Мироздание: от осмысления к освоению

Космизм - идеология выживания и прогресса человечества

Досье на Мироздание. По август 2004 г.

>Новости

> Досье на Мироздание

>Классики Русского Космизма

>Кононова И.А.

>Лем С.

>Лефевр В.А.

>Назаретян А.П.

>Новотный У.

>Стругацкие А.Н. и Б.Н.

>Шкловский И.С.

>Форумы в Интернете

>Форум на этом сайте

>Чат

>Гостевая книга

Если разумная жизнь помимо Земли существует где-то еще в пределах нашей Галактики, то прогресс в области компьютерных вычислений и развитие технологий радиотелескопов неизбежно приведет к тому, что мы обнаружим ее радиопередачи в течение двух ближайших десятилетий. Такое предсказание сделал Сет Шостак (Seth Shostak), ведущий астроном из калифорнийского Института поиска внеземных цивилизаций (Search for Extraterrestrial Intelligence Institute - SETI Institute) в своей статье в журнале Acta Astronautica.

Правда, оценки Шостака, как и все подобные предположения, базируются на давней и всем известной формуле, выведенной еще в 1961 году астрономом Фрэнком Дрейком (Frank Drake), как бы позволяющей оценить вероятность обнаружения внеземных цивилизаций в той или иной части Вселенной, - для этого нужно каким-либо образом узнать значения коэффициентов-сомножителей, описывающих число звезд, обладающих планетными системами, количество планет, на которых могла бы появиться жизнь и так далее. Формулу эту заслуженно ругают за спекулятивность - попытку "вычислить" неизвестный параметр за счет подмены его другими столь же неизвестными. Однако постепенно наши знания о планетных системах и об условиях для жизни на них все же расширяются, и ревизия формулы, проведенная Шостаком, привела к новой оценке: по его мнению, в нашей Галактике насчитывается от 10 тысяч до 1 миллиона внеземных радиопередатчиков.

Для того, чтобы сигнал хотя бы от одного из этих передатчиков был обнаружен, необходимо провести наблюдения и изучить радиоспектры от достаточно большой части звезд Млечного пути, насчитывающего 100-200 миллиардов звезд. Время, необходимое для этой глобальной задачи, может быть оценено, исходя из способностей строящихся радиотелескопов вроде телескопов Аллена (Allen Telescope Array) и других и прогнозов развития микроэлектроники.

Шостак предполагает, что мощность компьютерных процессоров продолжит удваиваться каждые 18 месяцев вплоть до 2015 года, как это происходило в течение последних 40 лет (речь о так называемом законе Мура). Затем удвоение мощности будет происходить не столь резво, поскольку транзисторы станут слишком маленькими, и дальнейшее их уменьшение будет сопряжено с трудностями принципиального характера.

Таким образом получается, что уже при жизни нынешних поколений землян будет получено и проанализировано радиоизлучение от такого числа звезд, какового будет достаточно, чтобы найти первую инопланетную цивилизацию. Однако эта заветная звездочка будет, вероятно, находиться на расстоянии 200-1000 световых лет от Земли, поэтому даже простой обмен радиопосланиями займет у нас столетия (и отдельный вопрос - решатся ли земляне на то, чтобы "засветиться" при таком обмене радиограммами, не возобладает ли к тому времени позиция сторонников "радиомолчания").

Источник:
ET first contact 'within 20 years' - New Scientist

Максим Борисов

полная версия
 

Межзвездный шпионаж: в то время как мы смотрим на Марс, кто-то может смотреть на нас

Роботы-эмиссары, отправленные к нам из других миров, издавна могут контролировать нашу планету, наблюдая медленное развитие жизни и сообщая все подробности своим инопланетным хозяевам. Такой сценарий часто появлялся в литературе, посвященной проблемам внеземных цивилизаций, и теперь Ален Тоф из Университета Торонто постарался изучить эту идею достаточно серьезно для того, чтобы начать осмысленный поиск этих инопланетных "жучков". Мы могли бы уже найти их останки, если бы точно знали, где искать.

Европейские астрономы открыли "Супер-Землю" - самую маленькую из 125 известных на сегодняшний день планет за пределами Солнечной системы. Об этом в специальном пресс-релизе сообщила Южная европейская обсерватория.

Новая планета, которая еще не получила официального наименования, обнаружена на орбите звезды Араэ, которая по своим физическим характеристикам очень напоминает Солнце. Эта звезда расположена в 50 световых годах от Земли в созвездии Алтарь, видном из Южного полушария, она достаточно яркая, чтобы ее можно было различить невооруженным взглядом. "Супер-Земля" делает полный оборот вокруг своей звезды всего за 9,5 земных суток - именно столько длится год на этой планете. Ранее на орбите Араэ находили другую, гигантскую планету размером с Юпитер, которая делает полный оборот вокруг звезды за 650 дней.

"Супер-Земля", масса которой всего в 14 раз превышает массу нашей планеты, по величине приблизительно равна Урану - самой маленькой из планет-гигантов Солнечной системы. Такие показатели уникальны для планет, которые находят за пределами Солнечной системы: обычно планеты, которые удается обнаружить с помощью самой современной аппаратуры, оказываются гораздо больше - не меньше Юпитера, который в 318 раз тяжелее Земли и один содержит до 70% массы всей нашей планетной системы.

Как сообщается в пресс-релизе, европейским ученым удалось найти подобную "маленькую" планету благодаря точности аппаратуры и оптики "охотника за планетами" - спектографа Harps обсерватории La Silla, расположенной в Чили на высоте 2400 метров над уровнем моря.

Как сообщает агентство France Presse, "Супер-Земля" является не газовым гигантом, а такой же скальной планетой, как Земля, Марс, Венера или Меркурий. При этом у нее есть нормальная газовая атмосфера, хотя ее состав пока определить невозможно: для этого необходима беспрецедентная по сложности и дальности полета экспедиция.

"Подобные характеристики делают планетарную систему Араэ очень интересной для нас", - считает французский астроном Франсуа Буши.

Еще очень многое предстоит узнать об этом новом мире, в том числе и самое важное - находится ли планета на таком оптимальном расстоянии от своей звезды, где не слишком холодно и не слишком жарко и возможно существование воды в жидкой форме. Если окажется, что планета действительно находится в этой благодатной зоне, то теоретически на "Супер-Земле" может существовать жизнь.

Масса безымянной пока планеты в 14 раз превышает земную, она вращается вокруг звезды Мю созвездия Жертвенника (Mu Arae) на расстоянии вдесятеро меньшем, чем от Земли до Солнца. По мнению ученых, температура на планете - 650 градусов по Цельсию - слишком высока для возникновения на ее поверхности любой из известных жизненных форм.

В среду на форуме Евронауки в Стокгольме новое открытие было названо "важнейшим" с 1995 года, когда была обнаружена первая так называемая экзопланета - то есть планета, находящаяся за пределами Солнечной системы. Всего за последние девять лет обнаружено 120 экзопланет, и все они являлись газообразными гигантами, подобными Юпитеру. Обнаруженная планета - первая, имеющая скалистую структуру.

Поскольку имеющиеся в распоряжении астрономов технологии пока слишком несовершенны для обнаружения планет, сходных с Землей, ученые используют косвенные методы, основанные на анализе взаимодействия планет со светилами, вокруг которых они вращаются.

Европейская команда использовала специальный инструмент, который способен обнаружить мельчайшие отклонения во вращении звезды, вызываемые влиянием гравитационного поля планеты.

Несмотря на интенсивное развитие технологий, специалисты полагают, что пройдет не менее десяти лет до того, как ученые смогут более точно обнаруживать планеты, похожие на Землю

Японские исследователи обнаружили состояние вещества, в 10 раз превышающее по плотности атомное ядро. 

На ускорителе элементарных частиц они получали К-мезоны, которые затем сталкивались с атомами гелия. Оказалось, что, внедрившись в ядро, К-мезон резко усиливает притяжение между протонами и нейтронами. В результате плотность атомного ядра увеличивается в 10 раз. До сих пор считалось, что плотность ядерного вещества практически неизменна, за исключением глубоких слоев нейтронных звезд. Таким образом, полученные короткоживущие ядра – самое плотное состояние вещества, достигнутое на Земле.

В рамках проекта "Трансатлантический обзор экзопланет" обнаружена первая планета-гигант за пределами Солнечной системы. Само по себе открытие экзопланет уже стало для астрономов рядовым событием. Однако в данном случае интересно то, что планета обнаружена телескопом с диаметром объектива всего 10 сантиметров. Это немного даже по любительским меркам. В проекте участвует сеть таких телескопов. Они постоянно следят за колебаниями блеска 12 тысяч относительно ярких звезд. Если повезет, и орбита планеты вокруг звезды окажется повернута к нам ребром, то время от времени планета будет проходить на фоне звезды, экранируя часть ее света. Только что обнаруженная планета находится в созвездии Лиры на расстоянии около 500 световых лет от Земли. Под постоянным контролем находятся еще 16 звезд. Но для подтверждения наличия у них планет требуются дополнительные наблюдения.

Астероид немного промазал

В самом конце весны наша планета чуть-чуть не столкнулась с астероидом поперечником от пяти до десяти метров. Эта информация появилась на интернет-сайте журнала New Scientist.

Астрономы уже давно ведут список космических объектов, подходивших к Земле на рекордно близкие дистанции. В течение нескольких последних месяцев первое место держал тридцатиметровый астероид 2004 FH, который 16 марта прошел примерно в 40 тысячах километров от Земли. "Серебро" в это время принадлежало десятиметровому астероиду SQ222, сумевшему 27 сентября прошлого года подойти к Земле "всего лишь" на 80 тысяч километров. Естественно, что между двумя этими датами SQ222 пребывал в звании абсолютного чемпиона.

И вот теперь оказывается, что рекорд астероида 2004 FH на самом деле продержался чуть больше двух недель. 31 марта ранее неизвестный космический странник 2004 FU162 приблизился к Земле на 6500 километров - это расстояние чуть больше радиуса нашей планеты. В этот день его четырежды наблюдали сотрудники Линкольновской лаборатории Массачусетского технологического института (MIT), работавшие на однометровом телескопе GTS-2, расположенном в Сокорро в штате Нью-Мексико. Ученые уже тогда заподозрили, что им посчастливилось обнаружить рекордно близкое прохождение мини-астероида, однако они не успели собрать достаточно данных для подтверждения этой заявки. Позднее Стивен Чесли из Лаборатории реактивного движения НАСА все же просчитал траекторию 2004 FU162. Вот его-то вычисления и доказали неопровержимо, что 31 марта это небесное тело едва не упало на Землю.

Надо сказать, что даже при наихудшем раскладе катастрофы бы не случилось. Скорее всего гость из космоса сгорел бы на большой высоте, отдав земной атмосфере не более ста килотонн тепловой энергии. Вычисления Чесли показывают, что гравитационное поле Земли сильно изменило орбиту астероида. Раньше он делал один оборот вокруг Солнца примерно за двенадцать земных месяцев, а теперь - всего за девять. Новое сближение с Землей ему больше не грозит - отныне его орбита будет тяготеть к Венере. В настоящее время 2004 FU162 находится на расстоянии 262 миллионов километров от Земли и 139 миллионов от Солнца.

Источники: New Scientist; NASA

Алексей Левин (Вашингтон)

24.08.2004

"Чандра" обнаружила галактику-утопленницу

На этих снимках запечатлен драматический момент из жизни галактики C153, раздираемой на части в то время, как она на скорости 4,5 миллиона миль в час (свыше 7 млн км/ч) прорывается через отдаленное галактическое скопление Abell 2125. Набегающий встречный газ взаимодействует с газом самой галактики-"утопленницы", "обдирает" ее, проникает внутрь ее "легких" и разогревается до 20 миллионов градусов Цельсия.

Слева можно видеть комбинированное изображение, полученное путем объединения четырех фотографий, размещенных по отдельности справа: в рентгеновских лучах, радиодиапазоне и оптическом диапазоне, а также в видимом зеленом свете, испускаемом ионами кислорода. Размеры снимка охватывают приблизительно один миллион световых лет.

Фотография в рентгеновском диапазоне, полученная космической рентгеновской обсерваторией "Чандра" (Chandra) демонстрирует остатки горячего газа, тянущиеся за C153. Температура этого газового "хвоста" составляет приблизительно 10 миллионов градусов Цельсия, что холоднее, чем газ, окружающий скопление. Разница этих температур также представляет собой свидетельство того, что этот газ был "содран" с пришлой галактики. Фотография в видимом свете, демонстрирующая раскаленные ионы кислорода, также показывает подобный остаток, образовывающийся за счет того, что газ с температурой приблизительно 10 тысяч градусов Цельсия "вытягивается" из галактики.

Широкоугольное изображение в оптическом диапазоне, полученное с помощью "Хаббла" (Hubble) показывает сложную структуру в распределении звезд и пыли в пределах C153. В галактике наблюдаются свидетельства крупномасштабных возмущений, которые послужили причиной возникновения обширных зон формирующихся звезд, которые сконцентрированы на одной из сторон его диска и даже вне его.

Радионаблюдения же в свою очередь позволяют изучить распределение высокоэнергетических частиц - они концентрируются в виде каких-то спиралей в магнитном поле галактики и избегают "выстраиваться" в перпендикулярном направлении к ее диску. А самые высокоэнергетические частицы, вероятно, генерируются сверхмассивной черной дырой.

Источник:
A galaxy's fatal plunge - Spaceflight Now

23.08.2004 15:47

Spirit: на Марсе было очень много воды
19.08.2004 14:56 | NEWSru.com

Развитием Вселенной управляет неизвестная энергия
19.08.2004 9:29 | Страна.Ru

Сколько годков Галактике



Получена важная информация о возрасте Млечного пути. Новая оценка основана на измерении уровня бериллия-9 в древнейших звездах шаровых скоплений - спутников нашей Галактики. Таким образом выяснилось, что она существует уже около 13,6 миллиарда лет (плюс-минус 800 миллионов).

- Алексей Левин (Вашингтон)

"Спитцер" разглядел таинственное кольцо внутри туманности

Снимки в инфракрасном диапазоне, полученные с помощью нового космического телескопа "Спитцер", направленного в сторону планетарной туманности NGC 246, продемонстрировали то, чего не удавалось разглядеть никогда прежде: комковатое кольцо из вещества, выброшенного погибающей звездой. Состав этого чудовищного "пончика" и история его формирования пока представляют собой тайну, однако ученые надеются вскоре ее разгадать.

Обнаружен новый тип космических взрывов



Российские и американские астрономы идентифицировали новый класс космических взрывов. Эти взрывы обладают большей мощью, чем взрывы сверхновых звезд, однако значительно уступают большинству "обычных" гамма-всплесков, являясь таким образом промежуточным звеном в иерархии звездных катаклизмов. Возможно, существует самая тесная связь между такими экстремальными событиями и более "привычными" вспышками сверхновых.

- Максим Борисов

Взрывающаяся галактика загрязняет Вселенную

Галактика, обозначаемая как M82, когда-то опасно сблизилась со своим соседом, и их "страстные объятия" вылились в серию взрывов и активизацию процессов формирования новых звезд, при этом факелы из раскаленного газа были выброшены на десятки тысяч световых лет в окружающее межгалактическое пространство. Теперь группа британских и американских астрономов сумела рассмотреть эти газовые облака - они выглядят как мощный поток пены, исторгнутый из какого-нибудь пожарного брандспойта.

M82 принадлежит к числу так называемых "галактик взрывающихся звезд" ("starburst galaxy"). Она расположена на расстоянии немногим больше 10 миллионов световых лет от нашего собственного Млечного пути. "M82 демонстрирует процессы бурного звездообразования среди звезд, упакованных в плотные звездные скопления. Обширные "факелы" из раскаленного газа простираются на десятки тысяч световых лет выше и ниже плоскости этой галактики. Подобный космический ураган вырывается со скоростью свыше миллиона миль в час (около 1,6 млн км/ч) в межгалактическое пространство", - объясняет доктор Линда Смит (Linda Smith) с Отделения физики и астрономии Лондонского университетского колледжа (University College London - UCL).

Доктор Смит, ее аспирант Марк Вестмокетт (Mark Westmoquette) и Джей Галлагер (Jay Gallagher) из Университета Висконсина-Мэдисона (University of Wisconsin-Madison) объединили изображения, полученные на наземном телескопе WIYN, расположенном на вершине Китт Пик (Аризона), и снимки от космического телескопа "Хаббл" (Hubble Space Telescope). Это позволило им получить замечательную картинку. "Этот подход позволил нам объединить силу WIYN, способного различить очень слабое диффузное свечение газа, с уникальным разрешением "Хаббла" и получить полную картину суперветра, веющего от M82", - говорит профессор Галлагер.

В результате доктор Смит и ее коллеги могут отследить место возникновения "суперветра" в центре галактики. Многие из звезд, которые формируются в M82, быстро заканчивают свои короткие жизни грандиозными взрывами сверхновых. Это значит, что "ветры", которые они производят, содержат в большом количестве тяжелые химические элементы, которых практически не было в ранней Вселенной. Из них, как считается, и рождаются планеты, а в конечном счете и жизнь. "Наша цель состоит в том, чтобы изучить структуру газовых "факелов" как ключевого момента в дальнейшем развитии этой галактики, в загрязнении близлежащего межгалактического пространства новыми химическими элементами", - говорит доктор Смит.

Источник:
Starburst Galaxy Showers The Universe - Innovations-report

Максим Борисов

22.05.2004

Немецкие математики установили, что Вселенная по форме напоминает дудку

http://grani.ru/Society/Science/p.67469.html

Вселенная может иметь форму не какого-нибудь там шара или додекаэдра, а... рожка или горна. Точнее говоря весь наш космос оказывается вытянут в этакую длинную трубку, с узким концом с одной стороны и "раструбом" с другой. Такая "конструкция" нашей Вселенной кроме всего прочего подразумевает, что она конечна, а в каких-то ее местах встречаются области, где можно увидеть собственный затылок. Возможно, для "здравомыслящих" людей все это прозвучит как полный бред или мечта сюрреалиста, однако выкладки математика Франка Штайнера (Frank Steiner) из германского Университета Ульма (Universität Ulm) и его коллег основаны на авторитетных экспериментальных данных, полученных в 2003 году все тем же знаменитым зондом WMAP (NASA's Wilkinson Microwave Anisotropy Probe).

Крупномасштабная геометрия Вселенной представляет собой фундаментальную проблему космологии, особенно важны ее пространственная кривизна и топология. Уравнения Эйнштейна для гравитационного поля определяют лишь локальные свойства пространства-времени, но не глобальную структуру Вселенной в целом. В так называемой космологической модели соответствия (concordance model of cosmology) предполагается, что пространство Вселенной в больших масштабах обладает тривиальной топологией и при этом подразумевается, что она имеет бесконечный объем. При рассмотрении различных сценариев инфляционного расширения (теперь они, во многом благодаря тому же WMAP, признаны самыми вероятными) эти свойства нашего космоса определяются начальными условиями, возникшими в момент Большого взрыва. Однако так как до сих пор не решен вопрос с квантовой теорией гравитации, эти начальные условия не могут быть предсказаны теоретически. Вместо этого приходится анализировать свежие астрофизические данные, и особенно интересны в этой связи данные по космическому микроволновому фону (реликтовое излучение). Пользуясь этими данными (своего рода "снимком" Вселенной, которой было всего 380 тысяч лет отроду), в принципе можно вывести уравнения, определяющие кривизну и топологию Вселенной в больших масштабах. И в вариациях температуры реликтового излучения ученые видят явные намеки на нетривиальность топологии нашей Вселенной.

Новая диковинная модель призвана объяснить два загадочных обстоятельства, так озадачивающих астрофизиков: во-первых, необычный характер распределения "горячих" и "холодных" пятен в космическом микроволновом излучении, а во-вторых, "глушение" сигнала при больших масштабах (обнаружено отсутствие каких-либо ясно выраженных "горячих" или "холодных" участков при углах свыше примерно 60 градусов). Текущий объем Вселенной по Штайнеру составляет около 10³² кубических световых лет. Когда же Вселенной было только 380 тысяч лет, то она была столь мала, что в ней просто не могли возникнуть достаточно большие флуктуации.

В новой модели, определяемой так называемой топологией Пикара (Picard topology), Вселенная изогнута весьма прихотливым образом. Один ее конец бесконечно удлинен, но зато столь сужен, что имеет в результате конечный объем. С другой стороны "раструб" резко расширяется, однако отнюдь не бесконечно, и если бы мы летели к "вспухшему" концу на космическом корабле, то в некоторый момент вернулись бы обратно с другой стороны "дудки" (см. верхний рисунок). Эмиль Пикар (1856-1941) - это французский математик, занимавшийся исследованием дифференциальных уравнений, особых точек, асимптотических решений, теорией функций и пр., кстати говоря, он иностранный член-корреспондент Петербургской академии наук (1895), и иностранный почетный член АН СССР (1925).

Имеющая форму "рога" модель были предложена еще в 1990-х годах, чтобы правильно описать аномалии, которые выявились при анализе данных спутника COBE (Cosmic Background Explorer - Исследователь космического фона) - предшественника WMAP, однако группа Штайнера первая показала, что эта идея соответствует и данным WMAP тоже. В 2003 году уже выдвигалась другая модель, призванная соответствовать результатам WMAP, и согласно ей Вселенная также оказывалась конечной, однако форма мира была иная (додекаэдр, в прессе ошибочно именовавшийся "футбольным мячом"). Другие варианты возможной формы Вселенной - "пончик" (тороидальная форма) или же сплюснутая сфера (предложенная несколько месяцев назад учеными из американского штата Пенсильвания).

В пользу новой модели говорит форма небольших "пятен" на карте, нарисованной WMAP. Это эллипсы. Кривизна Вселенной, имеющей форму рожка, прекрасно объясняет это обстоятельство, ведь в этом случае мы имеем дело со сплошными "седловинами", участками, изогнутыми в одном направлении вверх, а в другом, перпендикулярном к первому направлению, - вниз. Это "отрицательно изогнутое" пространство будет действовать подобно искажающей линзе, превращая пятна в нечто эллипсообразное. Математики могут рассматривать бесконечное число различных видов отрицательно изогнутого пространства, но топология Пикара в данном случае относится к числу самых простых вариантов.

Новая модель вынуждает ученых расстаться с "космологическим принципом", то есть идеей, согласно которой все части космоса примерно равноправны. "Если бы вам случилось оказаться в той длинной узкой "кишке", то вещи действительно выглядели бы очень странными, имели бы два очень маленьких измерения", - говорит Холгер Тэн (Holger Then), принимавший участие в исследованиях. В достаточно экстремальной точке мы были бы даже способны увидеть свой собственный затылок... Это было бы весьма интересное место для самых чудесных исследований, однако Земля вероятно слишком далека от узкого конца дудки, чтобы мы могли наблюдать какие-либо странные явления с помощью телескопов...

Впрочем, критически важные для новой модели наблюдения WMAP все еще носят неоднозначный характер и могут оказаться всего лишь статистическими выбросами. В ближайшие годы WMAP и другие спутники и экспериментальные установки должны проверить, действительно ли на "карте" отсутствуют большие "пятна" и действительно ли маленькие участки имеют эллиптическую форму.

Журналисты уже принялись соревноваться, обыгрывая кто как может свежеопределенную форму нашей Вселенной. Рожок, дудка, рупор, клаксон, колпак, рог изобилия, горн... Так что Большой взрыв - эта та еще "Пионерская зорька"! А труба Судного дня, похоже, пропела уже при рождении нашего мира...

Источники:
Hyperbolic Universes with a Horned Topology and the CMB Anisotropy - arXiv (PDF, 925 кб)
Big Bang glow hints at funnel-shaped Universe - New Scientist
The universe is not round, say scientists - it is shaped like a trumpet - Independent
Cosmic horn with plenty of rivals - Guardian

Ссылки:
Гиперболическая вселенная с конической [рогоподобной] топологией и анизотропия реликта - Обзоры препринтов astro-ph
Являются ли низшие гармоники реликтового фона космологическими? - Обзоры препринтов astro-ph

Максим Борисов

19.04.2004

Межзвёздные корабли: проекты готовы, физики - нет
12 апреля 2004, membrana (staff@membrana.ru)

membrana (http://www.membrana.ru/articles/global/2004/04/12/215600.html)

Марк Миллис и одна из его фантазийных моделей (иллюстрация с сайта grc.nasa.gov).

Американский физик Марк Миллис (Marc Millis) в свободное от работы время собирает из подручных материалов масштабные модели межзвёздных кораблей, подобные тем, что мы можем в изобилии видеть в фантастических фильмах.

Однако развлечение Марка — отголосок серьёзной деятельности. Много лет Миллис работал в NASA, где возглавлял замороженный ныне проект "Физика прорыва в реактивном движении" (NASA Breakthrough Propulsion Physics Project).

Проект был призван аккумулировать и анализировать все достижения физики, которые так или иначе могли бы способствовать реализации давней мечты человечества — межзвёздных путешествий.

Не то, чтобы инженеры вознамерились прямо завтра взять и построить пилотируемый звездолёт, но они в какой-то мере решили подготовить для такой будущей работы почву.

Специальный сайт NASA "Двигатель деформации — когда?" (Warp Drive — When?), созданный Миллисом, стал своего рода кратким и популяризированным отчётом Breakthrough Propulsion Physics.

Прежде всего, автор отмечает, что эскизные проекты звездолётов появились на Западе ещё в 1950-1960-х годах.

Так, в проекте Orion позади корабля (на расстоянии от 10 до 100 метров) предлагалось взрывать по 5 миниатюрных ядерных бомб в секунду, удары которых амортизировала бы массивная пластина, установленная на направляющих.

Было просчитано даже несколько вариантов корабля массой от 300 тонн до 8 миллионов тонн.

Грязно, но сравнительно просто и эффективно — так можно было бы охарактеризовать этот корабль. Проект, впрочем, свернули в 1960-х когда появился запрет на ядерные испытания, и встал вопрос о радиоактивном загрязнении космоса.

Ядерный "Орион" (чертёж с сайта www-personal.engin.umich.edu).

 

Примерно тогда же появился межзвёздный прямоточный двигатель Буссарда (Bussard Interstellar Ramjet), который предполагал использование в качестве горючего и рабочего вещества межзвёздный водород.

 

Газ можно было бы ионизировать мощным излучением, стягивать в заборник корабля электромагнитным полем и использовать для термоядерной реакции.

 

Нужно ли пояснять, что и сейчас человечество едва ли смогло бы построить подобный корабль. Пусть даже в общих чертах уже ясно, какие элементы в нём должны быть, и как он будет работать.

 

В конце 1970-х появился проект "Дедал" (Daedalus) — двухступенчатый корабль на термоядерном горючем, которое авторы предложили добыть "всего-навсего" из атмосферы Юпитера, что само по себе является фантастической, пока, задачей.

 

По оценкам авторов, аппарат со стартовой массой во многие тысячи тонн мог бы достичь звезды Барнарда, расположенной примерно в 6 световых годах от нас, за 50 лет.

 

 

Кое-кто рассчитывал, что миниатюрный вариант "Ориона" смог бы взлетать прямо с Земли, но это было уже чистым безумием (иллюстрация с сайта sputnik1.com).

 

По понятным причинам, о чертежах отдельных деталей термоядерного ракетного двигателя речь тогда не шла.

 

Несколько позднее исследователи, например, инженер Роберт Форвард (Robert Forward) обратились к возможности световых парусов. Конечно, на таких расстояниях нельзя было использовать солнечный свет.

 

Предполагалось, что в течение всего полёта корабль будет разгонять мощный лазер, посылаемый с Земли, точнее, со спутника или с Луны.

 

По расчётам, лазер определённой мощности мог бы разогнать тысячетонный пилотируемый корабль с парусом диаметром в тысячу километров до солидной скорости, позволяющей достичь ближайшей звезды (расстояние 4 световых года) за 10 лет.

 

Всё очень просто. За исключением самой малости — нужен лазер на 10 миллионов гигаватт, что на много порядков больше суммарной мощности земных электростанций.

 

 

Корабль с прямоточным двигателем Буссарда (иллюстрация с сайта members.nova.org).

 

Впрочем, если такие задачи оказались трудновыполнимыми, то что уж говорить о двигателях на основе искажения пространства или отрицательной массы.

 

Но и такие возможности обдумывались американскими инженерами.

 

Помните? — "…Человечество буквально купалось бы в не вполне представимом счастье, если бы только удалось найти сам Белый Тезис, а главное — понять, что это такое, и где его искать" — это Стругацкие, "Понедельник начинается в субботу".

 

Вот и Миллис сотоварищи действовал по сходному принципу: в межзвёздные двигатели годится что угодно, пока это не противоречит законам природы.

 

 

Макет "Дедала" — первая ступень слева и отдельно вторая (справа) (фото с сайта smallspace.demon.co.uk).

Мы не будем здесь рассматривать "червоточины" и "проколы пространства", о которых было немало написано в СМИ за последние лет десять-двадцать.

 

На кончике пера у американских учёных оказались и более экзотические варианты межзвёздных путешествий.

 

Например, так называемый "двигатель деформации пространства".

 

Если нельзя обогнать свет, спрашивают физики, то, наверное, можно быстро двигать некий "кусок" пространства, так сказать, "вырванный из контекста", с находящимся в нём кораблём?

 

Вообразите, что вы находитесь на движущемся тротуаре. Движущаяся "секция" пространства-времени возникает, когда пространство-время позади судна расширяется (аналогично тому, как лента тротуара выползает из-под пола), и уничтожается перед судном (аналогично тому, как движущийся тротуар возвращается в пол).

 

Насколько известно на данный момент, такой двигатель не противоречит физике, хотя неясно — как его можно было бы построить.

 

Ах, да, маленькая деталь, для помещения корабля на этот "движущийся тротуар" потребовалась бы отрицательная энергия в отношении реальности, хотя бы даже теоретической, которой у физиков пока нет единого мнения.

 

На случай, если такой ход не сработает, у физиков есть в запасе другие экзотические варианты двигателей.

 

Например, создание движущей силы соединением в одной конструкции нормальной и отрицательной массы (не путать с банальной антиматерией — ракетные двигатели, использующие аннигиляцию, рассматриваются инженерами даже как пусть отдалённый, но совершенно реальный вариант для полётов в пределах Солнечной системы).

 

 

	Солнечный парус может разогнаться до очень большой скорости. В теории. Главное найти лазер помощнее (иллюстрация с сайта spacepda.net).

Такая связка двигалась бы ускоренно в одном направлении, не нарушая закон сохранения импульса и энергии. Осталось всего-то понять, как создать отрицательную массу.

 

Сам Миллис лично придумал ещё несколько любопытных проектов, ждущих своих разработчиков. Например "диодное зеркало" — световой парус, отражающий излучение (фоновое, космическое) одной своей стороной и совершенно прозрачный при падении излучения с другой стороны.

 

Ещё более фантастическим выглядит "двигатель уклона", который предполагает изменение фундаментальных свойств пространства, типа постоянной G, вблизи корабля, с целью создания градиента внешних полей.

 

А "двигатель дизъюнкции" базируется на туманном и загадочном принудительном отделении инерционных свойств материи от самой материи.

 

Всё это выглядит безответственной фантазией, но исходит от физика и бывшего инженера NASA. Зачем же он это затеял?

 

Миллис хотел в своей работе обозначить круг проблем, над которыми должна поработать физика, чтобы когда-нибудь реализовать один из вариантов межзвёздных путешествий.

 

Задавать правильные вопросы порой не менее важно, чем отвечать на них.

Выяснилось, что наша Земля относится к числу наименее пригодных для жизни планет

B научной фантастике довольно распространены сюжеты, по ходу развития которых какая-нибудь ужасная сила меняет ось вращения Земли, и тогда смерть грозит всем ее обитателям. В действительности, если бы наклон оси был бы даже гораздо больше нынешнего, жизнь все равно была бы возможна и на Земле, и на любых других подобных ей планетах. Это выяснили исследователи из Пенсильванского университета (Pennsylvania State University).

"В настоящее время мы не можем в подробностях изучить известные нам экзопланеты (к тому же те, что нам известны, вряд ли подходят для жизни), но в ближайшем будущем мы наверняка найдем множество относительно маленьких планет, пригодных для обитания, - говорит доктор Даррен М. Вильямс (Darren M. Williams), доцент физики и астрономии, который вместе с геофизиком Дэвидом Поллардом (David Pollard) проверяет различные планетарные климатические модели. - Возникает вопрос: на что они могут быть похожи? Какова вероятность, что у них образуются луны? Каковы там климатические условия? Возможно ли развитие на таких планетах жизни, если параметры будут немного отличаться от земных, или жизнь представляет собой чрезвычайно редкий феномен во Вселенной? У нас возникло подозрение (основанное на моделировании и на ситуации в нашей собственной Солнечной системе), что большинство землеподобных планет могут иметь ось вращения, наклоненную гораздо сильнее, чем земная ось".

Ученые строили глобальные модели климата с высоким разрешением - подобные модели используются американским Национальным центром атмосферных исследований (National Center for Atmospheric Research) и другими институтами для предсказаний климатических изменений и феноменов, подобных теплому течению Эль-Ниньо. Вначале рассматривались модели современной Земли, менялся только наклон ее оси вращения. Выбирались последовательно: 23,4 градуса (что соответствует реальному положению дел и согласуется с реальной картиной климата, включая региональные осадки, ледяной и снежный покров, а также распределение засушливых районов, поверхностные и атмосферные температуры, влажность, давление, скорость ветра и т.д.), 54, 70 и 85 градусов.

"Если наклон оси сделать немного больше нынешнего, то общемировые средние температуры оказываются несколько выше, чем сейчас, - говорит Вильямс. - Однако если "крен" превысит 54 градуса, то тенденция обратная - средняя ежегодная температура на Земле уменьшается по мере увеличения крена". Это объясняется тем, что все большая часть суши к северу и югу от экватора все хуже и неравномернее (в ходе ежегодного пути по орбите) "прожаривается". Ежегодные средние температуры, впрочем, - не лучший способ определить, могла ли бы такая планета быть обитаемой, поскольку сезонные температурные вариации могут оказаться слишком экстремальными...

Затем исследователи рассматривали эти "наклоненные" Земли с условием, что концентрация углекислого газа в атмосфере увеличится в 10 раз. Углекислый газ повышает среднюю температуру на планете на десятки градусов.

Выяснилось, что ничего глобально катастрофического не грозило обитателям ни одной из рассматриваемых "планет", жизнь могла бурно развиться на любом из этих гипотетических миров (хотя крайности, конечно, могли привести к тому, что в каких-то частях планеты был бы затруднен фотосинтез и эволюция пошла бы какими-то неведомыми нам путями). "Ни одна из моделируемых нами планет не была слишком горяча, чтобы превратиться в непригодную для жизни оранжерею, либо слишком холодна, чтобы на ней все замерзло. Поэтому реальные землеподобные планеты должны быть пригодны для жизни даже в случае крайних наклонов оси", - пишут авторы этого исследования. Более того, после сравнения нашей реальной планеты со смоделированными мирами с другими наклонами оси был сделан удивительный вывод: "Существующая Земля - одна из наиболее непригодных для жизни планет из тех, что мы моделировали", - говорит Вильямс. Хуже придется только обитателем планет, вообще лишенных "крена". А самым подходящим является наклон оси вращения в 54 градуса.

Кроме того, отнюдь не оптимальным является и распределение на нашей планете суши, что заставляет всерьез усомниться в максиме, что "мы живем в лучшем из миров" и что господь действительно добросовестно трудился в поте лица в первые шесть дней творения. "В ходе нашего моделирования выяснилось, что планеты с большими полярными суперконтинентами или с маленькими запасами воды будут наиболее проблематичными для их обитателей", - говорит Вильямс.

Впрочем, еще советский поэт-футурист Маяковский прежде всяких там компьютеров заметил, что "наша планета плохо оборудована". Ему тоже очень не хватало в этой жизни тепла...

Источники:
Planetary Tilt Not A Spoiler For Habitation - Penn State News
Topsy-turvy Planets Could Host Life - Astronomy.com

Астрономы обнаружили "потерявшиеся" барионы

Астрономы из Университета штата Огайо (Ohio State University) во главе с Фабрицио Никастро (Fabrizio Nicastro) из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра (Harvard Smithsonian Center for Astrophysics) обнаружили новый тип разогретого межгалактического газа, с помощью которого можно локализовать невидимое присутствие огромного количества темного вещества во Вселенной.

Газовое облако, в триллион раз массивнее, чем наше Солнце, и в 150 раз более горячее, окружает нашу местную группу галактик, в которую входит Млечный путь, туманность Андромеды и еще приблизительно 30 мелких галактик (все это в области поперечником около 5 млн световых лет). Несмотря на то, что это газовое облако столь обширно, оно представляет из себя только малую часть гигантских потоков газа, омывающих все галактики Вселенной.

cправка
	Барионы (от греч. barys - тяжелый) - частицы с равным единице барионным числом. Все барионы являются адронами и имеют полуцелый спин, то есть подчиняются статистике Ферми-Дирака. К барионам, в частности, относятся нуклоны (протон и нейтрон), гипероны, очарованные барионы, а также барионные резонансы. Все барионы, кроме самого легкого - протона, нестабильны и в свободном состоянии распадаются в конечном счете на протон за счет сильного или слабого взаимодействия.

Убедительные, но косвенные наблюдения показали, что Вселенная состоит приблизительно из 4 процентов нормального вещества - протонов, нейтронов и электронов. Протоны и нейтроны относятся к "тяжелым" частицам - барионам. Это нормальное, так называемое барионное вещество образует звезды, планеты и все остальное, что является видимым. С нормальным веществом сосуществует невидимая разновидность материи, названная темным веществом. Это дает еще примерно 23 процента Вселенной. И этот компонент, как считается, сыграл очень важную роль в образовании первых галактик.

Оставшаяся часть космического массово-энергетического "бюджета" (73 процента) приходится на еще более экзотическую вещь, названную темной энергией (dark energy), которая, по всей видимости, на больших расстояниях действует как своего рода антигравитация, противодействуя гравитации остальной части вещества. Эта сила ответственна за ускоряющийся темп продолжающегося расширения Вселенной.

Ученые полагают, что после Большого взрыва только 20 процентов "нормального" вещества ранней Вселенной (вроде протонов и нейтронов) сформировали звезды и галактики, которые можно наблюдать в ночном небе. Оставшиеся 80 процентов этого "нормального" вещества, которое астрономы именуют барионным, не поддаются непосредственным наблюдениям. С этим скрытым барионным веществом как-то связано и загадочное темное вещество, невидимая материя, которая, как считается, в основном и отвечает за гравитацию во Вселенной. Астрономы пока точно не знают, из чего состоит эта скрытая темная материя, но барионы могут использоваться как своеобразный маркер в этих поисках.

В данном исследовании речь идет только о "нормальном" веществе из барионов. Но астрономы поняли в последние годы, что это барионное разнообразие является своего рода тенью для полностью скрытого темного вещества.

"Мы полагаем, что барионы гравитационно взаимодействуют с темной материей, так что эта находка позволяет проследить местоположение темной материи в космосе, - считает астроном из университета Огайо Смайта Матер (Smita Mathur). - Каждый из этих компонентов указывает путь к другому".

Прошлым летом Матер и ее коллеги уже объявляли о предварительных результатах, полученных с помощью космической рентгеновской обсерватории Chandra, запущенной NASA. Эти результаты свидетельствовали в пользу существования такого разогретого барионного газа. Теперь эта находка нашла подтверждение в ходе экспериментов с FUSE (Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer - удаленный ультрафиолетовый спектроскопический исследователь NASA).

Этот газ настолько горяч, что фотоны, которые он излучает, имеют слишком высокие энергии и не видимы при наблюдениях на оптических длинах волн. Поэтому приходится изучать его в ультрафиолетовом диапазоне. Высокая температура и низкая плотность газа служат объяснением тому, почему эти барионы были обнаружены только сейчас, с помощью орбитальных зондов. В некоторый момент после Большого взрыва барионы сталкивались между собой и были зажжены за счет этого "теплового удара", который породил так много энергии, что она до сих пор позволяет частицам оставаться невидимыми.

Впрочем, находка все же полностью не отвечает на вопрос о составе остальной части барионной материи. Некоторые ученые поддерживают гипотезу, согласно которой в "скрытую" массу входят также тусклые звезды и гигантские газовые планеты, подобные нашему Юпитеру. Другие считают, что такое вещество состоит в основном из крошечных, но чрезвычайно массивных частиц. Научные эксперименты пока не в состоянии разрешить этот спор.

Скопление барионов вокруг Млечного пути может быть остатком первоначальной материи, из которой сформировалась наша Галактика и ее самые близкие соседи, считает Амил Стернберг (Amiel Sternberg) из Университета Тель-Авива в Израиле (он не принимал непосредственного участия в работе, но проанализировал результаты). Как уже говорилось, в течение самых первых миллиардов лет Вселенной приблизительно 20 процентов вещества объединились под воздействием гравитации в группы и скопления галактик. Вероятно, большинство оставшегося "нормального" вещества и темной материи сформировало гигантскую, подобную паутине структуру, которая удерживает галактические кластеры вместе.

Источники:
Rivers of gas could be part of 'missing' matter - Spaceflight Now
Astronomers detect "missing" baryons - Physics Web
Missing Matter Found, Partially Squaring Cosmic Accounting Sheets - Space.com

Максим Борисов

13.02.2003

версия для печати

Обнаружена первая реликтовая звезда - едва ли не ровесница Вселенной

Международная группа исследователей обнаружила в нашей Галактике реликтовую звезду, сохранившуюся с самых ранних времен существования нашей Вселенной. Доказательством ее древности служит рекордно низкое содержание металлов в ее атмосфере.

По современным представлениям в результате Большого взрыва, который положил начало нашей Вселенной, появились только легкие элементы - водород и гелий, из которых и начали формироваться звезды. Позже в ядерных "печах" звезд родились более тяжелые элементы, в частности, углерод и кислород. Металлы же рождались только в экстремальных условиях - в результате взрывов гигантских звезд. Такие звезды превращались в сверхновые, а уж из их обломков формировались новые поколения звезд, которые содержали в своем составе примеси металлов.

дословно
	Доктор Джордж Престон (George W. Preston), бывший руководитель Обсерватории Карнеги в Пасадене (Калифорния) (об открытии реликтовой звезды HE0107-5240) Открытие этой звезды подтверждает в общих чертах одно из предсказаний теории Большого взрыва, но едва ли послужит для создания далеко идущих заключений.

Существование звезд первых поколений, отличительной особенностью которых как раз и является отсутствие металлов в звездном веществе, было предсказано еще 25 лет назад, но до сих пор так и не удавалось отыскать ни одного подходящего кандидата на эту роль. Новонайденная звезда тоже не принадлежит к самому первому поколению таких звезд, она все же содержит металлы, но в чрезвычайно малых количествах, поэтому она скорее всего - из второй волны звезд, родившихся после взрывов первых. Ее возраст - более 12 млрд лет. Содержание металлов в ее атмосфере чрезвычайно низкое - 1/200000 от количества, обнаруженного на Солнце. Судя по ее спектру, новооткрытая звезда имеет 1 железный атом на каждые 6,8 миллиарда атомов водорода, уточняет Space.com. Это в 20 раз меньше, чем предыдущий рекорд - у звезды, найденной в 1977 году.

Новооткрытая звезда - ее обозначение HE0107-5240 - объект, расположенный на расстоянии 36 тыс световых лет от нас в Южном полушарии. По сообщению Nature она находится в созвездии Феникса, по информации AP - в созвездии Рыб. Правда, эта звезда довольно тусклая и видна только в мощный телескоп. Ее размеры невелики - примерно 4/5 от размеров нашего Солнца - именно в этом секрет ее долговечности, ведь крупные звезды долго не живут. Найдена она была в ходе реализации программы поиска таких звезд Южной европейской обсерваторией в Чили, затем исследована астрономами Siding Spring Observatory в Австралии.

Пока обследовано не более четверти из 8000 звезд, отсортированных из сотен тысяч кандидатов. Теперь исследователи надеются найти звезды, содержащие только водород, гелий и небольшое количество лития. Именно такой состав звезды и означал бы, что мы имеем дело с объектом, сформированным непосредственно из материи Большого взрыва. Предполагается также расширить поиск - обследовать с помощью более мощных телескопов соседние галактики, туманность Андромеды. Необходимо отыскать еще какое-то количество таких объектов, чтобы убедиться, что мы не имеем дело просто с единичным экзотическим случаем.

Максим Борисов

31.10.2002

версия для печати

Мерцающие квазары и кокон вокруг Солнечной системы

Группа радиоастрономов во главе с профессором Барни Рикеттом (Barney Rickett) из Калифорнийского университета нашла объяснение странным колебаниям в интенсивности радиоволн, исходящих от одного из самых энергичных, таинственных и пугающих астрономических объектов, - квазара, расположенного приблизительно в 10 млрд световых лет от Земли и обозначенного как PKS 0405-385. До настоящего времени уже множество астрономов ломало голову над этой загадкой, предполагалось, что подобные энергетические колебания вызывали какие-то внутренние изменения непосредственно в квазарах. Возникали некие экзотические теории, в которых теперь нет необходимости.

Наблюдаемый эффект мерцания удалось приписать тонкому слою межзвездного материала, расположенному в 70 световых годах от Земли. В этот своеобразный пузырь или кокон помещена не только вся Солнечная система, но и несколько ближайших звезд. Возможно, это давний остаток некой вспыхнувшей в этом районе сверхновой. Этот гигантский космический "пузырь" поляризует радиоволны, идущие от квазара к Земле, считает Рикетт. Это похоже на мерцание звезд в атмосфере Земли. Звездный свет проходит через бурные водовороты воздуха, заставляя звезды гаснуть и вспыхивать с новой силой. Точно так же радиоволны, прошедшие около 10 млрд световых лет от квазара, гаснут, взаимодействуя с более плотным, чем окружающая межзвездная среда, слоем, состоящим из ионизированных частиц газа.

Рикетт обнаружил явление межзвездного мерцания еще в 1969 году. Интересно, что этот эффект проявляется только с компактными источниками эмиссии. Подобно тому, как не мерцают планеты в земной атмосфере, поскольку представляют собой диски сравнительно крупного размера по сравнению с практически точечными источниками света - звездами, только самые крошечные квазары производят подобный эффект в радиоволнах.

Новая работа согласуется с выводами, полученными другой группой астрономов, исследовавших другой квазар прошлым летом. Результаты этих исследований позволяют точнее оценить температуру и размеры излучающих объектов, которые теперь полностью совместимы с общепринятой теорией. Согласно этой теории, излучение квазара рождается за счет разогрева вещества, поглощаемого супермассивными (весом в миллиарды обычных звезд) черными дырами, расположенными в галактических ядрах. Захваченное звездное вещество устремляется по спирали к черной дыре, образуя аккреационный диск, ярко излучающий во всех волновых диапазонах. Квазары - самые яркие объекты во Вселенной, они излучают не только радиоволны, но и инфракрасные лучи, видимый свет, ультрафиолет, рентгеновские лучи и в отдельных случаях гамма-излучение.

Наш собственный Млечный путь тоже имеет в своем центре супермассивную черную дыру, но эта черная дыра не очень активна, поэтому вряд ли кто извне сможет квалифицировать ядро нашей Галактики как квазар.

Квазары (quasar, сокращение от английских слов quasi-stellar radio source - квазизвездный источник радиоизлучения), были обнаружены в 1960 году как источники радиоизлучения с очень малыми угловыми размерами (меньше 10'') и затем отождествлены со слабыми оптическими объектами. В начале 60-ых их считали довольно близкими экзотическими объектами. Но измерение красного смещения линий в спектре исходящего от них света показало, что квазары удалены от нас на миллиарды световых лет. Таким образом, они - реликты ранней Вселенной. Любой объект, находящийся от нас на расстоянии 10 миллиардов световых лет, выглядит таким, каким он был 10 миллиардов лет назад, это время потратил свет, чтобы достигнуть земных телескопов.

Источники:
NBCSandiego.com
Space.com

Максим Борисов

11.12.2002

Доказано существование массивной черной дыры в центре Галактики

Группа германских астрономов из Института внеземной физики имени Макса Планка под руководством Райнера Шёделя (Rainer SchÖdel) обнародовала данные 10 лет наблюдений за звездами, сосредоточенными в центре нашей Галактики. В результате удалось показать, что в Галактическом центре расположен один-единственный сверхплотный и сверхмассивный объект - не что иное, как черная дыра, пишет Nature.

Черные дыры - это своеобразный "Священный Грааль" современной астрофизики. Их никто никогда не наблюдал непосредственно. Более того, наличие таких объектов среди звезд - всего лишь одно из следствий общей теории относительности Эйнштейна, призванное в случае своего обнаружения явиться одним из доказательств теории... Но астрофизики говорят об этих объектах все более и более уверенно - местоположение черных дыр выдают некоторые косвенные признаки.

Черная дыра - объект настолько плотный и массивный, что поле тяготение вокруг него способно необратимо "запереть" в своих объятьях не только любое материальное тело, но и световое излучение. Границу области, которую не в силах покинуть даже фотоны, называют горизонтом событий. Вторая космическая скорость для находящихся в этой области тел должна была бы превышать скорость света. Этот объект, физически для нас не существующий, должен обладать рядом парадоксальных свойств, кое-кто даже считает, что при пересечении горизонта событий время становится пространством, а пространство - временем.

"Выдать" черную дыру способно только поведение объектов, попавших в ее чудовищное поле тяготения, но еще не достигших горизонта событий. Обычно наличие черных дыр определяют в двойных звездных системах по интенсивному рентгеновскому излучению, вызванному поглощением черной дырой вещества звезды-компаньона. В прошлом десятилетии астрономы уже уверились в том, что присутствие сверхмассивных черных дыр в центрах галактик является неотъемлемой частью структуры звездных систем, точно так же, как и наличие более мелких черных дыр, разбросанных по всей галактике.

Наблюдать непосредственно в оптические телескопы галактический центр нашего Млечного Пути, который расположен в созвездии Стрельца (Sgr A*), не удается из-за плотных скоплений межзвездной пыли, но для наблюдений в рентгеновском и инфракрасном диапазонах он все-таки доступен. Наличие скопления особенно массивных объектов (или одного сверхмассивного объекта) в центре Галактики уже давно никто не оспаривал. А сравнительно недавно космической рентгеновской обсерваторией Chandra была зафиксирована вспышка в рентгеновском диапазоне, когда какой-то объект (например, комета) попал в зону действия черной дыры и был поглощен ею. В принципе, это уже могло бы служить доказательством наличия в Галактическом центре именно одной-единственной черной дыры массой, превышающей солнечную в 2,6 миллиона раз. Катаклизм продолжался приблизительно три часа. Но нельзя было исключить, что зафиксированное событие не происходило где-нибудь непосредственно впереди или позади объекта, который так интересовал астрофизиков.

Кстати говоря, успешно запущенная в четверг утром российским носителем "Протон-К" европейская космическая обсерватория INTEGRAL, способная регистрировать рентгеновское и гамма-излучение, как раз и будет специализироваться на изучении всяческих экзотических космических объектов и прежде всего черных дыр.

Группа Шёделя занималась другим проявлением влияния черных дыр на звездные объекты. Концентрация материи в центре Галактики столь велика, что искажает траектории близлежащих звезд. Прослеживая их пути на протяжении многих лет, можно сделать выводы о наличии этой самой скрытой материи. Но первоначально не исключались, конечно, варианты, согласно которым Стрелец А* мог оказаться кластером из нескольких черных дыр или нейтронных звезд.

Определенность позволили внести наблюдения за движением звезды, которую исследователи условно обозначили как S2. Ее путь с 1992 года, когда начались наблюдения, по настоящее время контролировался в инфракрасном спектре и радиотелескопами. Удалось вычислить период ее обращения вокруг скрытой массы - 15,2 года. Звезда успела проделать 2/3 своего пути по эллиптической орбите. Это на четыре года больше, чем требуется Юпитеру, чтобы сделать оборот вокруг Солнца. Никогда ни у какой другой звезды не удавалось проследить ее путь по орбите вокруг центра Галактики. Скорость движения S2 вокруг невидимого объекта составляет немыслимые для других звезд 11 миллионов миль в час (5 000 км/с), а расстояние до этого объекта в три раза превышает расстояние от Солнца до Плутона (Солнцу, кстати, расположенному в 26 тысячах световых лет от S2, требуется 230 миллионов лет, чтобы обойти вокруг центра Галактики). В остальном это вполне заурядная звезда, масса которой только в 15 раз превышает массу Солнца. Эллиптическая орбита S2 довольно устойчива . Звезда могла выжить только при условии, что скрытый объект не только массивный (3,7 млн масс Солнца), но и сверхкомпактный - то есть один-единственный. Большинство астрономов полагает, что черная дыра является единственной жизнеспособной моделью, способной объяснить движение звезды и другие данные, собранные при наблюдении объектов, составляющих структуру Галактического центра.

В принципе, кроме черной дыры остается еще один довольно экзотический вариант - бозонная звезда, то есть звезда состоящая из тяжелых элементарных частиц, называемых бозонами. Но даже она в конечном счете должна была бы свернуться в черную дыру, замечает коллега Шёделя Рейнхард Гензель (Reinhard Genzel).

Мы должны быть благодарны судьбе за то, что черная дыра, расположенная в центре нашего Млечного Пути, совсем невелика по сравнению с ядрами других галактик, и при этом относительно неактивна (впрочем, возможно это просто временная передышка...). Центры других звездных систем, как правило, содержат в себе массы миллиардов звезд. Предполагается, что это черные дыры, и эти черные дыры являются еще и активными, жадно потребляя вещество близлежащих звезд и преобразуя часть этой материи в рентгеновское и радиоизлучение, заявляя о себе на всю Вселенную. Крайний случай - квазары, нестационарные ядра далеких галактик, - самые мощные по излучению космические объекты.

Максим Борисов

18.10.2002

версия для печати

Капли сверхплотного кваркового вещества прошивают Землю насквозь

Исследователи из Южного методистского университета в Далласе (Southern Methodist University - SMU) выявили два сейсмических события, которые, как они считают, могли быть вызваны исключительно проходом сквозь Землю кварковой материи - формы вещества, до сих пор не обнаруженной в экспериментах.

Эта форма вещества, известная как "странная кварковая материя" (SQM - strange quark matter), является настолько плотной, что капля его весом в тонну занимала бы объем человеческого красного кровяного тельца. Другие названия этого состояния материи - нуклеариты (nuclearites) или странжелеты (strangelets), - поскольку оно характеризуется обилием "странных s-кварков" ("strange guarks"), субатомных частиц, не встречающихся в обычном веществе, построенном из u- и d-кварков и лептонов. Кварки из нуклонов - протонов и нейтронов, - дополненные "странными" кварками, могли бы дать начало новой устойчивой форме вещества, намного более массивной, чем обычные атомы.

Существование этой формы вещества было предсказано в начале восьмидесятых, но никаких прямых подтверждений не было найдено до сих пор. Впрочем, есть свидетельство того, что такая странная кварковая материя встречается в космосе, среди некоторых экзотических звезд. В апреле 2002, две различные группы астрофизиков сообщили, что они обнаружили кварковые звезды, которые могли бы состоять из подобного ультраплотного материала.

В 1984, американский физик, нобелевский лауреат Шелдон Ли Глэшоу (Sheldon L. Glashow) предложил простой способ регистрации SQM в земных условиях: нужно обратиться к сейсмологам и регистрировать сотрясения, вызванные проходом фрагментов такого вещества сквозь Землю на сверхзвуковой скорости. В 1993 году физик Вайдгор Теплитз (Vidgor Teplitz) из SMU предложил сотрудничество в подобном проекте Юджину Эррину (Eugene Herrin), сейсмологу из Отдела геологических наук того же университета.

Они проанализировали более миллиона отчетов о сейсмических событиях с 1990 по 1993 год, которые не были связаны с традиционными землетрясениями. Эти записи так называемых "несвязанных событий" были собраны от сейсмических станций, построенных во всех частях света, чтобы контролировать землетрясения и ядерные испытания. Требовалось отыскать события, дающие характерный сейсмический сигнал - прямую линию, - свидетельствующий о проходе SQM - нуклеаритов - сквозь планету. Характерная форма сигнала вызвана большим отношением скорости частиц к скорости звука в земле. Эррин считает, что странное кварковое вещество должно прошивать Землю на скорости в 250 миль в секунду (400 км/с), превышая в 40 раз скорость сейсмических волн. Исследователи также условились, что минимальным требованием для регистрации нуклеарита будет обнаружение его сигнала семью станциями контроля.

Удалось найти два сейсмических события с формой сигнала, которую они искали. Один случай произошел 22 октября 1993 года, когда нечто врезалось в Землю в районе Антарктиды и вылетело к югу от Индии 0,73 секунды спустя. Другой - 24 ноября 1993 года, когда объект вошел к югу от Австралии и вышел из Земли около Антарктиды 0,15 секунды спустя. Первый случай был зарегистрирован на семи станциях контроля в Индии, Австралии, Боливии и Турции, а второй случай был зарегистрирован на девяти станциях контроля в Австралии и Боливии.

"Мы не можем доказать, что это было именно странное кварковое вещество, но это - единственное объяснение, которое пока можно предложить", - утверждает Эррин. Впрочем, с подобными выводами согласны далеко не все физики.

Теперь исследователи надеются определить, откуда прибыло зарегистрированное SQM. Они полагают, что куски этого вещества могли бы разлетаться по Вселенной после столкновений кварковых звезд. Если столкновения SQM с планетой столь часты, что за один год удалось зафиксировать два события, то неизбежно возникает вопрос, насколько безопасны они для человека, техники и различного рода сооружений вроде ядерных электростанций. Скорее всего микроскопические "проколы", образуемые подобными каплями, совершенно неощутимы. Еще одна опасность состоит в том, что (по некоторым теориям) кварковое вещество способно "заражать" обычное вещество, провоцируя его спонтанный переход в то же "странное" состояние.

Следует обратить внимание, что одно из объяснений "линейных сейсмических источников" - транзит черной дыры. Однако черная дыра должна была бы иметь размеры в 10 микрон, вероятность же столь частого обнаружения подобных объектов сомнительна.

К сожалению, после 1993 года случаи прохода странного кваркового вещества сквозь Землю отыскать нельзя. В 1993 году американский Геологический обзор (Geological Survey) прекратил собирать данные от "несвязанных событий", которые использовались в описываемом исследовании.

Источники:
SMU News
BBC News
Seismic Evidence of Strange Quark Matter
Дискуссия, посвященная регистрации SQM (на английском)

Максим Борисов

25.11.2002

версия для печати

Галактика M64 "сглазила" своего компаньона

Галактика Дурной Глаз жестоко обошлась со своим спутником

В результате столкновения двух галактик родилась новая звездная система с необычным внешним видом и причудливой внутренней системой движения звездного вещества. Галактика имеет обозначение M64 (то есть она была каталогизирована в XVIII веке французским астрономом Шарлем Мессье (Charles Messier, 1730-1817) и попала в его известный звездный каталог под этим номером) и альтернативное - NGC 4826. Темная зона из пыли, поглощающей видимый свет, и яркое ядро послужили также причиной появления ее прозвища - галактика "Черный Глаз" или "Дурной Глаз" ("Black Eye", "Evil Eye").

статья
	Для спасения "Хаббла" планируется отправить российский пилотируемый корабль Операторы космического телескопа "Хаббл" планируют попросить помощи у России для того, чтобы поддержать работу обсерватории, и даже готовы принимать частные пожертвования (такие предложения уже поступали). В ближайшее время будет создан специальный веб-сайт, посвященный спасению "Хаббла".

Прекрасно прорисованные детали темной зоны можно рассмотреть на этой фотографии центральной части M64, полученной с помощью космического телескопа "Хаббл" (Hubble). Для сравнения (чтобы понять, отчего приходят в восторг профессионалы и простые любители астрономии и почему не хотят расставаться со своим любимым "Хабблом") предлагается посмотреть, например, на это изображение, полученное в Университете штата Алабама. M64 популярна среди астрономов-любителей из-за своего эффектного вида, доступного даже слабым телескопам. Расположена галактика в северном созвездии Волосы Вероники на расстоянии примерно в 17 миллионов световых лет от Земли.

На первый взгляд M64 представляется обладательницей вполне "нормальной" формы "завихрения" или "вертушки", как любая другая спиральная галактика. Как и в случае большинства таких галактик, все звезды в M64 вращаются в одном и том же направлении, по часовой стрелке. Однако, детальное изучение этой системы, предпринятое в 1990-х годах, позволило сделать замечательное открытие: межзвездный газ на периферии M64 вращается в направлении, противоположном тому, в котором движется газ и звезды во внутренних областях галактики. Активное формирование новых звезд характерно именно для промежуточной области, где происходит столкновение двух потоков вещества (противоположно вращающиеся потоки газа сталкиваются, сжимаются, одним словом, активно контактируют) - то есть эта особенность сама по себе является причиной бурных процессов звездообразования. Особенно примечательны в изображении "Хаббла" вид горячих голубых молодых звезд, только что сформированных, и розовые облака из раскаленного водорода, излучающие под воздействием ультрафиолетового света от недавно родившихся звезд.

Астрономы полагают, что противоположно вращающиеся потоки газа возникли тогда, когда M64 разорвала на части и поглощала свою спутниковую галактику, и это происходило более миллиарда лет назад. Маленькая галактика теперь почти полностью разрушена, от нее не осталось и воспоминаний, но следы столкновения еще можно угадать в аномальном движении газа у внешних краев M64.

Источник:
An Abrasive Collision Gives One Galaxy a "Black Eye" - HubbleSite - NewsCenter

Максим Борисов

09.02.2004

версия для печати

Пыльная радуга в Туманности Яйца

Похожее на вид поверхности озера, которую колеблет слабый ветерок и освещают подводные огни, изображение Туманности Яйца (Egg Nebula), полученное "Хабблом" (Hubble), предлагает астрономам особый взгляд на обычно невидимые частицы пыли, пеленающие стареющую звезду. Эти слои пыли, простирающиеся более чем на 0,1 светового года от звезды, имеют структуру вроде слоев луковицы или матрешки, что и дает в результате эти концентрические кольца. Наиболее широкая лента пыли, пересекающая картинку почти вертикально, преграждает свет от центральной звезды. Двойные лучи света, радиально отходящие от скрытой звезды и прорезающие черную как смоль пыль, напоминают яркий прожектор, подсвечивающий частицы в задымленной или пыльной комнате.

Искусственные радужные цвета в этом изображении используются, чтобы ясно показать, каким именно образом свет от звезды отражается от частиц пыли (размерами, сравнимыми с размерами частиц дыма), а затем отправляется к Земле.

Пыль в нашей земной атмосфере отражает солнечный свет таким образом, что нас достигают преимущественно световые волны, поляризованные определенным образом (колебания только в одном определенном выделенном направлении). Это также верно для отражений от воды или шоссе. Поляризационные солнечные очки используют этот эффект, чтобы погасить все "паразитные" отражения - кроме тех, которые соответствуют собственной поляризации материала поляроида. Это можно сравнить с листом бумаги, который пропихивают под дверью. Бумага должна быть параллельна полу, чтобы пройти в эту щель.

Специализированная камера "Хаббла" Advanced Camera for Surveys имеет поляроиды, принимающие только тот свет, "колебания" которого происходят под определенными отобранными углами. При составлении этого результирующего изображения свет от одного из поляроидов был окрашен красным (он пропустил лучи от приблизительно одной трети туманности). Другой поляроид принимал свет, отраженный от той же туманности, но имеющий другую поляризацию. Этот свет был условно окрашен синим. Свет от оставшейся трети туманности - от третьего поляроида - окрашен зеленым. Некоторые из внутренних областей туманности кажутся белесыми, потому что пыль там наболее плотна и свет рассеивается многократно в самых произвольных направлениях, прежде чем достичь наших приборов. (По аналогии с этим можно заметить, что поляризационные солнечные очки менее эффективны, если небо очень пыльно).

Изучая поляризованный свет от Туманности Яйца, ученые могут очень многое сказать о физических свойствах материала, ответственного за рассеивание, а также определить точное местонахождение центральной (скрытой от нас) звезды. "Тонкая" пыль - это, в основном, углерод, порожденный ядерным синтезом в центральной части звезды, а затем изгнанный в космос в момент, когда звезда теряла вещество. Такие частицы пыли - важный компонент для строительства пыльных дисков вокруг будущих генераций молодых звезд, и, возможно, в конечном счете они послужат материалом для формирующихся вокруг этих звезд новых планет.

Туманность Яйца, обозначаемая как CRL2688 (предлагается не путать с туманностью Тухлое Яйцо из созвездия Кормы!) расположена в 3 тыс световых лет от нас в созвездии Лебедя и является молодой планетарной туманностью. Несколько сотен лет назад центральная звезда в CRL2688 была красным гигантом. А это "радужное" изображение было получено Advanced Camera for Surveys "Хаббла" в сентябре и октябре 2002 года.

Источник:
Rainbow Image of a Dusty Star - HubbleSite - NewsCenter

Ссылка:
Поляризованный свет в природе - В.Мурахвери

Максим Борисов

Туманность Карандаша: занавес театра смерти

Достоянием общественности стало новое изображение так называемой "Туманности Карандаша" ('Pencil Nebula'), полученное с помощью космического телескопа "Хаббл" (Hubble Space Telescope). Самое поразительное в этой картине - цвета и подробная структура туманности. Объект, вошедший в кадр, представляет собой всего лишь малую часть гигантского остатка давно взорвавшейся звезды.

Приблизительно 11 тыс лет назад звезда, расположенная в те времена на месте этой туманности в южном созвездии Парус, внезапно вспыхнула, и в земных небесах какое-то время она сияла в 250 раз ярче, чем планета Венера. Древние наблюдатели небес, должно быть, были просто поражены этим таинственным превращением. Звезда была настолько яркой, что ее можно было легко заметить в дневное время.

Наши далекие предки вряд ли понимали, что они оказались свидетелями смерти далекой звезды, чьи габариты во много раз превышали размеры нашего Солнца. Хотя этот случай произошел задолго до документированной истории, можно быть уверенным, что та сверхновая послужила источником страха и множества возникших на его почве суеверий, распространившихся среди многочисленных племен и деревень во всем Южном полушарии. Даже в южной Европе можно было наблюдать эту взрывающуюся звезду, которая висела низко над горизонтом по всему Средиземноморью. Хотя сама звезда давно ушла в небытие, оставив после себя только огрызок - пульсар (быстро вращающуюся нейтронную звезду), - последствия того взрыва в виде расцвеченного газа сегодня все еще видны.

Официально "Туманность Карандаша" носит обозначение NGC 2736, а свое неофициальное имя получила из-за необычной веретенообразной формы. Другие планетарные туманности, как правило, имеют округлую, сферическую форму и ничем не напоминают карандаш. Туманность Карандаша была впервые описана знаменитым астрономом XIX века сэром Джоном Гершелем (John Herschel) 1 марта 1835 года во время его четырехлетнего пребывания в Южной Африке. Он наблюдал NGC 2736 только однажды и описал ее "...как необыкновенный длинный узкий луч чрезмерно слабого света".

Туманность Карандаша расположена почти точно на Галактическом экваторе. Она удалена на несколько градусов от того места, где можно было бы найти остаток той бывшей сверхновой, и если вы угадаете в очертаниях "карандаша", "веретена" или "занавеса" исполинскую дугу туманности, то отыщете останки звезды в соответствующем квадранте несколько северо-западнее. На фотографию "Хаббла" это дело, естественно, не влезло, а сияющая там яркая звезда вовсе не связана с туманностью, и пока астрономы затрудняются с определением расстояния до нее; возможно, эта "лишняя" звезда вообще находится, так сказать, на заднем плане и только просвечивает сквозь газ вследствие своей большой яркости.

На снимке, полученном командой "Хаббла" в октябре 2002 года с помощью Advanced Camera for Surveys (ACS, Усовершенствованная камера для обзоров, оптический и УФ-диапазон; она, кстати, установлена американскими астронавтами во время одного из удачных полетов шаттла Columbia), можно разглядеть край холмистой газовой полости в виде протяженных тонких волокнистых структур, небольших ярких скоплений газа и рассеянных газовых обрывков. Фрагмент Туманности Карандаша, попавший в кадр, занимает на самом деле три четверти светового года, а весь остаток сверхновой в созвездии Парус имеет протяженность в 114 световых лет (35 парсеков) и находится на расстоянии приблизительно 815 световых лет (250 парсеков) от нашей Солнечной системы.

Свечение туманности объясняется воздействием на области с относительно плотным межзвездным газом ударной волны от сверхновой. Ударная волна проходит через пространство снимка справа налево. Первоначально газ от воздействия ударной волны нагревается до миллионов градусов, а когда впоследствии остывает, то испускает фотоны в оптическом диапазоне. Цвета различных областей туманности могут многое рассказать об этом процессе охлаждения. Некоторые области все еще настолько горячи, что за испускание фотонов "отвечают" ионизированные атомы кислорода, которые пылают голубым цветом на этой картинке. Другие области охладились сильнее и испускают уже красный свет (за это "ответственны" охлаждающиеся атомы водорода). То есть цвет показывает температуру газа. Мрачного "кровавого" цвета здесь больше, поскольку в это дело вмешивается межзвездная среда, которая поглощает преимущественно голубой свет от более возбужденного газа, а пропускает красный от более холодного.

Оценка времени взрыва (11 тыс лет) была произведена на основании анализа замедления вращения "родительского" пульсара. Если верить этой оценке, начальный импульс выбросил звездный материал со скоростью почти в 22 млн миль в час (35 млн км/час). Ну а в настоящее время скорость движения Туманности Карандаша снизилась до 400 тыс миль в час (644 тыс. км/час).

Источники:
Pencil Nebula Scribbles Notes from Past - NASA
Supernova Shock Wave Paints Cosmic Portrait - HubbleSite - NewsCenter
The Pencil Nebula: New Hubble Shot of Colorful Crash Scene - Space.com
The Pencil Nebula - The Hubble Heritage Project

Ссылка:
NGC 2736, the 'Pencil nebula' in Vela - изображение NGC 2736, полученное Англо-австралийской обсерваторией (Anglo-Australian Observatory)

Максим Борисов

11.06.2003

Нейтронные звезды

- очень компактные и плотные объекты, радиус которых составляет от 10 до 100 км, а масса - от 1,4 до 3 солнечных масс. Плотность в центре такой звезды - порядка 3x10¹⁴ - 2x10¹⁵ г/см³. В основном нейтронные звезды состоят из вырожденных нейтронов с малой примесью вырожденных протонов и электронов и только самые внешние слои - твердая кора - содержат железо с примесью Cr, Ni, Co. Гидростатическое равновесие в них поддерживается давлением вырожденного нейтронного газа. Образование нейтронных звезд происходит в процессе гравитационного коллапса на конечных стадиях эволюции достаточно массивных звезд (в несколько раз превышающих массу Солнца). Большинство известных на сегодня нейтронных звезд являются пульсарами (обнаружены в 1967 году).

Звезда-гигант Бетельгейзе рассыпается в пыль

Группа астрономов, работающих под руководством Алекса Лобеля (Alex Lobel) из Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - CfA), сообщила на 203-й встрече Американского астрономического общества (American Astronomical Society) в Атланте о проводимых с помощью космического телескопа "Хаббл" (Hubble) наблюдениях процессов, протекающих в атмосфере близкой к нам гигантской звезды Бетельгейзе. Удалось непосредственно разглядеть раскаленный газ, исторгаемый из бурлящей звездной атмосферы на расстояния гораздо большие, чем в случае любой другой известной астрофизикам звезды. С этим исторгнутым из звезды и остывающим горячим газом связаны довольно сложные процессы, протекающие во вздутых верхних слоях атмосферы Бетельгейзе.

Бетельгейзе - это альфа Ориона, седьмая по яркости звезда, видимая в северном полушарии, она представляет собой красный сверхгигант, удаленный от Солнца на расстояние в 425 световых лет (раньше указывалось расстояние в 500-600 световых лет , в любом случае это один из самых близких наших соседей такого рода). Ее название происходит от арабского "байт ал-джауза" - "плечо (или подмышка) охотника" - это соответствует тому месту, которое занимает звезда на рисунках зимнего созвездия Ориона. Бетельгейзе относится также к классу полуправильных переменных звезд, так как ее яркость нерегулярно колеблется между 0,4 и 0,9 звездными величинами с периодом около 5-6 лет. "Хабблом" 3 марта 1995 года в ультрафиолетовом свете была получена первая фотография ее поверхности, причем это изображение может считаться вообще первой фотографией диска звезды, отличной от Солнца (когда-то ученые в случае звезд имели дело только с "точечными" источниками излучения). Поверхность Бетельгейзе холоднее поверхности Солнца, а масса и объем - гораздо больше. Фотосфера Бетельгейзе имеет примерно такой же размер, как орбита Юпитера.

Новые наблюдения с использованием сверхчувствительного спектрографа STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph), установленного на "Хаббле", показывают, что разогретая хромосфера Бетельгейзе простирается на расстояние, которое более чем в пятьдесят раз превышает ее радиус в видимом свете, то есть ее размеры в пять раз больше, чем орбита Нептуна. Хромосфера - это внутренний слой атмосферы звезды, располагающийся между фотосферой и короной. Изредка мы можем самым непосредственным образом наблюдать хромосферу нашего Солнца - она видна как тонкая красноватая линия во время полного солнечного затмения, - впрочем, размер солнечной хромосферы, в отличие от Бетельгейзе, не превосходит нескольких процентов от радиуса нашего светила.

STIS обнаружил спектральные следы некоторой части горячего газа во внешних, относительно холодных, отдаленных и "пыльных" местах гигантской атмосферы Бетельгейзе. Проделанные наблюдения могут помочь описать механизмы формирования и поддержания подобных разогретых газовых оболочек вокруг многих других красных и желтых звезд, включая и Солнце. Бурлящая хромосфера выбросает газ на одной стороне звезды, в то время как на другой он вновь обрушивается на звезду, напоминая картинки, возникающие в игрушечной заполненной маслом "лава-лампе".

Новые спектры, полученные STIS в ультрафиолетовом диапазоне, показывают, что сильно удаленные части хромосферы содержат газ, нагретый до более чем 4220 градусов Фаренгейта (2600 кельвинов). Холодные слои, граничащие с газом, однако, имеют температуру не свыше 2240 градусов Фаренгейта (1500 K). Более высокие температуры уничтожили бы частицы пыли, которые излучают в инфракрасном спектре на большом удалении от сверхгиганта.

"Верхние слои хромосферы Бетельгейзе уходят в огромное облако из холодной пыли, обращающееся вокруг этой сверхгигантской звезды. Основываясь на наших базовых знаниях о формировании хромосферы, мы стараемся объяснить, как этот разогретый газ оказывается так далеко в космосе. Подавляющая часть газа там имеет температуру ниже 2000 градусов по Фаренгейту из-за пыли, однако к этому газу очевидно добавляется намного более горячий ионизированный газ из хромосферы вблизи поверхности звезды", - сказал Лобель.

Астрономы рассматривали несколько возможных объяснений одновременного присутствия горячего и холодного газа в верхней хромосфере этой гигантской звезды. Одно из возможных объяснений привлекает механизм ударных волн, которые возникают в хромосфере. В этом случае газ сжимается и разогревается под воздействием фронта такой ударной волны. Эти удары несут с собой достаточную энергию, чтобы нагреть большой объем газа, причем очень высоко над поверхностью сверхгиганта. Температура падает настолько быстро, что зерна пыли могут успеть сформироваться прежде, чем будут полностью разрушены последующими волнами. Когда большие объемы теплого и холодного воздуха сталкиваются в земной атмосфере, образуются разрушительные тропические штормы, способные швырять автомобили как пушинки. По той же причине хромосфера Бетельгейзе имеет столь высокую турбулентность. Спектры STIS показывают, что скорость турбулентности превышает локальную скорость звука. Эта сверхзвуковая турбулентность может быть следствием волновых ударов или обмена энергией между недавно обнаруженным разогретым и холодным газом.

Другая возможная модель не обращается к механизму ударных волн для описания осцилляций хромосферы. Части бушующей поверхности звезды иногда очень сильно "выпирают" в различных направлениях, проникая разогретыми факелами в холодную пылевую оболочку. На больших расстояниях от поверхности плотность холодной атмосферы очень сильно падает, что и препятствует быстрому поглощению окружающим газом того тепла, которое приносят более теплые "факелы".

Астрономы теперь планируют с помощью новых высокоточных наблюдений выяснить, простираются ли хромосферы других ближайших сверхгигантов также далеко в космос. "Мы надеемся, что дополнительные наблюдения подтвердят присутствие разогретого газа на расстояниях в пятьдесят звездных радиусов", - говорит Джейсон Офденберг (Jason Aufdenberg), принимавший участие в исследованиях.

Так как Бетельгейзе является массивным красным сверхгигантом, то неотвратимо приближается конец ее жизни, и вскоре она взорвется как сверхновая. Впрочем, и сейчас в тех местах несладко, так что остается объяснять лишь причудой или простой любовью к красивым названием обычай многочисленных авторов научной фантастики отправлять в те края космические корабли для поиска планет и жизни на них. Например, так "повезло" профессору Антелю и его спутникам из знаменитого романа Пьера Буля "Планета обезьян". В окрестностях Бетельгейзе они не только отыскали целых четыре планеты (увы, не заметив при этом десяток-другой прочих, описанных зато коллегами-фантастами), но и убедились в том, что вторая из этих планет, Сорора, поразительно похожая на Землю, "двигается по орбите, близкой к земной" и населена разумными обезьянами и дикими людьми. Обитаемы окрестности Бетельгейзе в романах Роберта Силверберга (там водятся то ли синелицые негодяи, то ли классические маленькие зеленые человечки), Дугласа Адамса (это вообще песня), Энна Маккефри, Пола Андерсена, Альфреда Бестера, Эдмунда Гамильтона, Клиффорда Саймака и у многих, многих других. Согласно Брюсу Стерлингу вокруг этой звезды кружит миллион планетоидов, а ироничный Станислав Лем в Путешествиях Ийона Тихого ведет речь даже о Союзе Звезд Бетельгейзе. Если верить Александру Бушкову, тамошние обитатели - величиной с крысу и размножаются "каким-то идиотским способом", а половую жизнь землян изучают, например, забравшись в череп искусно сделанного подобия молодой шлюхи. На кого они при этом сами похожи, Бушков не уточняет, но если обратиться к авторитету Майкла Муркока, то выясняется, что это просто такие микроскопические собакоподобные твари...

Источники:
Storms Of Hot And Cold Gas Rage In Betelgeuse's Turbulent Atmosphere - Penn State Eberly College of Science
Hot and cold gas rage in Betelgeuse's atmosphere - Spaceflight Now

Ссылка:
Космический телескоп Hubble сфотографировал поверхность звезды Бетельгейзе - InfoArt News Agency

Максим Борисов

16.01.2004

В ранней Вселенной все звезды были лишены планет

Для большинства людей фраза "звезда, подобная Солнцу" эквивалентна изображению дружелюбного теплого желтого светила, сопровождаемого свитой из планет, где, возможно, зреет жизнь. Однако новые исследования астрономов Волкера Бромма (Volker Bromm) и Абрахама Лоеба (Abraham Loeb) из Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Кембридж), которые были озвучены на 203-й конференции Американского астрономического общества в Атланте, показали, что первые звезды солнечного типа представляли собой всего лишь одинокие плазменные шары, двигающиеся по Вселенной, лишенной планет и уж тем более жизни (по крайней мере, той единственной разновидности органической жизни, что нам пока известна).

Эти звезды рождались, развивались и погибали в условиях бесплодной, безжизненной изоляции, однако со временем они помогли Вселенной измениться, они ответственны за синтез тяжелых элементов вроде углерода и кислорода, которые в конечном счете и привели к появлению первых планет, подобных нашей Земле.

"Окно для жизни открылось где-то между 500 млн и 2 млрд лет после Большого взрыва, - говорит Лоеб. - Миллиарды лет назад первые звездные карлики были одиноки. Это их одиночество - закономерный этап в истории нашей Вселенной".

А самая первая генерация звезд нисколько не походила на наше Солнце. Они были раскаленными добела, массивными (раз в двести массивнее Солнца) и весьма недолговечными. Сгорая в течение всего лишь нескольких миллионов лет, они под конец своей жизни взрывались сверхновыми. Однако те самые первые звезды начали важный процесс во Вселенной, рассеивая жизненно важные элементы, подобные углероду и кислороду, которые и послужили строительными "кирпичиками" для планет.

"Раньше мы моделировали взрывы первых сверхновых, чтобы проследить их развитие и оценить количество тяжелых элементов (элементов тяжелее водорода и гелия), которое они могли произвести, - говорит Бромм. - Теперь мы пришли к выводу, что одна-единственная сверхновая первого поколения способна произвести достаточное количество тяжелых элементов, чтобы могли сформироваться первые солнцеподобные звезды".

Бромм и Лоеб показали, что многие звезды второго поколения имели размеры, массы, и, следовательно, температуры, подобные нашему Солнцу. Эти свойства - следствие влияния углерода и кислорода в момент формирования звезд. Даже десятитысячной доли того количества этих элементов, что обнаружено на Солнце, оказалось достаточным, чтобы позволить родиться небольшим звездам, подобным нашему Солнцу.

Однако низкая распространенность ключевых элементов не допускала формирования планет земного типа около тех первых солнцеподобных звезд. Только когда следующие генерации звезд развились, погибли и обогатили межзвездную среду тяжелыми элементами, сделалось возможным рождение планет и жизни на них.

"Жизнь - это сравнительно новое явление, - утверждает Лоеб. - Мы знаем, что требуется много взрывов сверхновых, чтобы создать все те тяжелые элементы, что мы находим здесь на Земле, на нашем Солнце и в нашем собственном организме".

Недавнее наблюдение подтверждает этот вывод. При изучении открытых экзопланет была найдена однозначная корреляция между наличием у звезды планет и распространенностью в этой звезде тяжелых элементов ("металлов"). То есть звезда с более высоким содержанием "металлов" - тяжелых элементов - с большей вероятностью будет обладать планетной системой. Наоборот, чем ниже содержание "металлов" в звезде, тем с меньшей вероятностью она будет иметь планеты.

"Мы теперь только начинаем изучать вопрос о том, какой минимум тяжелых элементов необходим для формирования планеты, поэтому пока трудно сказать, когда в точности "открывается окно" для жизни. Но ясно, что нам очень повезло, что содержание "металлов" в нашей Солнечной системе было достаточно высоким для того, чтобы сформировалась Земля", - говорит Бромм.

Вселенной приблизительно 13,7 млрд лет. Спутник NASA WMAP, исследуя микроволновый фон, позволил определить время появления первой генерации звезд: это произошло спустя приблизительно 200 млн лет после Большого взрыва. А в прошлом июле американские астрономы нашли планету, которая, вероятно, возникла 12,7 млрд лет назад - она намного древнее, чем это допускается теорией. Так что вопрос о том, когда звезды перестали быть одинокими, все-таки остается открытым.

Источники:
Lifeless Suns Dominated The Early Universe - Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Press Release
Early Universe Was Lifeless and Lonely - Space.com

Максим Борисов

Основу для земной жизни дал редкий тип звезд

Группа астрономов во главе с Адольфом Виттом (Adolf Witt) из Университета Толедо (University of Toledo, штат Огайо), использовав телескопы в Чили и Аризоне и исследовав ультрафиолетовый свет, испускаемый туманностью Красный Прямоугольник, обнаружила спектральные подписи самых сложных молекул из всех, найденных к настоящему времени в космическом пространстве. Это открытие дало ученым указание, где нужно искать возможную "фабрику" органического вещества. Происхождение стандартных блоков жизни связывают теперь с редким типом углеродных звезд. Результаты исследований представлены на встрече Американского астрономического общества (American Astronomical Society) в Атланте (Джорджия).

Два типа углеводородных молекул, о которых идет речь, носят названия антрацен (anthracene) и пирен (pyrene). Они состоят из атомов углерода и принадлежат к классу молекул, называемых полициклическими ароматическими углеводородами (polycyclic aromatic hydrocarbons - PAHs). "Жирный черный дым, который выплевывают грузовики, работающие на дизеле, состоит главным образом из PAHs," - поясняет Адольф Витт. Эти две молекулы содержат 24 и 26 атомов соответственно, что вдвое превышает размеры предыдущего рекордсмена - молекулярной цепи из 13 атомов. Они рождены в туманности Красный Прямоугольник (форма туманности действительно напоминает красный прямоугольник с лучами), расположенной в 1000 световых лет от Земли.

Свидетельства того, что огромные количества PAHs рассеяны по всему окружающему нас космосу, появлялись и раньше. Эти молекулы выдают себя, испуская инфракрасный свет, к тому же аминокислоты были найдены в метеоритах, попадающих на Землю. Органические молекулы, подобные им, обильно поливали нашу планету в ранний период ее истории, и, возможно, это и послужило толчком к появлению самых первых форм жизни. Однако источник этих сложных молекул до сих пор не был надежно идентифицирован... Теперь же Витт убежден, что они произошли в местах, подобных Красному Прямоугольнику.

В центре туманности расположена звезда с массой, примерно равной массе Солнца, но эта звезда гораздо старше нашего светила. Она находится на последнем отрезке своей жизни, проходя бурную, но короткую стадию развития, в ходе которой в ее глубинах сгорают остатки насыщенного углеродом материала. Предполагается, что углерод и водород уносятся прочь со звездным ветром, рассеиваются по межзвездному пространству и остывают, формируя туманность. Когда газ охлаждается, его атомы слипаются и образуют все более крупные молекулы. Открытие антрацена и пирена - сильный довод в пользу реальности таких процессов. Причем эти две молекулы - почти наверняка не предел "конструкторских успехов" звезды, существуют и более крупные молекулы, построенные в Красном Прямоугольнике.

"Нет никакого предела - в конечном счете могут сформироваться частицы, состоящие из миллиона атомов и даже больше, - говорит Витт. - Мы имеем дело с настоящей фабрикой органических молекул".

Источник:
Space molecules point to organic origins - New Scientist

Максим Борисов

12.01.2004

В тот момент, когда произошло это знаменательное событие с V838, никто из астрономов не сомневался в том, что они имеют дело с классической nova. При взрывах новых и сверхновых звезд огромное количество звездного вещества извергается в окружающее космическое пространство (типичная нова - это "нормальная" звезда, которая сбрасывает водород на компактную звезду-компаньона - белый карлик; эти скопления водорода спонтанно на нем взрываются (ядерный синтез), подобно колоссальной водородной бомбе). Однако оказалось, что эта звезда вовсе не сбрасывала свои внешние слои, да к тому же так и не выставила, как положено, всем напоказ свое горячее ядро. В отличие от обычной новы она просто очень сильно расширилась, чтобы оставаться при этом сравнительно "прохладным", но очень ярким сверхгигантом. Это небывалая метаморфоза бросает вызов укоренившимся за последнее время в астрофизике взглядам на эволюцию звезд. Получается, что среди звезд встречается по крайней мере еще один доселе невиданный тип вспышки, в результате которой звезда очень быстро расширяется до гигантских размеров, но не взрывается в обычном смысле этого слова. Таинственная V838 имеет нечто общее с классом очень непостоянных звезд, названных эруптивными (извергающимися) переменными (eruptive variables), которые способны внезапно и непредсказуемо увеличивать свою яркость.

Собственно, картинки действительно совершенно уникальны и по-своему красивы, хоть и могут вызвать "медицинские" ассоциации. Обратившись к источникам, указанным немного ниже, можно посмотреть и гораздо более наглядную анимацию сего процесса.

Осталось только пояснить, что поскольку свет от вспышки продолжает двигаться и отражаться от пыли, окружающей звезду, прежде чем отправиться к Земле, мы и видим такое своеобразное непрерывно увеличивающееся гало. То есть из-за этого дополнительного пути свет от пыли достигает нас только спустя месяцы после того, как мы видели саму вспышку - такое своеобразное "световое эхо" (light-echo). Область "светового эха" теперь уже в два раза превышает угловые размеры Юпитера на земном небе и продолжает расширяться. Подобное явление уже наблюдалось раньше, но это было задолго до запуска космических телескопов - в 1936 году, - и тогда изучить его в таких подробностях, естественно, не представлялось возможным.

Источники:
Hubble Watches Light from Mysterious Erupting Star Reverberate Through Space - Full press release text
Energetic star becomes a cool supergiant - PhysicsWeb
Hubble Chronicles Mysterious Outburst with 'Eye-Popping' Pictures - Space.com

Ссылка:
Переменные звезды - Н.Н.Самусь

Максим Борисов

28.03.2003

версия для печати

дословно
	Говард Бонд Научный институт космических телескопов в Балтиморе (О вспышке V838 в созвездии Единорога) Мы имеем определенные трудности, пытаясь понять механизм этой вспышки, в результате которой звезда ведет себя не так, как это предсказывают существующие теории вспышек новых. Все это, впрочем, может быть лишь следствием редкой комбинации звездных свойств, которую мы не видели прежде. Hubblesite.org В настоящий момент мы можем только констатировать, что нам известны лишь два реальных источника, которые могли помочь звезде исторгнуть энергию в таких количествах и столь быстро: это либо гравитационная энергия, либо термоядерная. Причем определяющее участие в этом процессе гравитационной энергии, "отвечающей" обычно за звездные столкновения или слияние гравитационных масс, кажется маловероятным. Окружающая околозвёздная пыль свидетельствует о том, что V838 Единорога ранее уже взрывалась, а звездное взаимодействие такого рода обычно бывает однократным. Мы скорее можем предположить, что энергия была выделена через ядерный синтез, но при помощи какого-то механизма, с которым мы прежде не сталкивались. PhysicsWeb

Звезда, обозначаемая как HD 192163, является чрезвычайно массивной и подобно всем таким тяжеловесам обречена на короткую, но яркую жизнь. Она относится к известному, но редкому типу звезд Вольфа-Райе (Wolf-Rayet), поэтому имеет другое, альтернативное обозначение WR 136. Спустя всего лишь 4,5 млн лет после своего рождения (что составляет только одну тысячную от текущего возраста нашего Солнца) она уже на полных парах мчится в небытие - к взрыву сверхновой, который ожидается приблизительно через 100 тысяч лет. На короткое время эта вспышка затмит все окружающие звезды, а в результате всего этого от былого гиганта останется лишь жалкий огрызок, который, сжавшись, обратится в нейтронную звезду или даже в черную дыру.

Сама звезда-тяжеловес, впрочем, не попала на фото и находится за кадром - она правее и ниже. А это совмещение рентгеновского (синий цвет) и оптического (красный и зеленый) изображений позволяет ясно различить драматические детали происходящего в левой верхней части туманности Полумесяца (NGC 6888), гигантского газового кокона, созданного мощными звездными ветрами, дующими от HD 192163 (полумесяц, впрочем, сама туманность не очень-то напоминает, скорее, какая-то фасолина). Туманность NGC 6888 довольно обширна - поперечник ее составляет 25 световых лет - и занимает на небе четверть диаметра Луны. Однако она слишком тусклая, чтобы ее можно было разглядеть невооруженным глазом, нужен телескоп.

Первоначально звезда сильно разбухла и превратилась в красный гигант, а большая часть ее массы была унесена звездным ветром со скоростью порядка 20 000 миль в час (30 тысяч км/ч, красный цвет), при этом каждые 10 тысяч лет терялась масса, равная массе нашего Солнца. Спустя всего лишь 200 тысяч лет (единый миг с точки зрения нормальной звезды) интенсивная радиация от обнажившихся раскаленных внутренних слоев начала изгонять газ со скоростью уже свыше 3 млн миль в час (5 млн км/ч). Стремительные ветры из газа и заряженных частиц от внутренних слоев нагнали более ранний и не столь быстрый звездный ветер и столкнулись с ним, чтобы создать плотный кокон вокруг HD 192163. Мощь столкновения создала две ударные волны: первая двинулась за пределы плотной оболочки и образовала своеобразную волокнистую структуру (видимую в зеленых тонах), а вторая двинулась внутрь, в результате чего возник газовый пузырь с температурой в миллион градусов, испускающий высокоэнергичные рентгеновские лучи (синий цвет). Самое яркое рентгеновское излучение вблизи самой плотной части сжатой газовой оболочки при этом показывает местонахождение самого горячего газа.

Туманность Полумесяца фотографировалась также 0,9-метровым телескопом на горе Китт-Пик в Аризоне, который принадлежит американскому Национальному научному обществу, и космическим телескопом "Хаббл" (Hubble). Новое изображение от "Чандры" поможет исследователям уточнить массу, энергию и состав газовой оболочки вокруг этой предновой звезды. Более детально изучая процессы, происходящие в пространстве возле таких звезд, можно в свою очередь точнее интерпретировать наблюдения вспышек сверхновых и их останков.

Источники:
The Crescent Nebula (NGC 6888): Live Fast, Blow Hard and Die Young - Chandra X-ray Observatory
First Sign of Impending Stellar Catastrophe - Space.com
Spectacular star caught mid-explosion - ABC Science Online

Ссылка:
Туманность ''Полумесяц'' и саморазрушающаяся звезда - Scientific.ru (не менее впечатляющее фото того же объекта, полученное "Хабблом")

Максим Борисов

24.10.2003

РБК, 13.03.2002, 17:59:

Умирающие звезды вырабатывают солнцезащитное средство

Загадка стареющих "красных гигантов" - звезд, периодически значительно меняющих свою светимость, не одно столетие мучившая ученых, разрешилась. Компьютерное моделирование показало, что в атмосфере таких звезд периодически вырабатывается оксид титана - белое вещество, используемое в солнцезащитных средствах. Долгопериодические переменные звезды типа Mira (Омикрон) Кита могут периодически изменять свою яркость на три порядка. "Это соответствует разнице в освещенности стадиона, например, при включенных осветительных прожекторах и только лишь светом ночного неба", - пояснил Марк Рейд (Mark Reid) из Гарвард-Смитсониановского астрофизического центра в Кембридже, США. Температура в расширяющейся внешней атмосфере звезды меняется в диапазоне от 2.000 до 2.800 градусов. Когда температура близка к максимальному значению, атомы титана и кислорода полностью диссоциируются. Однако в минимуме они могут объединяться, образуя молекулы оксида титана, поглощающего свет из внутренних, более горячих областей звезды, заставляя ее "тускнеть". Механизм поглощения света оксидом титана связан с захватом фотонов видимой области спектра электронами внешних оболочек и последующим их переизлучением с энергиями много меньшими, практически полностью лежащими в пределах инфракрасной области спектра. Жанет Мэтью (Janet Mattei) из Американской ассоциации наблюдателей переменных звезд в Кембридже, штат Массачусетс, подчеркивает, что исследование звезд типа Mira крайне важно потому, что через эту стадию в своем развитии проходит большинство звезд. Таким образом можно узнать будущее, ожидающее нашу звезду, а также то, каким образом такие звезды обогащают межзвездное пространство веществом, из которого впоследствии формируются новые звезды.

Самые выдающиеся открытия 2003 года: темная энергия, пентакварки, бозе-конденсаты, квантовые компьютеры и др.

Многие западные издания выстраивают своеобразные хит-парады научных достижений уходящего 2003 года. Мы публикуем один из таких списков, составленный редакцией издания PhysicsWeb.

1. Космология

В этом году NASA впервые обнародовало полную детальную карту распределения в окружающем нас пространстве космического микроволнового фона (реликтового излучения) - своеобразного микроволнового "эха" Большого взрыва. Ученые создали эту карту, исходя из данных, собранных спутником Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP, зонд для исследования микроволновой анизотропии имени Дэвида Вилкайнсона) на протяжении 12 месяцев полета. Результаты подтверждают инфляционные модели Вселенной и дают информацию о времени появления первой генерации звезд.

Судя по этим данным, нашей Вселенной приблизительно 13,7 миллиардов лет, а самые первые звезды во Вселенной сформировались спустя всего лишь 200 миллионов лет после Большого взрыва. Результаты также свидетельствуют в пользу модели чрезвычайно протяженной "бесконечной" и "плоской" Вселенной, которая состоит из 4% обычного (барионного) вещества, 23% темной материи и 73% темной энергии. Надо сказать, что результаты, полученные WMAP, большинство авторитетных научных изданий ставят теперь на первое место среди всех научных достижений 2003 года.

Однако в октябре этого года космологи из Франции и США предположили, что пространство нашей Вселенной может быть не только конечным (при этом оно относительно невелико), но и "свернутым" в виде двенадцатигранника. Они утверждают, что эта форма поможет объяснить несоответствия между прежними теориями и новыми данными WMAP для больших пространственных углов.

2. Физика элементарных частиц

Возможное обнаружение бозона Хиггса и различных "суперсимметричных" частиц для большинства физиков, занимающихся высокими энергиями, безусловно, является самым приоритетным моментом в современных физических исследованиях. Не менее интересны неожиданные открытия нескольких новых экзотичных частиц в ходе экспериментов, проводимых в Японии, США, России и Германии. Новые частицы, которые могут иметь очень большое значение для Стандартной модели, для мирового сообщества физиков, занимающихся элементарными частицами, оказались приятной неожиданностью.

Информация о первой из новых частиц была обнародована в апреле, когда калифорнийские физики из Стэнфорда, занятые в эксперименте BaBar, сообщили о новом D-мезоне ("D_s (2317)"), который, скорее всего, должен содержать четыре кварка (небывалая конфигурация) - впрочем, эта интерпретация так и не была подтверждена.

Два месяца спустя появилась информация об открытии пентакварка - частицы с 5 кварками, - обнародованная американскими исследователями. Эта новая частица должна была содержать два "верхних" кварка, два "нижних" и один "странный" антикварк. Большинство же других частиц является либо мезонами, состоящими из пары кварк-антикварк, либо барионами, которые включают в себя либо три кварка, либо три антикварка (к числу таких частиц относятся и нуклоны - протоны и нейтроны, из которых состоит весь привычный нам мир и мы сами).

И, наконец, в ноябре ученые из коллаборации Belle японской лаборатории KEK заявили об обнаружении новой субатомной частицы, которую назвали "X (3872)". Эта частица также не вписывается ни в одну из известных схем, и исследователи полагают, что имеют дело с неизвестным до настоящего времени типом мезонов, который содержит четыре кварка.

3. Конденсаты

Физика конденсированных сред вот уже несколько лет продолжает выдавать на-гора удивительные и важные открытия. Речь идет как о конденсатах Бозе-Эйнштейна, так и о вырожденном ферми-газе. Бозе-конденсат - это принципиально новое состояние вещества, в котором все атомы переходят в одно и то же квантовое состояние. Вырожденный же ферми-газ состоит из атомов, которые подчиняются статистике Ферми-Дирака.

В июле физики из Университета Киото в Японии заявили, что впервые наблюдали бозе-конденсацию в газе, состоящем из атомов иттербия. Иттербий отличается от большинства других элементов такого рода тем, что имеет два валентных электрона, а не один, и поэтому способен переходить в немагнитное состояние. Такие новые конденсаты могут быть использованы в экспериментах, связанных с исследованиями в области фундаментальной симметрии.

Несколько недель назад австрийские и американские исследователи получили бозе-конденсат бозонных молекул из газа фермионных атомов. Это крупное достижение подводит физиков ближе, чем когда либо ранее, к заветной цели всех исследований в области ультрахолодного атомарного газа - наблюдению сверхтекучести в ферми-газе.

4. Оптика и электромагнетизм

После трех лет ожесточенных дебатов ученые, наконец, пришли к мнению, что материалы с "отрицательным показателем дисперсии" не нарушают законы физики. Такие материалы преломляют свет в противоположном направлении, если сравнивать с обычными материалами. Некоторые физики, однако, утверждают, что хотя фазовая скорость света подвержена отрицательному преломлению, к групповой скорости это не относится. Другие считают, что отрицательная рефракция способна нарушить причинную связь, допуская в таком веществе скорости большие, чем скорость света в вакууме.

К крупнейшим достижениям в оптике относятся также первое наблюдение так называемого "обратного эффекта Доплера" в линии передачи, исследование "оптических вихрей" и фокусировка света с наименьшим размером светового пятна. Немецкие исследователи сумели сконцентрировать лазерный пучок в области всего лишь в 0,06 квадратного микрона, что составляет почти половину от предыдущего такого рекорда.

5. Квантовые компьютеры

В 2003 году было сделано несколько важных шагов на пути к созданию реально работающего квантового компьютера. "Кубиты" ("Qubits") - квантовые эквиваленты обычных битов - были получены на основе пойманных в ловушку фотонов, атомов и ионов, однако на современном этапе требуется построение реально работающих устройств и системам на основе твердых тел. А это все еще остается недоступным.

В феврале, однако, некая группа физиков опубликовала сообщение об первом успешном "запутывании" двух "кубитов" в твердотельном устройстве, а еще одна группа продемонстрировала новый тип сверхпроводящего "кубита".

В августе третья группа описала создание логической схемы с помощью двух электронно-дырочных пар - также известных под названием "экситоны" - в квантовой точке. Самым важным считается то, что исследователи показали, что квантово-точечная система может вести себя подобно логическому элементу "НЕ".

6. Квантовая оптика

С 2003 годом связана первая демонстрация "одноатомного" лазера исследователями из Калифорнийского технологического института - они заманили в ловушку атом цезия. Свет, испускаемый устройством, связан с "антимодуляцией фотона", что делает его более управляемым, чем свет от обычных лазеров. Такой лазер может найти широкое применение в квантово-информационных технологиях.

О другом крупном достижении стало известно совсем недавно в декабре, когда американские и российские физики объявили, что сумели "остановить" свет в газе из разогретых атомов. Подобная техника поможет лучше и точнее управлять непосредственно световым потоком и, вероятно, получит применение в оптических коммуникациях и квантово-информационных системах. Ранее эксперименты с "остановленным" светом позволяли только сохранять "след" световых импульсов - это что-то подобное созданию голограммы, - однако новый подход позволяет заманивать в ловушку фактически фотонный сигнал.

7. Электричество из воды

Инженеры из Канады вызвали шум в средствах массовой информации в октябре, когда заявили, что впервые за последние 160 лет реализовали новый способ производить электричество.

В их установке вода проталкивается сквозь крошечные микроканалы в стеклянном диске, при этом возникает небольшая разность потенциалов. Это позволяет непосредственно преобразовывать энергию движущейся жидкости в электричество без любых дополнительных движущихся частей или нежелательного загрязнения окружающей среды. Концепция все еще нуждается в некоторой доработке, но утверждается, что такой источник питания может использоваться в батареях для маленьких электронных устройств вроде мобильным телефонов. Впрочем, не все согласны с тем, что этот способ получения электроэнергии действительно нов, и уж тем более достаточно скептиков, которые убеждены, что он вряд ли будет иметь какое-либо практическое применение.

8. Магнетизм

Кобальт претендует на включение в книгу рекордов: группа европейских физиков выяснила, что его энергия магнитной анизотропии (magnetic anisotropy energy - MAE, зависимость магнитных свойств от выделенного направления) составляет приблизительно 9,3 мэВ на атом - это больше, чем у каких-либо других материалов, известных на настоящее время. Энергия магнитной анизотропии определяет степень "замороженности" атомных магнитных моментов в материале. При всем при том кобальт самария, который широко используется в качестве постоянного магнита, имеет MAE всего лишь 1,8 мэВ на атом кобальта.

Физики также впервые в пределах субатомной шкалы наблюдали перемещение границ магнитных доменов. Это удивительное достижение открывает целое новое направление в фундаментальных исследованиях в физике конденсированного вещества и может даже привести к созданию новых магнитных материалов.

9. Новые сверхпроводники

Последние годы мы наблюдали серьезный прогресс в области физики сверхпроводников, и уходящий год не был в этом смысле исключением.

Физики из Университета Токио исследовали новый сверхпроводник, состоящий из калия, осмия и кислорода. Работа, которая только готовится к публикации, описывает материал "пирохлор" ("pyrochlore") - KOs₂O₆, - температура перехода в сверхпроводящее состояние у которого равна 9,6 K - при этом он способен оставаться сверхпроводником в мощном магнитном поле.

Ранее в этом году другая группа японских физиков обнаружила, что окись кобальта может быть преобразована в сверхпроводник путем простого добавления воды. Исследователи подозревают, что поведение высокотемпературных меднокислых сверхпроводников и материалов на основе окиси кобальта может быть описано с помощью одних и тех же физических законов.

10. Ядерные превращения под воздействием лазера

И, наконец, физики продемонстрировали возможность превращения одних радиоизотопов в другие под воздействием излучения лазера. Это крупное достижение может оказаться жизненно важным с точки зрения безопасного хранения и избавления от радиоактивных отходов в будущем.

Исследователи из Стратклайдского университета, Университета Глазго, Имперского колледжа, Аплтоновской лаборатории Резерфорда и германского Института трансурановых элементов в Карлсруэ показали, что иод-129 (период полураспада которого составляет 15,7 миллионов лет) может быть преобразован в короткоживущий иод-128 с помощью источника на основе лазера, генерирующего гамма-лучи (иод-128 имеет период полураспада 25 минут).

29.12.2003

версия для печати

Шаттл помог изучить следы от астероида, погубившего динозавров

О существовании гигантского астероидного кратера Чиксулуб (Chicxulub или Chik-sah-loob), расположенного около Мериды на полуострове Юкатан (Мексика), стали подозревать в 1980 году. В 90-е годы данные со спутников и наземные исследования позволили найти этой гипотезе убедительные подтверждения. Более того, именно объект, сотворивший эту воронку (небесное тело имело диаметр от 6 до 12 км), и считают теперь ответственным за гибель динозавров и более 70 - 75 % разновидностей фауны и флоры, населявшей Землю 65 млн лет назад. А теперь Радарная топографическая миссия шаттлов NASA (SRTM - Shuttle Radar Topography Mission) снабдила нас и убедительным визуальным доказательством, - хорошо различимой воронкой 180-километровой ширины и 900-метровой глубины - результатом столкновения Земли с гигантской кометой или астероидом в один из самых трагических дней нашей планеты. Более восьми терабайт данных, полученных с космического корабля Endeavour 11 - 22 февраля 2000 года, были обращены в трехмерные модели очертаний суши Земли.

Многие особенности этого образования были изучены впервые. Большая часть кромки этого старого кратера практически стерлась - если совершить прогулку поперек нее, то можно ничего и не заметить. Поэтому исследования из космоса здесь являются определяющими. Данные позволяют выявить тонкую, но все же безошибочно угадываемую внешнюю границу кратера: полукруглый желоб глубиной 3 - 5 м и шириной 5 км. Ученые говорят об ударе с центром на побережье Карибского моря в Юкатане, который разрушил подповерхностные скальные слои, сделав их нестабильными. Камни были впоследствии погребены под отложениями известняка, которые легко поддаются эрозии. Неустойчивость внешних слоев кратера и привела к формированию этого желоба. Кроме того, за счет обрушения многочисленных известняковых каверн образовались карстовые провалы (называемые в Мексике по-испански "сенотами" - cenotes - искаженное "цонот" индейцев майя), которые видимы как небольшие круглые впадины (они часто заполнены водой и использовались мезоамериканскими жрецами для принесения жертв).

До сих пор в точности неизвестно, каким именно образом происшедшее в Чиксулубе вызвало массовую гибель животных и растений Земли. Некоторые ученые считают, что последствием падения астероида был выброс огромного количества пыли в атмосферу, которая заслонила солнце и останавила рост растений. Другие полагают, что сера, образовавшаяся в результате катастрофы, привела к обильным облакам из серной кислоты, которые не только затмили солнце, но и изливались кислотными дождями. Еще одна возможность - глобальные лесные пожары, вызванные градом раскаленных докрасна осколков.

Впрочем, теперь зачастую говорят не о падении одного астероида, а о бомбардировке поверхности Земли крупными объектами. Причем такое в истории нашей планеты случалось неоднократно: например, еще во времена единого континента Пангеи 250 млн лет назад, когда 90 % обитателей моря и 70 % позвоночных на суше были уничтожены. А бомбардировка Солнечной системы 3,85 млрд лет назад (скорее, астероидами, чем кометами) необратимо изменила облик Земли и внутренних планет. Она была настолько интенсивной, что разрушила более древние породы на Земле (по этой причине возраст самых древних из найденных горных пород не превышает этого срока).

Источники:
NASA's Newest Maps Reveal a Continent's Grandeur and a Secret - 2003 News Releases
"Dinosaur-Killer" Asteroid Crater Imaged for First Time - National Geographic News
Dino crater viewed from space - BBC News

Максим Борисов

11.03.2003

версия для печати

Космический "суперветер" ваяет галактики

Рентгеновское изображение, полученное орбитальным аппаратом Chandra (голубой цвет), было объединено с фотографией, полученной в оптическом диапазоне космической обсерваторией Hubble (красный и зеленый цвета), в результате чего получилась эта замечательная и показательная картинка, демонстрирующая процессы, протекающие в спиральной галактике NGC 3079. Газовые волокна, состоящие из "теплого" (около 10 тыс градусов Цельсия) и горячего (10 млн градусов) газа смешиваются и образуют своеобразную "подкову" или "корону" над центром галактики.

Такая корреляция теплых и горячих "нитей" свидетельствует о том, что оба компонента сформированы в едином процессе: причудливой формы гигантский пузырь (его поперечник - более 3 тыс световых лет, он поднимается над плоскостью галактического диска на 3500 световых лет) выдул космический "суперветер" - исторгнутый из центральной области галактики высокоскоростной поток частиц, возникших во время вспышки сверхновой или произведенных центральной супермассивной черной дырой. Этот поток вырезал полость в прохладном облаке газа, окутывающем галактический диск, разметал его фрагменты и вытянул их в длинные нити, нагрев при этом.

Считается, что "суперветры" играют ключевую роль в развитии галактик, определяя формирование новых звезд (сжимая газово-пылевое протооблако) и рассеивая тяжелые элементы, рожденные в процессах взрывов сверхновых, по межгалактическому пространству. Последние данные, полученные Chandra, показывают, что астрономы могли серьезно недооценивать массу, рассеиваемую "суперветрами" и, следовательно, их влияние в пределах галактики-хозяина и в его окрестностях.

Источник:
Spaceflight Now   20.02.2003 18:30 

В мозгу найдена извилина, позволяющая душе покидать тело

Швейцарские неврологи случайно обнаружили, что при стимуляции определенного отдела человеческого мозга возникает ощущение отдаленности сознания от тела. Душа как бы парит и смотрит на самое себя сверху. Описания такого рода ощущений очень часто встречаются не только в медицинской, но и в религиозной практике.

Такие состояния возникают у эпилептиков, у людей с различного рода нарушениями мозговой деятельности и сильными мигренями, после операций, проводимых под общим наркозом. Память о такого рода переживаниях остается и после выхода из состояния клинической смерти.

Открытие произошло, когда сотрудники клиники Женевского университета проводили обычное обследование женщины, страдающей эпилепсией. Удалось определить, что источником подобных ощущений является одна из извилин в правой части коры головного мозга. Эта извилина ответственна за сбор информации, поступающей из разных отделов мозга, и формирование общего представления о положении тела в пространстве. Когда сигналы нескольких нервов сбиваются с верного пути, мозг начинает выдавать искаженную картину, в результате чего человек воспринимает происходящее с ним как бы со стороны. Пока подобные эксперименты проводились только с одной пациенткой, но в будущем швейцарцы намерены исследовать подобные реакции и у других больных.

Источник: BBC News

19.09.2002 19:56

полная версия

Когда сказка станет пылью... (Нанотехнологии: революция начинается)

Нано - приставка, означающая десять в минус девятой степени, или одну миллиардную. 1 нанометр - величина, сопоставимая с размерами отдельных молекул. Соответственно, нанотехнологии - это технологии, основанные на манипуляции отдельными атомами и молекулами для построения структур с заранее заданными свойствами. С тем же успехом все это могло бы называться, например, молекулярной технологией, но такое уж название дал придуманной им в 1977 году науке студент, а ныне профессор K. Эрик Дрекслер.

В восьмидесятых годах изобрели туннельный микроскоп, побочным эффектом при его использовании и оказалась та самая фантастическая возможность манипуляции отдельными атомами, и фантастические идеи из футуристического эссе означенного бывшего студента "Машины создания" (Eric Drexler, "Engines of Creation", доступно по адресу http://www.foresight.org/EOC/index.html) внезапно обрели некоторую реальность, а сам Дрекслер получил статус великого провидца. С тех пор за нанотехнологиями тянется шлейф не только авангардной науки, но и специфической идеологии. Уже в 1990 году за рубежом вышел первый номер толстого журнала "Нанотехнология", сайты, посвященные нанотехнологии, множатся как на дрожжах.

Сколь не были бы велики заслуги Дрекслера или Станислава Лема (речь не только о его романах вроде знаменитого "Непобедимого", но и о многочисленных и более чем обстоятельных научных эссе) в становлении новой науки, сейчас настает наконец время реального воплощения давно задуманного. В самые ближайшие годы человечество готово сделать прыжок, который приведет нас к технологической революции со столь стремительным развитием событий, что какая-нибудь НТР прошлого века покажется пред этим жалкой черепахой.

Нанотехнологии развиваются в трех основных направлениях:
1) создание материалов с экзотичными, заранее заданными свойствами путем оперирования отдельными молекулами;
2) конструирование так называемых нанокомпьютеров, иначе говоря, квантовых компьютеров, использующих вместо привычных микросхем наборы логических элементов, построенных из отдельных молекул (принципы работы таких элементов могут быть разные: механические, электронные или другие);
3) сборка нанороботов, самореплицирующихся (саморазмножающихся) систем, для краткости и пущей благозвучности называемых иногда наноботами, - невидимых человеческим глазом крошечных механизмов, призванных, в свою очередь, вести строительство на молекулярном уровне.

И если первые разновидности довольно экзотичных наноматериалов уже существуют и используются в промышленности, а отдельные элементы нанокомпьютеров только-только появились в виде опытных образцов, то задачу по созданию самого первого наноробота-сборщика еще только предстоит решить. И вот именно с появлением этого первого одного-единственного механизма и начнется новая эра, когда наша жизнь за короткое время претерпит самые невероятные изменения. Подобные заявления, конечно, отдают сомнительным привкусом непрошеного мессианства, но основаны на очень простой логике.

Если в нашем макроскопическом мире робот, воспроизводящий себе подобных, - вещь странная и не очень осмысленная, а робот, воспроизводящий все что угодно, попросту неосуществим, то в наномире все иначе. Любые металлы, полупроводники или пластмассы, которые у нас требуется еще как-то добыть или получить и обработать, с точки зрения наноскопического робота-сборщика представляют собой всего лишь структуры атомов и молекул, которые нужно лишь собрать в определенной последовательности из самого простого "материала", который всегда под рукой.

Уже получены первые результаты по перемещению единичных атомов и сборки из них определенных конструкций (в Японии, например, собрали этакую нанобутылку), разработаны и изготовлены первые наноэлектронные элементы. Но применить все это для создания вышеописанных ассемблеров пока не получается: слишком много элементов пришлось бы монтировать, да и монтаж нужно проводить не в плоскости, а в объеме. Впрочем, самые первые механизмы такого рода, манипулирующие отдельными атомами (их называют еще нанотехнологическими установками или atomic assembler - сборщиками атомов, ассемблерами), могут быть чрезвычайно простыми. Их задача - только получать каким-то образом приказы "свыше" (акустические, электромагнитные, световые сигналы) и отбуксировать тот или иной элемент на предназначенное ему место в цепочке сборки. А что именно ему придется собирать таким образом - своего собрата или принципиально новый механизм - уже не важно. Из этого как раз и следует, что обладая одним таким ассемблером, можно довольно быстро собрать любое количество наноботов, размножающихся в геометрической прогрессии (они могут удваиваться за определенное время, требуемое на сборку очередного экземпляра) - хватало бы только материала!

Разумеется, ассемблеры второго поколения должны уже стать программируемыми, с тем чтобы самостоятельно поддерживать заданный технологический процесс. Кстати говоря, скорее всего они будут обладать странными для нашего мира квантовыми механическими компьютерами. И вместе с программируемыми наноботами проявится еще одно важное свойство грядущих технологий - практически все технологические процессы, вообще вся производственная и даже непроизводственная человеческая деятельность будет представлять собой программирование и управление наноботами с помощью готовых программ. Одно только сплошное программирование!

Для того чтобы создать (может быть даже в считанные секунды и буквально "из ничего") какой-либо макроскопический объект, нужно будет только передать невидимым механизмам соответствующую последовательность команд. Для того чтобы вылечить человека, даже перестроить все его тело буквально на глазах, нужно будет только принять решение и запустить в организм искусственных "вирусов", нанокапсулы (если они, конечно, не будут уже к тому времени жить во всех нас, "не вылезая", контролируя все важные процессы и бросаясь на выручку в критических ситуациях). Впрочем, для такого рода решительного вмешательства потребуется масса исследований, поэтому перспективы на первых порах чисто умозрительные. Но в результате - практическое бессмертие.

Вероятнее всего, вначале за всеми реальными нанотехнологическими производствами будет установлен самый жесткий контроль - и так вплоть до выработки каких-то разумных сдерживающих механизмов, блокирующих, например, бесконтрольное размножение наноботов или использование этих технологий в неблаговидных целях.

Но даже в случае каких-то локализованных и жестко контролируемых производств... Представьте: стремительно дешевеющая техника, электроника, сверхдешевые материалы с самыми фантастическими свойствами. Практически любые промышленные производства переводятся на безотходные, а следовательно, ничуть не вредящие природе технологии. Возможно в будущем, после многочисленных проверок и бесчисленных протестов со стороны каких-нибудь антиглобалистов, появление лекарств и продуктов питания, воспроизводимых не на полях, а в какой-нибудь кювете - в неограниченном количестве и практически бесплатно. Если биотехнологи вынуждены изобретать процессы, с помощью которых можно создавать те или иные продукты, то здесь их можно просто построить в готовом виде.

Опять же в перспективе - биоинтерфейс: подключенные непосредственно к нервным окончаниям микроскопические элементы, служащие для передачи команд отрядам нанороботов и для считывания поступающей от них информации. Портативные мощные хранилища дополнительной памяти, электронные глаза и уши, невидимые помощники, готовые осуществить малейшую прихоть. И при всем при этом нет не только устрашающих, знакомых нам по произведениям киберпанков штырей, вкрученных в мозг, но даже малейших следов портативных машинок или какой-либо нашпигованной электроникой одежды.

Казалось бы, все вышеописанное - либо бред, либо неуклюжая фантастика, за полной литературной непригодностью отброшенная даже самыми отчаянными беллетристами. Увы и ах - это наша ближайшая реальность. По оптимистичным прогнозам, такая вещь, как технологическая сингулярность в развитии всего человечества, может наступить в пределах текущего десятилетия. Можно радоваться или ужасаться, но процесс уже запущен. Довольно вялый интерес к нанотехнологиям со стороны правительств и корпораций сменился бешеным энтузиазмом и огромными финансовыми вливаниями. Ведь тот, кто первым овладеет подобными технологиями, без преувеличения будет править миром. В сущности, при соответствующих усилиях мы уже давно могли открыть эту дверь.

В Японии программа работ по нанотехнологии получила высший государственный приоритет "Огато". Данный проект спонсирует не только государство, но и дополнительно около 60 частных фирм. В Европе более чем в 40 лабораториях проводятся нанотехнологические исследования и разработки, финансируемые как по государственным, так и по международным программам (программа НАТО по нанотехнологии). В США отставание от Японии по объему финансирования работ в области нанотехнологии стало предметом государственного обсуждения, в результате которого объем финансирования только фундаментальных исследований каждый год стал удваиваться. С целью форсирования работ именно на данном направлении в 2000 году по решению правительства США работы по нанотехнологии получили высшую степень важности (top priority). В результате была создана программа Американской нанотехнологической инициативы, а при президенте организован специальный комитет, координирующий работы по нанотехнологии в 12 крупнейших отраслях промышленности и военных силах. Новости о создании новых институтов подобной тематики и очередных финансовых вливаниях рождаются едва ли не каждую неделю. 20 сентября в Сенате прошел специальный нанотехнологический билль (http://dc.internet.com/news/article.php/1467121). Только в фирме Intel в прошлом году на разработки в области нанотехнологий было потрачено более 1 млрд долларов.

В нашей стране фундаментальные научно-исследовательские работы по нанотехнологии проводятся по нескольким программам. К наиболее крупным из них относятся: программа "Физика наноструктур", руководимая академиком Жоресом Алферовым, и "Перспективные технологии и устройства в микро и наноэлектронике" академика Камиля Валиева (http://www.chipnews.ru/html.cgi/arhiv/01_06/stat-8.htm).

Самая, пожалуй, потрясающая новость пришла в середине сентября. Директор исследовательского отдела Intel в Калифорнийском университете в Беркли с характерной фамилией Малдер (!) выступил на форуме разработчиков Intel, проходящем в городе Сан-Хосе (Калифорния). Он заявил, что его лабораторией созданы микроскопические устройства-сенсоры с автономным питанием, обладающие функцией беспроводной связи, - так называемая "умная пыль". Причем такие устройства не просто созданы, но и проходят полевые испытания. Одна из таких "сенсорных сетей" проходит "боевые" испытания в Афганистане - американские военные с ее помощью отслеживают передвижения боевой техники. Другая сеть используется на острове Дикой утки в штате Мэн - с ее помощью орнитологи изучают миграцию буревестников, еще одна - в составе системы симулятора землетрясений в Беркли.

Можно было бы, конечно, счесть это газетной уткой (из штата Мэн), но Intel - организация солидная, ссылка на форум разработчиков, где находятся множество людей, способных легко опровергнуть такого рода шутки, тоже подкупает. К тому же этот самый Малдер тут же продемонстрировал несколько подобных мини-сенсоров. К примеру, сенсор Mica оснащается 128 килобайтами программной флэш-памяти, 256 килобайтами флэш-памяти для хранения данных и радиопередатчиком, работающим на частоте 900 МГц. Некоторые из этих устройств работают под управлением операционной системы TinyOS, официальное представление которой запланировано на сентябрь текущего года. Код этой операционной системы является открытым и состоит всего из 8,5 Кб.

Конечно, мини-сенсоры - это еще не нано-роботы, но сама возможность связи и согласованной работы таких микроскопических устройств - это нечто...

Еще раньше, в январе этого года пришло сообщение: группа американских ученых, финансируемая на средства NASA, разрабатывает микроскопических медицинских роботов, помещаемых в организм человека и предохраняющих его от радиации, а американский Национальный научный фонд, согласно сообщению Unisci, выделяет Университету Южной Калифорнии 1,5 млн. долларов на создание нанороботов для работы в море.

В начале сентября в лабораториях Hewlett-Packard создали прототип компьютерной памяти, использующей нанотехнологию. Емкостью всего 64 бита, но зато размером в 1 мкм. То есть придумали, как считывать и записывать состояния отдельных молекул, переставляя их в "0" или "1" с помощью сетки из наложенных перекрещенных платиновых проволочек (CNN).

Intel заявила 19 сентября о разработке специального суперэффективного 3D-нанотранзистора и переходе к 3D компоновке такого рода наносхем (http://www.intel.com/research/silicon).

И все дружно: и Intel, и IBM, и AMD, - объявляют о том, что у них семимильными шагами разрабатываются нанокомпьютеры - хотя бы для того, чтобы сохранил актуальность пресловутый "закон Мура" и чтобы плотность размещения транзисторов в интегральных схемах по прежнему удваиваивалась бы каждые два года или даже быстрее. Прежние технологии наконец-то исчерпали себя и корпорации вынуждены решиться на этот прыжок. AMD вообще чуть ли не анонсирует нанокомпьютер на следующий год.

Некоторые ссылки:
Компьютерра #41 (218). Нанотехнологии - http://www.computerra.ru/offline/1997/218/
Нанотехнологии (новости) - http://www.compulenta.ru/news/story145/
Нанотехнология - http://parus.web.ur.ru/sta.nan.shtml
Нанотехнологии - http://www.rsu.ru/rsu/nano/home.html
Нанотехнология и наномедицина - http://www.bessmertie.ru/nano-main.shtml
K. Эрик Дрекслер Машины создания. Грядущая эра нанотехнологии (русский перевод) - http://mikeai.nm.ru/russian/eoc/eoc.html
Нано и Дзен - http://www.veer.info/37/nano.html
FAQ по трансгуманизму - http://cooler.it/transhumans.html
Scientific American: Nanotechnology - http://www.sciam.com/nanotech/

Новости науки

23.04.02. Отводить астероиды подальше, изменяя их альбедо

Теоретически возможно отклонять небольшие, но опасные астероиды подальше от Земли, изменяя количество отражаемого ими солнечного света. Иные показатели теплоотдачи от космического тела, могут сказаться на параметрах его орбиты благодаря эффекту Ярковского. Этот способ был предложен в очередном выпуске журнала "Science", в статье "Уменьшение астероидной опасности с использованием эффекта Ярковского" ученым-планетологом Джозефом Н. Спитэйлом из Лаборатории Луны и планет Университета Аризоны. Возможные варианты могли бы включать покрытие поверхностей астероидов несколькими сантиметрами грунта, или светлой окраской их поверхностей, либо выпариванием части поверхности лучом от солнечного коллектора с космического аппарата - все они технически выполнимы и в чем то более предпочтительны, нежели запуск ядерных боеголовок для сталкивания приближающегося астероида с курса. Эффект Ярковского - давно известное, но долго остававшееся недооцененным явление, названное по имени польского инженера, который первым описал его в 1900 г. Этот эффект вызывается тем, что при испускании тепла от тела, имеющего неравномерную температуру, более нагретые места подвержены большей силе отдачи от теплового излучения, чем более холодные области. Как И.O. Ярковский заметил, различия в импульсах подталкивают объект таким образом, что его орбита слегка смещается. Величина воздействия эффекта относительно мала, но она накапливается с течением времени. Только к середине 1990-ых ученые-планетологи начали понимать, насколько важен учет эффекта Ярковского при вычислении движений малых планет в поясе между Марсом и Юпитером. В их числе Уильям Ф. Боттки мл. из Корнельского Университета, Дэвид П. Рубинкам из Центра космических полетов Годдарда NASA, Паоло Фаринелла из Пизанского университета Италии, Дэвид Вокроухлики Университета Чарльза Чешской Республики, и Уильям Хартманн из Института планетарной науки в Туксоне. Рассмотренный ими механизм объясняет, почему число достигших Земли астероидов больше, чем следовало из прежних расчетов. Кроме того, в теории содержится объяснение того, как космические глыбы могут дрейфовать в течение миллионов лет вплоть до достижения "резонансных" зон в поясе астероидов, откуда они выпадают в пространство малых планет солнечной системы. Спитэйл работает над развитием сложной тепловой модели, чтобы использовать ее для точных вычислений дрейфа Ярковского применительно к определенным астероидам. Форма астероида, вращение, состав и детали поверхности - все должно быть учтено, чтобы получить точные параметры орбиты определенного астероида. В своей статье, ученый описывает свои вычисления дрейфа Ярковского для трех относительно близких к Земле каменных астероидов - 6489 "Golevka" (диаметр 300 метров), 1566 "Icarus" (диаметр один километр) и 1620 "Geographos" (диаметр 2,5 километра). Идея же состоит в том, чтобы изменить поверхностные температуры угрожающего Земле астероида так, чтобы через десятилетия или столетия, его орбита сместилась подальше от нашей планеты. Спитэйл предполагает, что можно покрыть тонким слоем грунта одно из малых небесных тел для разительного изменения в его тепловой проводимости. Покрыть астероид сантиметровым слоем грунта технически выполнимо, но все-таки дорого. Другой способ, с помощью которого достижим тот же результат, может состоять в покраске небесного тела. Если будет возможно покрыть его поверхность миллиметровым слоем белого вещества, то можно в целом 'выключить' эффект Ярковского. Это могло бы довольно сильно изменить то где окажется астероид где-нибудь через столетие. Может оказаться эффективным и другой подход, предложенный Джей Мелош (профессором планетарных наук УА) - использование солнечного коллектора, фокусирующего солнечный свет на теле и расплавляющего определенную область поверхности, что вызывает унос его массы. В результате курс объекта изменится из-за изменившейся массы. Кроме того результатом этого процесса будет также изменение тепловой проводимости астероида и смещение его орбиты из-за эффекта Ярковского. Спитэйл отметил, что предложенный способ будет бесполезен для больших небесных тел или астероидов, в случаях, если бы они угрожали падением на Землю менее чем через десятилетия. Он будет лучше всего применим к объектам с размерами астероида Golevka (300 м.) или меньше. Тела таких размеров могут однако привести к масштабным разрушениям. Даже 100 или 50-ти метровый объект может уничтожить значительную часть города. Наибольшая техническая проблема, связанная с этим подходом, сейчас состоит в проведении необходимых вычислений, чтобы понять, как можно фактически производить межорбитальные маневры, производя нечто на поверхности астероида. Иначе вместо того, чтобы отвести опасный объект подальше, можно нацелить его на прямое попадание. Подоплекой проводимых исследований является необходимость создания подходящей модели для вычисления возмущений, вызываемых эффектом Ярковского, хотя бы для того, чтобы знать, какие астероиды представляют реальную опасность. Это может оказаться наиболее важным в использовании всеми этой модели, для предсказания воздействий, которых можно было бы ожидать в первую очередь. Р. Кагиров http://kagirov.narod.ru

В центре Млечного пути найдено антивещество неизвестного происхождения

Орбитальная гамма-обсерватория ESA "Интеграл" (Integral) проделала большую работу по составлению обширной "карты" нашей Галактики в важнейших для астрофизиков волновых диапазонах, в частности, в гамма-лучах. Это дает возможность составить самую точную на сегодняшний день картину текущих изменений в химическом составе Млечного пути. Кроме всего прочего, подтверждается присутствие таинственного антивещества в нашем галактическом центре.

cправка
	Международная астрофизическая гамма-обсерватория "Интеграл" Международная астрофизическая гамма-обсерватория "Интеграл" (INTErnational Gamma Ray Astrophysics Laboratory - INTEGRAL) - это первая орбитальная обсерватория, которая позволяет наблюдать астрономические объекты одновременно в гамма-лучах, рентгеновском излучении и видимом свете. "Интеграл" был запущен на российском ракетоносителе "Протон" 17 октября 2002 года на вытянутую эллиптическую орбиту вокруг Земли. Его основной целью считаются те регионы Галактики, где рождаются химические элементы, и массивные компактные объекты вроде черных дыр. ESA Portal

Со времен своего рождения из облака водорода и гелия приблизительно 12 млрд лет назад Млечный путь постепенно накапливал более тяжелые химические элементы. На каком-то этапе из них смогли сформироваться планеты и, в конечном счете, появилась жизнь на Земле. В природе теперь известно свыше 100 типов атомов или элементов, таких как железо, кислород, водород и т.д. Реакции ядерного синтеза, происходящие внутри звезд и при взрывах сверхновых, приводят к образованию новых элементов при объединении более легких элементов в тяжелые. Этот процесс, называемый также "ядерным горением", не прекращается и по сей день. В большинстве звезд, включая наше Солнце, водород непрерывно переплавляется в гелий. После полного выгорания водорода топливом для процесса горения становится сам гелий. На этом процесс горения в большинстве звезд заканчивается, звезда сбрасывает свои внешние слои в окружающее пространство, так что этот обогащенный газ может стать сырьем для следующего поколения звезд и планет. Звезда, масса которой в несколько раз превышает массу Солнца, может пойти дальше, производя внутри себя углерод, кислород, кремний, серу и железо. Если до этого момента процесс шел с выделением энергии, теперь для образования элементов более тяжелых, чем железо и никель, в условиях, когда все имевшееся в ядре звезды топливо уже выгорело, требуется новый подвод энергии. Такие более тяжелые элементы, например, золото, свинец и уран, образуются при взрывах сверхновых и выбрасываются в космическое пространство, где могут стать строительным материалом для новых небесных объектов.

В настоящее время один из наиболее тяжелых элементов - радиоактивный изотоп алюминия (Al26) - присутствует в Галактике буквально всюду, причем в результате его распада образуется магний и выделяется гамма-излучение с длиной волны, известной как "линия 1809 кэВ". "Интеграл" позволяет составить карту этого излучения и идентифицировать таким образом источники, производящие весь этот алюминий. В частности, "Интеграл" изучает алюминиевые "горячие пятна" на карте Галактики с тем, чтобы определить, образованы ли они конкретными астрономическими объектами или случайно выстроившимися вдоль одной линии несколькими источниками.

Астрономы полагают, что наиболее вероятными источниками такого алюминия являются вспышки сверхновых (взрывы массивных звезд). Учитывая, что время распада алюминия - около одного миллиона лет, можно таким образом выяснить, сколько звездных катастроф произошло за последнее время (по астрономическим меркам). Другими возможными источниками алюминия считаются крупные звезды - красные гиганты или горячие голубые звезды, которые также порождают этот элемент.

Чтобы выбрать между этими двумя вариантами и разрешить таким образом загадку, "Интеграл" одновременно картирует распределение по Галактике радиоактивного железа, которое производится исключительно в "горниле" сверхновых. Теории показывают, что во взрывающейся звезде алюминий и железо должны рождаться вместе, в одних и тех же областях. Таким образом, если распределение железа совпадет с распределением алюминия, это и будет служить доказательством того, что подавляющее большинство алюминия рождается в результате именно вспышек сверхновых. Впрочем, эти измерения пока затруднены тем, что гамма-излучение от радиоактивного железа приблизительно в шесть раз слабее, чем от алюминия. Однако когда обсерватория в течение следующего года накопит больше данных, такая возможность, наконец, появится.

Кроме того, "Интеграл" пристально вглядывается в центр нашей Галактики и намерен составить самую детальную в истории исследований карту распределения там антивещества. Это антивещество образуется за счет некоторых энергетически чрезвычайно эффективных атомных процессов, например, в ходе радиоактивного распада того же алюминия. Его "подпись" известна как аннигиляционная "линия 511 кэВ" (гамма-фотоны такой энергии образуются при аннигиляции электронов и позитронов). Даже при том, что наблюдения "Интеграла" еще не полны, они дают понять, что антивещества в центре Галактики слишком много для того, чтобы можно было объяснить его появление только распадом алюминия. Также ясно показано наличие множества источников антивещества - оно вовсе не концентрируется вблизи одной точки.

К числу возможных производителей этого антивещества относятся сверхновые, старые красные и горячие голубые звезды, струи от нейтронных звезд и черных дыр, звездные вспышки, мощные гамма-всплески и продукты взаимодействия космических лучей с межзвездными газо-пылевыми облаками.

Источник:
ESA's new view of the Milky Way - in gamma rays! - ESA Portal

Ссылка:
Международная астрофизическая гамма-обсерватория ИНТЕГРАЛ - Институт космических исследований

Максим Борисов

12.11.2003

версия для печати

справка
	Аннигиляция вещества и антивещества Один из самых важных источников образования гамма-излучения - процесс аннигиляции вещества и антивещества. Например, при аннигиляции покоящихся электрона и позитрона образуются два гамма-кванта, энергия каждого из которых равна энергии покоя электрона. Аннигиляция вещества и антивещества является одним из самых эффективных процессов преобразования энергии частиц в излучение, так как в процессе аннигиляции происходит преобразование полной энергии частиц, состоящей из кинетической и энергии покоя. При аннигиляции электрона и позитрона образуется либо два фотона, каждый с Е = 0,511 МэВ, либо три фотона с непрерывным частотным спектром. Аннигиляция протонов и антипротонов сопровождается образованием большого числа мезонов, в том числе и нейтральных, которые распадаются на гамма-фотоны. (Космология и релятивистские объекты) Аннигиляционное излучение обнаружено в спектрах вспышек на Солнце, в излучении галактического центра и космических гамма-всплесках. Аннигиляционное излучение солнечных вспышек наблюдалось на спутниках OSO-7 (США, 1972) и SMM (США, 1980, 1982). Аннигилирующие позитроны образуются, по-видимому, при распаде радиоактивных ядер и пи-мезонов, возникающих при ядерных взаимодействиях ускоренных во вспышке ионов с солнечным веществом. (Физическая энциклопедия)

НА МАРСЕ ПОБЫВАЛИ ИНОПЛАНЕТЯНЕ

ITAR-TASS. 10.05.2001. 11:25:04

        Сторонники существования внеземных цивилизаций могут пожать друг другу руки - на Марсе обнаружены следы инопланетян. С таким сенсационным заявлением выступили на пресс-конференции в Нью-Йорке астроном и бывший сотрудник Обсерватории ВМС США Том Ван Фландерн и бывший американский астронавт и ученый Брайан О'Лири.
        Изучив снимки, посланные на Землю межпланетным аппаратом "Глоубл сервейер", на протяжении трех лет находившимся на околомарсианской орбите, ученые теперь утверждают, что им удалоь обнаружить явные признаки пребывания на планете представителей цивилизации.
        На некоторых фотографиях, якобы, видны трубы не менее 18 м в диаметре. Они похожи на стеклянные и наверняка искусственного происхождения, как и встречающиеся на снимках пирамиды. Кроме того, сообщили Ван Фландерн и О'Лири, на них просматривается растительность, что свидетельствует о наличии на Марсе жизни.
        Но самым главным доказательством посещения внеземными пришельцами Красной планеты ученые считают фотографию марсианского пейзажа, в котором просматриваются черты лица, похожего на человеческое - видны глаза, нос, рот и, даже, волосы. Это изображение, размером примерно в 3 км, расположено на расстоянии 5 тыс. км от того места, где в 1976 г. другим космическим аппаратом - "Викинг-1" - было также заснято "лицо", напоминающее древнеегипетского сфинкса. Тогда специалисты НАСА сказали, что "сфинкс", скорее всего, является результатом игры света и теней на необычном ландшафте из холмов и долин. Оба ученых не согласны с этим.
        Они заявили, что, по их убеждению, представители внеземных цивилизаций были на Марсе и доказательства этому имеются.

Постоянный адрес новости:
http://www.utro.ru/news/2001051011250413400.shtml

Австралийские ученые нашли самый обитаемый район в нашей Галактике

03.01.2004 07:45
Австралийские ученые обнаружили в нашей Галактике район, наиболее подходящий для различных форм внеземной жизни. Сотрудники научных центров при двух университетах штата Новый Южный Уэльс и Свинберна назвали его "галактической зоной обитания", передает ИТАР-ТАСС. Они пришли к выводу, что многие находящиеся там и видимые даже невооруженным глазом звезды имеют системы аналогичные Солнечной с вращающимися вокруг них планетами.

Как подчеркивает руководитель группы профессор Брэд Гибсон, это не означает, что исследователи уверены в наличии там жизни. Однако, исходя из целого ряда параметров, данный район, где возраст звездных систем насчитывает порядка 8 миллиардов лет, следует рассматривать как самый для этого перспективный, считает ученый. По его словам, теорию о потенциальной возможности жизни в "галактической зоне обитания" необходимо подкрепить теперь конкретными доказательствами, сбор которых может потребовать от 10 до 20 лет.

Суперсимметрия и объединение фундаментальных взаимодействий

Опубликовано в еженедельнике ОИЯИ "Дубна" N27 (2001)

    Состоявшаяся в Дубне IX международная конференция по суперсимметирии и объединению фундаментальных взаимодействий (SUSY’01) явилась первой конференцией этой серии в новом тысячелетии и ознаменовала собой 30-летний юбилей суперсимметрии.
   Первая работа, в которой алгебра Пуанкаре была расширена антикоммутирующими спинорными генераторами, была опубликована в 1971 году Я.Гольфандом и Е.Лихтманом (ФИАН), затем в 1972 году появилась работа Д.Волкова и В.Акулова (ХФТИ) по нелинейным реализациям этой алгебры, впоследствии получившей название алгебры суперсимметрии. Однако среди физиков суперсимметрия завоевала популярность после работ Дж.Весса и Б.Зумино (ЦЕРН) и А.Салама и Дж.Страсди (ICTP, Триест) 1974 года, в которых впервые был написан суперсимметричный лагранжиан квантовой теории поля. Большой вклад в развитие суперсимметрии внесли и работы В.Огиевецкого (ОИЯИ) с соавторами, опубликованные в 1975 году, где был развит инвариантный суперполевой формализм. Он основан на использовании антикоммутирующих грассманновых переменных, анализ которых был ранее развит Ф.Березиным (МГУ).
    За прошедшие с тех пор 30 лет физики и математики “суперсимметризовали” все, что поддается суперсимметризации, и построили суперсимметричный вариант Стандартной модели фундаментальных взаимодействий. Однако, несмотря на многочисленные попытки обнаружения суперсимметрии на ускорителях и в неускорительных опытах, экспериментально она пока еще не открыта.
    В чем же причина такой популярности суперсимметрии и настойчивости по поиску ее проявлений? Она кроется в ее математической привлекательности и в элегантном решении ряда проблем, возникающих в теории фундаментальных взаимодействий.

Суперсимметрия:

• обеспечивает объединение с гравитацией (локальная суперсимметрия есть теория гравитации);
• приводит к объединению сильных, слабых и электромагнитных взаимодействий (теория Великого объединения);
• решает проблему иерархий (одновременное существование больших и малых масштабов);
• создает недостающую темную материю во Вселенной.

    Самая амбициозная теория – теория струны, претендующая на единое описание всех сил природы, требует суперсимметрии для непротиворечивости и устойчивости. При этом суперсимметрия позволяет получить точно решаемые модели без использования теории возмущений, что само по себе весьма нетривиально. Математическая привлекательность всегда служит путеводной нитью в построении новых теорий.
    Суперсимметрия предсказывает существование нового семейства частиц, так называемых суперпартнеров обычных частиц, но со спином, отличающимся на 1/2. Так, в суперсимметричной версии Стандартной модели (СМ), получившей название Минимальной Суперсимметричной Стандартной Модели (МССМ), существуют скварки и слептоны спина 0, зарядино и нейтралино спина 1/2 , глюино и гравитино спина 1/2 и 3/2, соответственно. Причина, по которой мы не видим этих частиц, заключается в том, что они очень тяжелые, и энергии существующих ускорителей недостаточно для их рождения. Однако ситуация не безнадежна. Согласно предсказаниям МССМ, массы суперпартнеров лежат в интервале 100 – 1000 ГэВ, а некоторые частицы могут быть даже легче. Такие энергии достижимы уже на Тэватроне (Лаборатория им. Ферми, США) и Большом адронном коллайдере (LHC) в ЦЕРНе. Так что в течение ближайших 5-7 лет мы получим ответы на многие интригующие вопросы.
    Всем этим вопросам, и не только этим, и была посвящена конференция. Прозвучало 35 пленарных и 75 секционных докладов. В конференции приняли участие ведущие ученые из ОИЯИ, России, Украины, Грузии, Словакии, Польши, Германии, ЦЕРНа, США, Канады, Великобритании, Франции, Италии, Испании, Голландии, Греции, Португалии, Израиля, Японии, Южной Кореи, Тайваня, Индии и Мексики. Тематика конференции была весьма разнообразна и включала в себя как теоретические, так и экспериментальные доклады по поиску суперсимметрии, представленные всеми мировыми коллаборациями.
    Конференцию открыли доклады, посвященные последним результатам по аномальному магнитному моменту мюона и их суперсимметричной интерпретации (И.Логашенко, П.Нат, Р.Арновит). Эксперименты демонстрируют небольшое отклонение от СМ и вызывают повышенный интерес в связи с возможным проявлением “новой физики”. Будучи интерпретированы как вклад суперсимметрии, они указывают на наличие легких суперпартнеров.
    Не убывает интерес к теориям Великого объединения и связанной с ними проблеме спектра масс кварков и лептонов и матрицы смешивания. В ряде докладов (С.Раби, Дж.Чкареули, К.Бабу) обсуждались суперсимметричные схемы объединения, основанные на различных калибровочных группах. Современные схемы включают в себя также массы и матрицу смешивания нейтрино. Интерес к этому направлению возник три года назад, когда ученые КЕК (Цукуба, Япония) сообщили о наблюдении осцилляций нейтрино. Несколько докладов на конференции были посвящены связи актуальной проблемы нейтринных масс и суперсимметричных теорий Великого объединения (Г.Алтарелли, Дж.Пати, Г.Сеньянович, Х.Валле).
    В последнее время популярна деятельность, связанная с дополнительными измерениями пространства. Идея исходит из теории струны, которая предпочитает “жить” в 10 пространственно-временных измерениях. Существовавшая до сих пор единственная интерпретация основывалась на формализме Калуцы-Кляйна, когда 6 “лишних” измерений компактны, причем радиус компактификации настолько мал, что мы не ощущаем его. Однако в последнее время появилась другая интерпретация, согласно которой “лишние” измерения могут быть и некомпактны, а причина, по которой мы их не замечаем, состоит в том, что мы как бы находимся в потенциальной яме и не можем выйти в новые измерения. В этом подходе обычные 3 пространственных и одно временное измерения образуют гиперповерхность в многомерном пространстве – так называемую брану, и все взаимодействия и материальные объекты локализованы на бране, и только гравитация, и иногда другие силы, могут существовать во всем объеме. Проявлением “лишних” измерений в этом случае служит модификация закона тяготения Ньютона. Этой тематике было посвящено много теоретических докладов (Л.Ибаньез, Х.-П.Ниллес, В.Рубаков, З.Лалак, М.Цветич).
    Математические проблемы суперсимметричных теорий, инвариантный формализм в теориях с расширенной суперсимметрией, интегрируемые модели и иерархии обсуждались в докладах И.Бухбиндера, Д.Сорокина и в многочисленных секционных докладах. В докладе М.Васильева были представлены последние результаты по построению калибровочных теорий с высшими спинами. Ряд докладов был посвящен теории струн и суперструн, активно развивающейся в последнее время, в частности непертурбативным аспектам теории (И.Арефьева). Доклады дубненских участников были посвящены широчайшему спектру вопросов: от изучения моделей дилатонной гравитации (А.Филиппов) и нетривиальных суперсимметричных версий квантовой механики (А.Нерсесян) до выявления геометрических аспектов и описания суперсимметричных протяженных объектов (Е.Иванов), и построения так называемых BRST зарядов для квантовых алгебр (А.Исаев).
    Последней неоткрытой частицей Стандартной модели является хиггсовский бозон. Большинство верят в его существование, и его обнаружение позволило бы завершить картину, основанную на спонтанном нарушении симметрии. И хотя масса хиггсовского бозона в СМ не предсказывается, из косвенных соображений она не превышает нескольких сот ГэВ. Экспериментальные данные с ускорителя LEP (ЦЕРН) дают нижнюю границу в 113.4 ГэВ из данных по прямому рождению и верхнюю границу в 220 ГэВ из фита данных при учете радиационных поправок. В то же время, в суперсимметричных теориях масса хиггсовского бозона предсказывается, и в МССМ не превышает 130 ГэВ, а наиболее вероятное значение составляет 115-120 ГэВ. Поэтому сейчас поиску легкого хиггсовского бозона уделяется большое внимание, что нашло отражение в докладах на конференции (С.Андринга, Т.Хан, Э.Лоччи). Обнаружение хиггсовского бозона в предсказанном интервале явилось бы косвенным аргументом в пользу суперсимметрии.
    Но, разумеется, только прямое наблюдение суперпартнеров явилось бы доказательством реализации суперсимметрии в физике частиц. Такие поиски ведутся сейчас на всех ускорителях мира (Х.Баер). На конференции были представлены доклады от четырех экспериментальных коллабораций LEP: ALEPH, DELPHI, L3, OPAL (А.Колалео, Э.Вошбрук, В.Теллили, К.Хенсель), двух коллабораций с Тэватрона: CDF, D0 (Д.Цыбышев, П.Петрофф), двух коллабораций с ускорителя HERA (Гамбург): Zeus, H1 (Л.Беллагамба, А.Ростовцев), а также результаты неускорительных экспериментов по поиску редких распадов специфических для суперсимметрии, таких как безнейтринный двойной бета-распад и др. (Х.Клапдор-Кляйнгротхаус, М.Вивер). Ни один эксперимент не видит суперсимметрии и позволяет лишь установить нижнюю границу на массы суперчастиц в районе от 50 до 300 ГэВ для различных суперпартнеров. Новые коллаборации с LHC также планируют заняться поисками суперсимметрии (Р.Лафайе).
    Еще одним местом приложения суперсимметричных теорий является космология и астрофизика. В последнее время здесь активно обсуждается новый сценарий, основанный на существовании дополнительных измерений и теории бран (Д.Нанопулос). Ключевой является проблема космологической постоянной, которая, согласно последним данным, хоть и очень мала, но все же не равна нулю. Замечательно, что при ненарушенной суперсимметрии космологическая постоянная в точности равна нулю, однако нарушение суперсимметрии приводит к слишком большому ее значению. Эта проблема пока не нашла удовлетворительного решения (Дж.Ким).
    Таким образом, на конференции нашли отражение практически все ключевые вопросы физики частиц, а также связанной с ней математической физики. Высокий научный уровень докладов, широкая география и представительство крупнейших научных центров, а также большой процент молодежи свидетельствуют об актуальности тематики конференции, отражающей самые последние достижения в теоретической и экспериментальной областях. Следующая конференция из этой серии – SUSY’02 – состоится в ДЭЗИ (Гамбург) летом 2002 года.

Профессор Д. Казаков, председатель оргкомитета SUSU’01

Говорят участники конференции

Профессор Пран Нат, председатель программного комитета конференции, профессор Бостонского университета (США) - один из основателей этой серии научных форумов (первая SUSY-93 была проведена в его "родном" университете в Бостоне):

    Это весьма престижная в мировом сообществе конференция, она имеет высокое признание в кругах научной общественности, объединенных этой тематикой. Раньше она "крутилась" между Соединенными Штатами и Европой, и то, что в этом году проводится именно в Дубне, в России, представляется мне глубоко символичным. Нам всем представилась прекрасная возможность встретиться в стране, где тридцать лет назад было положено начало этому научному направлению. Ведь суперсимметрия была теоретически открыта тридцать лет назад именно в России. И сегодня теоретики и экспериментаторы, которых тоже было на конференции немало, возлагают большие надежды на новые эксперименты на Тэватроне в Лаборатории имени Ферми и на LHC в ЦЕРН, которые должны дать убедительные свидетельства в пользу существования суперсимметрии.
    В Дубне мы обсудили очень много "передовых" результатов и идей, в том числе и "горячие" новости, например, последние данные из Брукхейвена по аномальному магнитному моменту мюона (так называемый эксперимент "g–2"). И, конечно, для многих участников конференции, особенно тех, кто впервые оказался в Объединенном институте ядерных исследований, было очень интересно познакомиться ОИЯИ, с его блестящей теоретической школой, с традициями, о которых очень хорошо рассказано в фильме об академике Боголюбове, предложенном нашему вниманию организаторами конференции.
    ...Мне очень нравятся такие уютные городки, как Дубна, утопающие в зелени. Своеобразный колорит городу придает и медленная спокойная Волга. Оргкомитет постарался, чтобы участники конференции работали в приятной плодотворной атмосфере. Надеюсь, что для организаторов следующей конференции, которая состоится в 2002 году в Гамбурге, в DESY, Дубна послужит хорошим примером.

Профессор Иосиф Бухбиндер (Томский государственный университет):

    Дубненская конференция произвела очень благоприятное впечатление. Прекрасная организация, включающая большую культурную программу, много молодежи и студентов. В 1996 году я был на аналогичной конференции в Мериленде (США), и могу сказать, что дубненский форум не уступает ни по научной насыщенности, ни по составу докладчиков. А потом, я в Дубне бываю довольно часто, здесь все свое, родное. Здесь, действительно, какая-то очень домашняя атмосфера, которая затягивает даже людей с Запада, впервые приехавших в Россию. Ведь помимо научной программы организаторы предусмотрели и роскошный концерт в Доме культуры, и прогулку по Волге на катере, и неформальные вечерние встречи. Все было по самому высокому классу, то есть по дубненским меркам.
    Наш Томский университет - один из старейших в России, ему уже больше ста лет. Научная группа физиков-теоретиков, которая занимается проблемами суперсимметрии, квантовой теории поля, суперструн, выросла, что называется, на своей земле. Воспитали своих студентов, правда, сейчас среднее поколение работает в основном за границей, а у нас остались те, кому за пятьдесят и до двадцати пяти. Но те, кто уехал, не прерывают связи с альма матер, связываются с коллегами по электронной почте, обмениваются идеями и результатами. Конечно, Дубна - один из лидеров в нашей тематике на постсоветском пространстве. Например, группа Евгения Иванова, с которой мы уже давно сотрудничаем, одна из сильнейших по суперсимметрии. Еще мы с 1975 года сотрудничаем в этой области с коллегами из Харьковского физико-технического института. И конференция в Дубне дала еще одну возможность встретиться с коллегами, обсудить результаты совместных работ.

Профессор Гвидо Алтарелли, руководитель теоретического отдела ЦЕРН:

    Дубненская конференция отличалась очень глубоким научным содержанием, что, безусловно, определяется высоким престижем теоретической школы ОИЯИ. Теоретики Дубны и ЦЕРН сотрудничают очень давно, и мы дорожим традициями нашего сотрудничества. Благодаря хорошо налаженному обмену специалистами наших центров фундаментальные исследования в области теории физики элементарных частиц продвигаются достаточно успешно. Особенно это важно сейчас при подготовке экспериментов на LHC - специалисты Дубны принимают активное участие в проработке научной программы этих исследований, и вклад дубненской стороны - не только материальный, включающий подготовку экспериментальной базы, но и идеологический, - очень высоко оценивается в ЦЕРН.
    На рубеже столетий отношение общества к науке во всем мире несколько изменилось. Признанные ранее обществом приоритеты ядерной физики и физики элементарных частиц переместились в сторону биологии и наук о жизни, астрофизики и космологии. Отчасти на это повлияли негативные последствия испытаний атомного оружия, "синдром Чернобыля". Но такие общественные настроения приходят и уходят. Однако в научном сообществе по-прежнему сохраняется правильное понимание необходимости развития исследований в области фундаментальной физики. И хотя в нашей науке давно не было значимых открытий, мы все надеемся, что с началом исследований на LHC общественный интерес к физике, безусловно, вернется.
    Я был очень рад приехать в Дубну. Этот город буквально пропитан наукой, он напоминает мне американский Принстон. Буду рад сюда вернуться, тем более, что наше сотрудничество обещает быть еще более активным.

Адам Фалковски, Варшавский университет:

    Для научной молодежи эта конференция представляет прекрасные возможности общения с коллегами из многих стран. Мой диплом, который я защитил год назад, был связан с локальной суперсимметрией. Мое участие в этой конференции связано с программой "Боголюбов - Инфельд". Она направлена на развитие сотрудничества теоретиков Польши и Дубны. Пока я мало знаком с Дубной, но встречи и разговоры на этой конференции помогли понять, что это мировой теоретический центр. И еще это очень гостеприимный город - организаторы конференции сделали все, чтобы мы чувствовали себя здесь уютно и комфортно. Единственно, что мне не очень понравилось, что каждый раз на проходной охранникам надо показывать паспорт...

Профессор Ханс-Петер Ниллес, Боннский университет:

    Мне довелось участвовать в работе большинства конференций этой серии, и я могу констатировать, что удельный вес таких встреч в развитии теоретической физики все более возрастает. По сравнению с предыдущей конференцией в ЦЕРН, дубненский форум был, на мой взгляд, более приближен к конкретным проблемам, которыми сегодня занимаются в теоретических группах мира. Здесь много научной молодежи, в частности, большая группа немецких физиков приехала в Дубну в рамках программы "Гейзенберг - Ландау". И это очень хорошо, потому что большая наука, а экспериментальная и теоретическая физика в особенности, должна делаться молодыми. Сегодня большая часть молодежи выбирает преимущественно прикладные науки, а в фундаментальной остаются самые преданные.
    Что же касается тематики конференции - десять лет назад на подобном форуме я набрался смелости прогнозировать, что скоро мы увидим суперсимметрию... Сейчас я убежден в этом гораздо меньше, чем многие другие мои коллеги.

Профессор Борис Арбузов, НИИЯФ МГУ:

    Симпозиум уже приближается к концу. Было очень много интересного, важного и поучительного. Много было обсуждений. Я, собственно, не принадлежу к сообществу людей, которые занимаются суперсимметрией. Но, тем не менее, обсуждение на этой конференции проблем, связанных с частицами Хиггса, очень важно - это один из центральных элементов в современной картине субчастиц. Это как ключевой камень в своде. Пока она еще не открыта, и по ней высказываются самые разные соображения, и мне как раз было интересно и поучаствовать в обсуждении, и представить свои соображения по этому поводу. Я считаю, что симпозиум прошел очень хорошо.
    Дубну я знаю очень неплохо, я работал здесь. Правда, это было довольно давно. Но у меня такое впечатление, что Дубна меняется к лучшему. Она всегда хороша. Но сейчас стала еще лучше.

Профессор Ханс Клапдор-Кляйнгротхаус, Институт Макса Планка, Гейдельберг:

Когда я ехал в Дубну на эту конференцию, мне вспоминались события двадцатипятилетней давности, когда академик Флеров пригласил меня на конференцию, и на память об этом времени осталась фотография, опубликованная в книге, которая вышла к 25-летию ОИЯИ. В это время я занимался ядрами, удаленными от линии стабильности - темой, важной для астрофизики, синтеза новых элементов. А тема моего доклада на этой дубненской конференции - возможность найти информацию о суперсимметрии и других полях в физике за пределами стандартной модели. Эту тему вместе с дубненскими коллегами мы начинали семь лет назад, и она связана с так называемой неускорительной физикой. И во время моего визита в Дубну я также приму участие в большой конференции по неускорительной физике, от которой также жду много интересной информации. Теперь о самом важном. Мне кажется, что 21-й век будет именно веком неускорительной физики.

Интервью вел Евгений Молчанов

С

Ссылки

http://www.nature.ru/ 

www.spacenews.ru 

http://grani.ru

http://www.rambler.ru/  

www.membrana.ru/

http://sciteclibrary.ru

http://inauka.ru/ 

www.svoboda.org 

http://www.rol.ru/ 

http://www.lenta.ru/ 

www.spacedaily.com 

Russian SETI 

Факты и гипотезы

О нашей Вселенной

Геологические часы

История жизни на Земле

Нерешенные научные проблемы

Гипотезы

Информация к размышлению

Проблемы спасения человечества

Досье на Мироздание

мар.2005 фев.2005  янв.2005  дек.2004 ноя.2004; окт. 2004  сен2004; авг.2004

Оппоненты

new-idea.narod.ru 

new-philosophy.narod.ru 

Идеи

Неизвестная физика