда за мегапарсек. Това означава, че за всеки 3.3 милиона светлинни години (1 мегапарсек) обекти се раздалечават със скорост от 67.4 километра в секунда по-бързо. От друга страна новите измервания на изследователите с помощта на космическия телескоп "Хъбъл" и космическия апарат GAIA на Европейската космическа агенция показаха точното разстоянията до променливите звезди цефеиди в Млечния път и близките галактики и стигат до стойност на константата на Хъбъл от 73,56 km/s/Mpc. Вероятността за случайна грешка, както отбелязват учените, е по-малко от 0,01%. Това показва, че съществуват несъответствия в скоростта на разширяване на съвременната и древната Вселена. Двете измервания извличат статистически резултати по различни начини и за космолозите това разминаване е като "напрежение" между двете и нещо трябва да се „счупи”. Еволюцията на Вселената, като се започне от Големия взрив до днес. Кредит: NASA / GSFC. Нова физика? И какво ще се счупи? Още не се знае. Може би нашият космологичен модел е погрешен. Това, което се вижда, е, че Вселената се разширява по-бързо наблизо, отколкото може да се очаква въз основа на по-далечните измервания. Измерванията на база космическия микровълнов фон не измерват директно локалното разширяване, а по-скоро го правят чрез нашия космологичен модел. Това е изключително успешно при прогнозиране и описване на много наблюдателни данни във Вселената. Така че, дори този модел да е погрешен, никой не е измислил прост убедителен модел, който да обясни това разминаване и в същото време да обясни всичко, което наблюдаваме. Например, бихме могли да опитаме да обясним това с нова теория за гравитацията, но тогава други наблюдения няма да съвпадат. Или можем да се опитаме да го обясним с нова теория за тъмната материя или тъмната енергия, но след това други наблюдения не съвпадат - и така нататък. Така че, ако напрежението се дължи на някаква нова физика , то тя трябва да е сложна и неизвестна. Има едно по-малко вълнуващо обяснение - че в данните съществуват "неизвестни неизвестни" данни, причинени от систематични ефекти, и че един по-внимателен анализ може един ден да разкрие фин ефект, който е бил пренебрегнат. Или пък може да е статистическа грешка, която ще изчезне, когато се съберат повече данни. Понастоящем не е ясно коя комбинация от нова физика, систематични ефекти или нови данни ще разреши това напрежение, но нещо трябва да поддаде. Ако се изисква нова физика, за да се обяснят тези нови измервания, тогава резултатът ще бъде промяна в нашата картина на космоса.

"Съжалявам, Мъск, колонизирането на Марс е лоша идея!". Поне засега

offnews@offnews.bg () — Sun, 05 Aug 2018 00:00:40 +0300

Илън Мъск, изпълнителният директор на SpaceX и Tesla, вдъхнови милиони с амбициозната си визия за колонизиране на Марс, но пред нея има толкова сериозни технически и други предизвикателства, че тази идея на Мъск е не само трудно осъществима, но може да се окаже и вредна. И това е така по няколко причини - правилата за планетарна защита и трудностите при тераформирането на планетата (да се създадат условия за живот например чрез затопляне) и засега технически непреодолимата тежка радиация. Това е акцентът на една наскоро публикувана статия в изданието The Conversation , чийто автор е Андрю Коутс (Andrew Coates), професор по физика, заместник-директор в Лабораторията за космически научни изследвания кум Университетския колеж в Лондон. Безспорно, Мъск вече направи първата крачка към целта си през февруари тази година с изпращането на автомобила Tesla roadster в орбита отвъд Марс на първата ракета Falcon Heavy. Това драматично илюстрира нарастващата възможност за стартиране на бъдещи мисии. Живот на Марс? Но шест месеца по-късно научихме, че може да има живот под повърхността на Марс и тогава плановете за тераформиране на повърхността му започнаха да изглеждат по-скоро като фантазия. Възможността в момента може да има живот на Червената планета излезе на преден план преди седмици, когато учените съобщиха за откриването на солено езеро с течна вода под повърхността на Марс. Езерото е на 1,5 километра под южната полярна шапка и най-малко 20 километра в диаметър. Това се установи от анализа на подземните радарни данни от космическата сонда Mars Express . Водата се смята за солена, като вероятно магнезиевитет, калциевите и натриевите перхлоратни соли действат като антифриз до температури от около 200 К (минус 73,15 градуса С). Силното радарно ехо на Planum Australe, показано тук в тъмно синьо, означава голямо количество течна вода под повърхността. (USGS Astrogeology Science Centre, Arizona State University, INAF) Това е вълнуващо, тъй като е първото окончателно откриване на течна вода на Марс, а е възможно да има и други подземни езера другаде на планетата. Това означава, че има реална възможност за живот на Марс. Вече има няколко доказателства, които сочат, че Марс е бил годен за живот преди 3,8-4 милиарда години. Данните от неотдавнашните мисии - включително Mars Global Surveyor , Odyssey , Opportunity , Curiosity и Mars Express - показаха, че е имало вода на повърхността в потоци и езера с умерена киселинност и че е съществувала правилната химия за живот по времето, когато се еволюирал животът на Земята. Но Марс е загубил своето магнитно поле, което защитава живота от суровата космическа радиация преди 3,8 милиарда години. Заради това атмосферата му започна да изтича в космоса и тя става все по-разредена. Така че живите организми може да не са оцелели. За някои новото откритие може да означава, че бъдещите колонизатори ще могат да използват водата в подземното езеро за своите нужди, но реалността е много различна. Рискът от замърсяване означава, че не бива да изпращаме хората там, докато не знаем със сигурност дали има естествено развит живот - нещо, което може да отнеме години до десетилетия. Ще трябва да сондираме района на езерото и да анализираме пробите или на място, или от материали, върнати на Земята, и да намерим подходящи биомаркери, за да сме сигурни. Тераформирането се отлага докато не разберем дали има живот на Марс За съжаление, една отдавна предложена идея за тераформиране на Марс вече твърдо остава в областта на фантастиката. Mъск преди време посочи, че иска да тераформира планетата, за да стане по-зелена, за да може " да се разхождате навън навън свпбодно без скафандри ". Това най-лесно би могло да се постигне чрез създаване на атмосфера от задържащи топлината парникови газове, заключени в лед в момента на планетата, за да се повиши температурата и налягането. Мъск предложи да се пуснат термоядрени бомби върху леда на полюсите, за да се загрее и да освободи въглеродния диоксид. Но според ново проучване, публикувано в Nature Astronomy , Марс е загубил толкова много от своите потенциални парникови газове в пространството в продължение на милиарди години, че сега няма да може да се превърне останалата атмосфера в годна за дишане с наличната технология. Ще стане ли Марс подобен на Земята? Steve Jurvetson/Flickr, CC BY-SA Изследването се основава на отчети на скоростта на изпускане на газовете в космоса, измерени през последните 15 години от Mars Express и последните четири години от MAVEN . Това може да ни покаже количеството парникови газове, въглероден диоксид и вода на разположение на Марс. Измерванията, съчетани с познанията за запасите от въглероден диоксид и вода на Марс от последните космически мисии, показват, че парниковите газове, блокирани в ледените шапки, не са достатъчни, за да осигурят необходимото затопляне. Повече въглероден диоксид може да се намери дълбоко в недрата на планетата, но извличането е далеч отвъд възможностите на съвременната технология. Също така атмосферата ще продължи да се губи поради липсата на магнитно поле, така че това трябва да бъде забавено по някакъв начин, за да се поддържат всички промени, постигнати чрез тераформирането. Това означава, че потенциалните изследователи ще трябва да използват тежки, херметически стени, покриви или сгради, за да осигурят подходящата атмосфера и необходимата защита от космическото лъчение. Тези нови резултати може да разочароват Мъск, но повечето учени - изследователи на Марс си отдъхват с облекчение. Възможно е да има настоящ или минал живот на Марс и сега можем да се съсредоточим върху намирането му. Признаци на живот ще търсят ExoMars 2020 , европейско-руският марсоход, а мисията на НАСА Mars2020 ще събере проби, които планира да върне евентуално в лаборатории в Земята до около 2030 г. Резултатите от тези мисии може да ни кажат дали е имало, има или може да има живот другаде. В нашата Слънчева система най-добрите цели са Марс, спътникът на Юпитер Енцелад и луните на Сатурн Европа и Титан. И това само намекна за потенциала за живот на многото планети извън собствената ни слънчева система. "Марс е ярък в нашите небе тази седмица, най-яркият от 2003 г. насам. Червената планета никога не е далеч от нашите мисли, било като потенциална люлка за живот извън Земята или като цел за хората в бъдеще. Живеем във вълнуващи времена, когато става въпрос за изследване на космическото пространство. Така че нека не разваляме един от най-големите и -фундаментални експерименти за човечеството като позволим мечтите за колонизация да отидат твърде далеч - поне докато не разберем дали има живот", заключава авторът.