Через 100 лет Солнечная система погрузится в горячее облако?

Речь идет об огромной закольцованной ленте, опоясывающей нашу небесную сферу, — ее обнаружил спутник IBEX. Лента является скопившимися на границе Солнечной системы атомами от взрыва звезды. Астрономы установили, что Солнце движется как раз к этой зоне. Расстояние от нашего светила до ленты оценено в 500—2000 астрономических единиц. Получается, что Солнечная система погрузится в это горячее облако через 130—540 лет.

Несмотря на довольно драматическое описание открытого явления, особых перемен на нашей планете от такой встречи, по мнению исследователей, не последует. Единственное, на что стоит обратить внимание, — на повышенный уровень опасных космических лучей в межпланетном пространстве. Это может осложнить дальние пилотируемые полеты в будущем.

Комментарий заведующего лабораторией вариации космических лучей Института земного магнетизма и распространения радиоволн РАН Анатолия БЕЛОВА.

— Что касается описываемого образования, это скорее предположение, чем готовая теория. Если бы в той зоне, о которой идет речь, шло активное излучение космических частиц, мы давно почувствовали бы изменение их количества. Лет 70—50 назад наши детекторы точно зафиксировали бы мало-мальски существенное их увеличение в космическом пространстве.

http://www.mk.ru/science....ko.html

Чужой язык: Проблемы общения

Часть проекта SETI, массив телескопов АТА, строительство которого завершается в Калифорнии, проведет сканирование небес в беспрецедентно широком диапазоне радиоволн

История уходит корнями в 1959 г., когда крупные ученые Джузеппе Коккони и Филипп Моррисон опубликовали статью, в которой рассматривали возможности межзвездных коммуникаций посредством электромагнитных волн. В те годы это выглядело совершенно разумным – другие средства просто не представлялись доступными (к примеру, не существовало лазеров, тем более достаточно мощных). Что позволило сделать вывод о том, что и другие разумные существа, буде они существуют и достаточно развиты, просто вынуждены пойти тем же путем. А если добавить уже существовавшие в те годы средства выделить осмысленный сигнал из шума, то понятно, какой ажиотаж вызвала публикация Коккони и Моррисона.

Сегодня мы стали намного опытнее. Вообще, за прошедшие с тех пор полвека наша цивилизация на самом деле стала куда более «молчаливой» в радиоволнах. Это неудивительно: в середине ХХ в. практически все коммуникации шли с помощью радио, сегодня же у нас работает кабельное телевидение, оптоволокно, витые пары и так далее, и тому подобное.

Конечно, радиосигнал остается крайне важным – взять хотя бы спутниковые трансляции и связь – но современные цифровые форматы намного эффективнее старых аналоговых, что позволяет использовать существенно более слабый радиосигнал. Или самые мощные источники радиоволн, военные радары. Если раньше они мощно и устойчиво излучали на определенной узкой и узнаваемой длине волны, сегодня они скачут с одной частоты на другую, чтобы затруднить работу средств радиоэлектронной борьбы. Словом, выкладки полувековой давности кажутся далеко не такими однозначными.

Впрочем, и искатели инопланетного сигнала не сидят сложа руки. За десятилетия работы знаменитого проекта SETI (читайте о нем: «Поиски разума») диапазон анализируемых радиочастот намного увеличился, начаты поиски сигналов и на видимых длинах волн. Однако вариантов здесь – триллионы, и однозначно определить, какие именно частоты следует сканировать, невозможно. К примеру, новейший массив радиотелескопов Allen Telescope Array (АТА), постройка которого завершается в Калифорнии, сможет охватить миллиард каналов с частотой от 0,5 до 11 ГГц, но этот диапазон – капля в море возможных радиочастот.

Чтобы как-то сузить пространство поиска, ученые и энтузиасты делают различные предложения, от вполне логичных и до совершенно курьезных. Так, Джеральд Харп обращает внимание на частоту 4,462336275 ГГц (PiHI-спектр) – это произведение частоты эмиссии атомов водорода, помноженное на число Пи. Дескать, для подачи сигнала другим разумным существам это оптимально, поскольку универсальные константы одинаковы для всех.

Более серьезно к проблеме подошел гарвардский физик Пол Горовиц, который предложил вообще перейти от радиоволн к ИК-диапазону, излучение которого способного легче проникать через скопления газа и пыли и меньше интерферирует с излучением звезд. Другие обращают внимание на гамма-волны, которые должны обильно излучать перспективные космические корабли, работающие на ядерном топливе или на антиматерии. Пока что «консерваторы» из SETI не готовы рассматривать эти «спекулятивные» сценарии.

Вообще, с поисками братьев по разуму сегодня ситуация противоречивая. С одной стороны, ясно, что первоначальные надежды быстренько найти сигнал и вступить в контакт были чересчур наивными. С другой же – современные технологии позволяют вести поиск, теоретически, намного эффективнее. А главное, обнаружение уже сотен далеких планет питает новые надежды на то, что мы не одиноки во Вселенной.

Как же решить проблему того, что технологии других разумных форм жизни могут быть существенно отличными от наших? Возможно, если иная цивилизация стоит на более высоких, чем мы, ступенях развития, она сама будет вести поиски сигналов. Соответственно, надежнее может не прислушиваться к небесам, а первым подать голос? Подобные проекты понемногу реализуются – мы подробно писали о них в заметке «Достучаться до небес».

В 2008 г. гавайский астрофизик Джон Лирнд предложил для этого особенно перспективный способ – использование нейтрино. Эти легкие частицы практически не взаимодействуют с веществом и способны легко проникать повсюду. Они преодолеют всю толщу Земли, не заметив ее: по оценкам ученых, длина свободного пробега отдельного нейтрино составляет величину порядка сотни световых лет. Пока что мы не обладаем технологиями для создания подобного излучателя и энергией для его работы. Но – снова вернемся к «прослушке» – у нас имеются детекторы нейтрино. Если они обнаружат несколько частиц, приходящих с одного направления и с одинаковой энергией, тут будет о чем задуматься.

В другой своей статье в качестве источника сигнала Лирнд предлагает рассматривать целые звезды. Он приводит в пример пульсирующие звезды класса цефеид. Светимость их довольно точно периодически меняется, на манер космического маяка. Если некая мега-цивилизация овладела достаточной энергией, она сможет в нужные моменты «накачивать» такие звезды, нарушая строгую периодичность их расписания и создавая мощный пульсирующий сигнал для межзвездной связи. Поэтому Лирнд предлагает внимательнее изучить поведение цефеид: возможно, некоторые из них уже действуют в качестве таких передатчиков.

Словом, путей для научно обоснованной фантазии здесь слишком много. Как сказал тот же Пол Горовиц, «хотелось бы держать разум открытым – но так, чтобы мозг все-таки не взорвался». Да и вообще, совершенно неясно, насколько стоит идти на поиски, а тем более – контакт с иными формами жизни. Кто знает, насколько могущественными и дружелюбными они окажутся.
По публикации Science News

источник

Самый зрелищный конец света

Иногда невольно задумываешься о том, что бы происходило на Земле, если бы нам стало точно известно, скажем, о скором (несколько дней или месяцев) столкновении с кометой. Что случится тогда? Массовые беспорядки? Паника? Или признания и смирение? Возможно, до последнего момента мы не верили бы в то, что такое может случиться, а затем наступила бы паника.

К счастью, на сегодняшний день нам ничего не угрожает. Но такой день рано или поздно может настать. Однако, мы надеемся, что к тому времени уже будет какая-то космическая программа, способная предотвратить гибель Земли.

Конец света
Вообще, Конец света — это распространённый фразеологизм, который означает предсказанную или воображаемую угрозу прекращения существования всех людей, цивилизаций, всего человечества, Земли, или даже Вселенной целиком. В более узком смысле — уничтожение всего живого.

Гибель Вселенной
В зависимости от средней плотности энергии и материи во Вселенной, она или будет продолжать вечное расширение, или будет гравитационно замедляться и, в конце концов, схлопнется обратно в себя в Большом сжатии. Ученые на сегодняшний день обладают данными, которые позволяют утверждать, что материи и энергии не только недостаточно, чтобы вызвать сжатие, но и что Вселенная расширяется с ускорением. Другие идеи о судьбе Вселенной включают теории Большого разрыва, Большого замерзания и Тепловой смерти Вселенной.

Большой разрыв (Big Rip) — космологическая гипотеза о судьбе Вселенной, которая предсказывает развал (разрыв) всей материи за конечное время.

Справедливость этой гипотезы сильно зависит от природы тёмной энергии, а именно, от параметра w, равного отношению давления темной энергии к её плотности согласно уравнению состояния в космологии. Если w < ?1, то Вселенная будет ускоренно расширяться, и скорость расширения достигнет бесконечной величины за конечное время.

Если гипотеза Большого разрыва верна, то, с увеличением скорости расширения, расстояние до горизонта событий, — т. е. той части Вселенной, которая удаляется от наблюдателя со скоростью света — будет уменьшаться. Все, что находится за горизонтом, недоступно для наблюдения, поскольку скорость света - это предел для любых взаимодействий. Объект, расположенный в центре наблюдаемой вселенной, не взаимодействует ни с чем, что находится за горизонтом. Если размер горизонта событий становится меньше размеров какого-либо объекта, то между частями этого объекта невозможны никакие взаимодействия — ни гравитационное, ни электромагнитное, ни сильное или слабое.

При w = ?3/2, по расчётам, конец Вселенной (Большой разрыв) наступит приблизительно через 35 миллиардов лет после Большого взрыва и через 20 миллиардов лет от сегодняшнего дня.

За миллиард лет до Большого разрыва распадутся скопления галактик.

Примерно за 60 миллионов лет до Большого разрыва гравитация станет слишком слабой, чтобы удерживать галактики. Распадется и наша Галактика.

За 3 месяца до Большого разрыва Солнечная система станет гравитационно несвязанной.

За 30 минут до Большого разрыва разрушится Земля.

За 10?9 секунд до конца — разрушатся атомы.

Поскольку время определяется как последовательность наблюдаемых событий, при отсутствии взаимодействий прекратится и оно.

На сегодняшний день неизвестно, обладает ли тёмная энергия такими свойствами, при которых может реализоваться этот сценарий. Кроме того, из общих соображений ясно, что материя не сможет обладать такими же свойствами до момента Большого разрыва, они изменятся. Однако, когда это произойдёт и какие объекты распадутся, а какие сохранятся — неизвестно.

Тепловая смерть — это конечное состояние любой замкнутой термодинамической системы, и Вселенной в частности. При этом никакого направленного обмена энергией наблюдаться не будет, так как все виды энергии перейдут в тепловую. Термодинамика рассматривает систему, находящуюся в состоянии тепловой смерти, как систему, в которой термодинамическая энтропия максимальна.

Теме тепловой смерти вселенной посвящён ряд научно-фантастических рассказов (например, рассказ «Последний вопрос» Айзека Азимова). Роли человечества в тепловой смерти вселенной посвящена песня «Неизбежность» российской группы Complex Numbers.

Помимо гибели вселенной, существует также целый ряд других угроз. Например, глобальные катастрофы. Это понятие означает события, полностью уничтожающие возникшую на Земле разумную жизнь или необратимо ограничивающие её потенциал.

Катастрофы
Глобальные катастрофы могут иметь природные или рукотворные причины, а также их сочетание.

С момента взрыва первой атомной бомбы всё больше стала возрастать вероятность рукотворной глобальной катастрофы. Сам взрыв атомной бомбы, по субъективной предварительной оценке Бора, мог вызвать детонацию атмосферы с вероятностью в три миллионных. По мере усиления технологий количество возможных причин рукотворной глобальной катастрофы возрастает.

Ниже приводим список возможных глобальных катастроф:

1. Космологические глобальные катастрофы:
Распад метастабильного вакуума;
Возможно мы живём в симуляции, и её выключат.

2. Природные глобальные катастрофы:
Близкий гамма-всплеск;
Извержение супервулкана;
Падение астероида;
Сверхвспышка на Солнце;
Необратимый убегающий парниковый эффект;
Разрушение озонового слоя;
Вторжение инопланетян;
Нечто непредвиденное.

3. Рукотворные глобальные катастрофы:
Недружественный Искусственный интеллект;
Биологическая катастрофа, связанная с генетическим конструированием, Биотерроризм;
Неограниченное размножение нанороботов («Серая слизь»);
Ядерная война, приводящая к ядерной зиме и глобальному радиоактивному заражению;
Неудачный физический эксперимент (Большой адронный коллайдер);
Преднамеренное уничтожение озонового слоя Земли;
Преднамеренное отклонение крупных астероидов на Землю;
Системный кризис, связанный со взаимным усилением этих процессов.

А пока ничего такого не происходит – оставайтесь с нами!

https://gomel-sat.net/3188-samyj-zrelishhnyj-konec-sveta.html

Эластичная лента в качестве объяснения темной энергии

Ученые обнаружили в конце 1990-ых годов, что галактики не просто отступали друг от друга, это происходило в ускоряющемся в геометрической прогрессии темпе. Темная энергия предполагала бы объяснение антигравитации, которая должна иметь место. Никто не знает, исходит ли сила изнутри Вселенной или это - внешний эффект.

Новая идея связывает темную энергию с нейтрино, субатомными частицами, которые редко взаимодействуют с другой материей, но у которых, как недавно показали результаты исследования, бесконечно малая масса. Нейтрино присутствуют на Солнце и других звездах и являются продуктом Большого взрыва. Они постоянно проходят через каждый дом, любое тело и даже через Землю.

Традиционная теория говорит о том, что масса нейтрино не изменяется в течение долгого времени. В новой теории нейтрино получают массу, при нахождении в ограниченном пространстве.

Напряженность
В ранней Вселенной нейтрино были сильно уплотнены. В настоящее время они более рассредоточены и обособлены, и таким образом, каждый из них имеет большую массу, предполагает новая теория. Поскольку они перемещаются обособленно, между ними развивается напряженность, как в натянутой эластичной ленте, сказала Энн Нельсон, преподаватель физики в университете Вашингтона.

Увеличивающаяся напряженность – это и есть знаменитая темная энергия, объяснил Нил Вайнер, физик в университете Вашингтона, член команды исследования.

Напряженности дали название: акселерон.

"Нейтрино создают акселеронное поле, подобно тому, как заряженная частица создает электрическое поле, - объяснил Вайнер в интервью. – За исключением того, что эта сила всегда притягивающая".

"Эта притягивающая сила – эластичная лента, образующаяся между нейтрино, - сказал он. – Нейтрино, оставшиеся после Большого взрыва, создают акселеронное поле равномерно по всей Вселенной. Энергия в этой области способствует расширению Вселенной".

Почему акселерон - пока лишь теоретическая концепция – гипотетически полезна и удобна в использовании?

Теория Эйнштейна об общей относительности предсказывает, что плотность энергии Вселенной непосредственно связана с уровнем расширения. Пропорционально тому, как Вселенная расширяется, плотность энергии становится ниже, и Вселенная должна замедлиться. Так как расширение ускоряется, должна работать некая другая форма энергетической плотности.

Вот ключевое значение новой теории:

"Нейтрино работают так, что они обязательно должны располагаться вокруг другого Нейтрино, и при этом они будут легче, - сказал Вайнер. – Если их разделить, они могут стать более тяжелыми. В зависимости от того, как Вселенная расширяется, массы нейтрино повышаются".

Теория также предсказывает, что нейтрино изменит массу, что базируется на том, как плотно они окружены обычной материей, так же, как свет выглядит по-другому, когда он пропускается через воздух против воды или через призму. У нейтрино в воздухе должна быть отличная масса от, например его массы, в момент прохождения через скалу. И это будет однажды быть измерено, если бы ученые могли использовать огромные лаборатории-ускорители частиц, ядерные реакторы или даже нейтрино, исходящие от Солнца.

Предостережение
Как другие теории о темной энергии, эта не может быть доказана сейчас, и другие ученые осторожны в отношении доверия ей.

Акселероны столь же вероятны как "любая другая идея" сказал Роберт Шеррер, преподаватель физики в Университете Вандербилта, он предположил, что темная энергия должна быть глубоко привязана к темной материи, которая представляет собой такую же мистическую загадку. (Темная материя была «изобретена» учеными, чтобы объяснить, почему звезды отдельной галактики «сцеплены» в водовороте галактик, вместо того, чтобы разбиться, что объяснилось бы общей суммой обычного найденного материала).

"Это - очень серьезная проблема, и у нас действительно нет единого очевидного решения, которое настолько было бы обосновано, что все бы сказали: «Да, это должно быть правильным решением», - сказал Шеррер SPACE.com. - Именно поэтому предлагается очень много различных других теорий, которые имеют право на существование. Эта модель присоединится к конкуренции наряду со всеми другими, и однажды мы будем знать, кто предложил правильный ответ".

Акселеронная теория будет повторно издана в следующем выпуске Physical Review Letters, журнале американского Физического общества. Дэвид Б. Каплан, преподаватель физики в университете Вашингтона, также работал над исследованием.

Еще один интересный аспект – это то, что теория могла бы означать для судьбы Вселенной. Наблюдения за воздействием темной энергии должны все же показать, как далее будет происходить эволюция Вселенной: или она будет бесконечно расширяться, или возможно ускориться до такой степени, что вся материя будет разрушена в Большом Разрыве.

"В нашей теории, в конечном счете, нейтрино отдалились бы слишком друг от друга, и стали бы слишком массивными, находясь под влиянием темной энергии, таким образом, ускорение расширения должно будет остановиться, - сказал Нельсон. - Вселенная может продолжить расширяться, но в уменьшающемся темпе".

https://gomel-sat.net/3457-ye....ya.html

Путешествие по Млечному пути. Ритмы Земли в галактике и 2012 год.

Спирали Млечного пути

рис. 1

Сложные — динамичные, многоуровневые и многомерные — пульсационно-волновые взаимоотношения всех, параллельно вращающихся, элементов этого галактического "соленоида” генерируют космогеофизические (гравитационные, электрические, магнитные, электромагнитные и др.) взаимовлияния и резонансы, которые выступают важнейшими инициаторами ритмики всех базовых геофизических, климатических, биологических, психологических и общественно-исторических процессов Земли (в т.ч. в таких динамичных режимах, которые вызывают мощные энергофлюидные выбросы, стихийно-катастрофические бедствия и другие дисфункции планетарной жизни в соответствующих геоактивных зонах). Особую роль при этом играют Солнце и динамичные космические тела.

Подчиняясь ритмам Галактики и Солнечной Системы, базовый ряд (свыше сорока показателей) земных пульсаций (эксцентриситета орбиты, наклона и прецессии оси вращения, географических полюсов и др.) последовательно (и также строго описываемыми математическими законами) разветвляет свои компоненты в иерархические ряды более мелких и далее ветвящихся гармоник, которые одновременно (и жестко) синхронизированы со смежными иерархическими пульсациями остальных субъектов Солнечной Системы.

Данный глобальный механизм синхронно связанных параметров и пульсаций всех космических тел и явлений — генеральный инициатор и регулятор на Земле развития и циклов всех фундаментальных процессов природы и социума. Вариации его космофизических влияний отражают стратегию планетарной жизни в контексте динамики природы, места и особенностей объектов и субъектов земного развития.

Будучи настроенными на различные ритмы космических и земных пульсаций, все объекты и субъекты нашей планетарной жизни имеют индивидуальные энерго-информационные коды своего спиралеобразного развития.

В них заданы: место и роль каждого элемента в энерго-информационном балансе и в спирали всей планетарной жизни; базовые частоты, амплитуды и особенности циклического функционирования элемента; природа и ритмы его определяющих космических и земных излучений; время, иерархии и особенности его "плановых" подъемов и кризисов; закономерности их "плановых" пересечений с ритмами и спиралями иных форм, сфер, объектов, субъектов и процессов земного и космического развития.

Галактические времена года
Путешествуя по Галактике, Солнечная система двигаясь по слабо эллиптической орбите трижды за оборот (~220 млн. лет) пересекает рукава Галактики, где плотность газопылевых облаков и звездного "населения" значительно выше.

Солнечная система совершает также вертикальные колебания относительно галактической плоскости, пересекая её каждые 30—35 миллионов лет и оказываясь то в северном, то в южном галактическом полушарии.

В целом, во Вселенной все подчинено вибрациям и циклам. Есть времена, требующееся галактикам для совершения одного оборота вокруг центрального управляющего ядра Вселенной, - по некоторым заявлениям, приблизительно 10,8 миллиарда лет - его называют универсальным циклом. Универсальный цикл – это разворачивающаяся вовне спираль, а не просто обороты галактик вокруг Великого Центрального Солнца.

Наша галактика - Млечный путь

В настоящее время Солнце находится вблизи перигалактия, на расстоянии ~8.2 кпс от центра Галактики и имеет скорость движения 240 км/с, на 19,5 км выше средней (круговой) скорости окружающих звезд. В афелии Солнце будет отстоять на ~9.2 кпс от центра и иметь скорость около 200 км/с.

По оценкам астрономов мы живем в осеннем периоде галактического года. Что же происходит, когда начинается галактическая зима? Моменты пересечения Солнца с рукавами Галактики совпадают с глобальными катаклизмами и сменой эволюционных периодов биосферы Земли, повторяющимися в среднем через 72 млн. лет (рис. 12). Это естественно, так как в момент прохождения рукава резко увеличивается аккреция газа, пыли, комет, рождающихся и в массе сосредоточенных в газовых облаках.

При вхождении Солнечной системы в галактический рукав (в моменты вхождения в плотные газопылевые облака) происходит увеличение запыленности околоземного космического пространства, и температура на Земле резко падает. Начинается период глобального оледенения. Например, следы ископаемого оледенения 283 млн. летней давности были найдены в Индии.

Затем, из-за этой же запыленности происходит увеличение аккреционной светимости Солнца. Экваториальная зона Земли перегревается настолько, что становится непригодной для жизни большинства видов животных и растений, а климат в полярных зонах становится тропическим. Не это ли причина обнаружения ископаемых крокодилов в Антарктиде и массового образования эвапоритов, - солевых отложений, формирующихся при температуре воды 56°C?

В период прохождения Солнечной системой рукавов резко увеличивается частота падения кометных тел на Землю, что приводит к катастрофическим последствиям на Земле.

Только периоды движения Солнца в межрукавной зоне характеризуются ровным, устойчивым климатом.

Последняя смена эр произошла 65 - 67 млн. лет назад, и сегодня мы входим в следующую смену эр, максимум катаклизмов которой будет через 5-7 млн. лет, то есть через 1.3-1.5 кпс пути. Однако процесс вхождения в галактический рукав начался уже 2 млн. лет назад, обозначенный новыми, все учащающимися ледниковыми периодами (это так называемый четвертичный период), гибелью многих видов крупных млекопитающих (мамонты, пещерные медведи, саблезубые тигры:)...

Полностью эта интересная статья здесь

Субстанция, объединяющая прошлое и настоящее - неуловимая космическая пыль

Оказывается, сам по себе межзвездный газ охладиться не может. Электронная структура атома водорода такова, что избыток энергии, если таковой есть, он может отдать, излучая свет в видимой и ультрафиолетовой областях спектра, но не в инфракрасном диапазоне. Образно говоря, водород не умеет излучать тепло. Чтобы как следует остыть, ему нужен охладитель, роль которого как раз и играют частицы межзвездной пыли.

Во время столкновения с пылинками на большой скорости - в отличие от более тяжелых и медленных пылинок молекулы газа летают быстро - они теряют скорость и их кинетическая энергия передается пылинке. Так же нагревается и отдает это избыточное тепло в окружающее пространство, в том числе в виде инфракрасного излучения, а сама при этом остывает. Так, принимая на себя тепло межзвездных молекул, пыль действует как своеобразный радиатор, охлаждая облако газа. По массе ее не много - около 1 % от массы всего вещества облака, но этого достаточно, чтобы за миллионы лет предотвратить избыток тепла.

Когда же температура облака падает, падает и давление, облако конденсируется и из него уже могут родиться звезды. Остатки материала, из которого родилась звезда, являются в свою очередь исходным для образования планет. В их состав пылинки уже входят, причем в большем количестве. Потому что, родившись, звезда нагревает и разгоняет вокруг себя весь газ, а пыль остается летать поблизости. Ведь она способна охлаждаться и притягивается к новой звезде гораздо сильнее, чем отдельные молекулы газа. В конце концов, рядом с новорожденной звездой оказывается пылевое облако, а на периферии - насыщенный пылью газ.

Там рождаются газовые планеты, такие как Сатурн, Уран и Нептун. Ну а вблизи звезды появляются твердые планеты. У нас это Марс, Земля, Венера и Меркурий. Получается довольно четкое разделение на две зоны: газовые планеты и твердые. Так что Земля в значительной степени оказалась сделанной именно из межзвездных пылинок. Металлические пылинки вошли в состав ядра планеты, и сейчас у Земли огромное железное ядро.

Тайна молодой Вселенной
Если галактика сформировалась, то откуда в ней берется пыль - в принципе ученым понятно. Наиболее значительные ее источники - новые и сверхновые, которые теряют часть своей массы, «сбрасывая» оболочку в окружающее пространство. Кроме того, пыль рождается и в расширяющейся атмосфере красных гигантов, откуда она буквально выметается давлением излучения. В их прохладной, по меркам звезд, атмосфере (около 2,5 - 3 тысяч кельвинов) довольно много сравнительно сложных молекул.

Но вот загадка, не разгаданная до сих пор. Всегда считалось, что пыль - продукт эволюции звезд. Иными словами - звезды должны зародиться, просуществовать какое-то время, состариться и, скажем, в последней вспышке сверхновой произвести пыль. Только вот что появилось раньше - яйцо или курица? Первая пыль, необходимая для рождения звезды, или первая звезда, которая почему-то родилась без помощи пыли, состарилась, взорвалась, образовав самую первую пыль.

Туманность М16 в созвездии Орла содержит много молекулярного водорода и пыли. Столь необычное освещение обеспечивают скрывающиеся за дымкой молодые ультрафиолетовые звезды.

Ведь когда 14 млрд. лет назад произошел Большой взрыв, во Вселенной были только водород и гелий, никаких других элементов. Это потом из них стали зарождатьсяпервые галактики, огромные облака, а в них - первые звезды, которым надо было пройти долгий жизненный путь. Термоядерные реакции в ядрах звезд должны были инициировать более сложные химические реакции, превратить водород и гелий в углерод, азот, кислород и так далее, а уж после этого звезда должна была выбросить все это в космос, взорвавшись или постепенно сбросив оболочку. Затем этой массе нужно было охладиться, остыть и, наконец, превратиться в пыль. Но уже через 2 млрд. лет после Большого взрыва, в самых ранних галактиках, пыль была. С помощью телескопов ее обнаружили в галактиках, отстоящих от нашей на 12 млрд. световых лет. В то же время 2 млрд. лет - слишком маленький срок для полного жизненного цикла звезды: за это время большинство звезд не успевает состариться. Откуда в юной Галактике взялась пыль, если там не должно быть ничего, кроме водорода и гелия, - тайна.

Мало того что межзвездная пыль выступает в роли своеобразного вселенского охладителя, возможно, именно благодаря пыли в космосе появляются сложные молекулы.

Дело в том, что поверхность пылинки может служить одновременно и реактором, в котором образуются из атомов молекулы, и катализатором реакций их синтеза. Ведь вероятность того, что сразу много атомов различных элементов столкнутся в одной точке, да еще и провзаимодействуют между собой при температуре чуть выше абсолютного нуля, невообразимо мала. Зато вероятность того, что пылинка последовательно столкнется в полете с различными атомами или молекулами, особенно внутри холодного плотного облака, довольно велика. Собственно, это и происходит - так образуется оболочка межзвездных пылинок из намерзших на нее встреченных атомов и молекул.

На твердой поверхности атомы оказываются рядом. Мигрируя по поверхности пылинки в поисках наиболее энергетически выгодного положения, атомы встречаются и, оказываясь в непосредственной близости, получают возможность прореагировать между собой. Разумеется, очень медленно - в соответствии с температурой пылинки. Поверхность частиц, особенно содержащих в ядре металл, может проявить свойства катализатора. Химики на Земле хорошо знают, что самые эффективные катализаторы - это как раз частицы размером в доли микрона, на которых собираются, а затем и вступают в реакции молекулы, в обычных условиях друг к другу совершенно «равнодушные». По-видимому, так образуется и молекулярный водород: его атомы «налипают» на пылинку, а потом улетают с нее - но уже парами, в виде молекул.

Очень может быть, что маленькие межзвездные пылинки, сохранив в своих оболочках немного органических молекул, в том числе и простейших аминокислот, и занесли на Землю первые «семена жизни» около 4 млрд. лет тому назад. Это, конечно, не более чем красивая гипотеза. Но в ее пользу говорит то, что в составе холодных газопылевых облаков найдена аминокислота - глицин. Может, есть и другие, просто пока возможности телескопов не позволяют их обнаружить.

Охота за пылью
Исследовать свойства межзвездной пыли можно, разумеется, на расстоянии - с помощью телескопов и других приборов, расположенных на Земле или на ее спутниках. Но куда заманчивее межзвездные пылинки поймать, а потом уж обстоятельно изучить, выяснить - не теоретически, а практически, из чего они состоят, как устроены. Вариантов тут два. Можно добраться до космических глубин, набрать там межзвездной пыли, привезти на Землю и проанализировать всеми возможными способами. А можно попытаться вылететь за пределы Солнечной системы и по пути анализировать пыль прямо на борту космического корабля, отправляя на 3емлю полученные данные.

Первую попытку привезти образцы межзвездной пыли, и вообще вещества межзвездной среды, несколько лет назад предприняло НАСА. Космический корабль оснастили специальными ловушками - коллекторами для сбора межзвездной пыли и частиц космического ветра. Чтобы поймать пылинки, не потеряв при этом их оболочку, ловушки наполнили особым веществом - так называемым аэрогелем. Эта очень легкая пенистая субстанция (состав которой - коммерческая тайна) напоминает желе. Попав в нее, пылинки застревают, а дальше, как в любой ловушке, крышка захлопывается, чтобы быть открытой уже на Земле.

Этот проект так и назывался Stardust - Звездная пыль. Программа у него грандиозная. После старта в феврале 1999 года аппаратура на его борту в конечном итоге должна собрать образцы межзвездной пыли и отдельно - пыль в непосредственной близости от кометы Wild-2, пролетавшей неподалеку от Земли в феврале прошлого года. С контейнерами, наполненными этим ценнейшим грузом, корабль прилетел на Землю. Миссия закончилась 15 января 2006 года, корабль приземлился в штате Юта, неподалеку от Солт-Лейк-Сити (США). Вот тогда - то астрономы наконец увидели своими глазами (с помощью микроскопа, конечно) те самые пылинки, модели состава и строения которых они уже спрогнозировали.

А в августе 2001 года за образцами вещества из глубокого космоса полетел Genesis. Этот проект НАСА был нацелен в основном на поимку частиц солнечного ветра. Проведя в космическом пространстве 1 127 дней, за которые он пролетел около 32 млн. км, корабль вернулся и сбросил на Землю капсулу с полученными образцами - ловушками с ионами, частицами солнечного ветра. Увы, произошло несчастье - парашют не раскрылся, и капсула на полном ходу столкнулась с земной поверхностью. И разбилась. Конечно, обломки собрали и тщательно изучили. Впрочем, в марте 2005-го на конференции в Хьюстоне участник программы Дон Барнетти заявил, что четыре коллектора с частицами солнечного ветра не пострадали, и их содержимое, 0,4 мг пойманного солнечного ветра, ученые активно изучают в Хьюстоне.

Впрочем, сейчас НАСА готовит третий проект, еще более грандиозный. Это будет космическая миссия lnterstellar Ргоbе. На этот раз космический корабль удалится на расстояние 200 а. е. от Земли (а. е. - расстояние от Земли до Солнца). Этот корабль никогда не вернется, но весь будет «напичкан» самой разнообразной аппаратурой, в том числе - и для анализа образцов межзвездной пыли. Если все получится, межзвездные пылинки из глубокого космоса будут, наконец пойманы, сфотографированы и проанализированы - автоматически, прямо на борту космического корабля.

https://gomel-sat.net/3653-su....-i.html

Чёрные дыры повсюду! (Иллюстрация НАСА.)

Мы живём в одномерном пространстве

Исчезающие измерения впервые попали в поле зрения науки в 2005 году в ходе компьютерного моделирования только что выдуманной казуальной динамической триангуляции, проведённого группой Ренаты Лолл из Утрехтского университета (Нидерланды). Голландские учёные изучали спектральную размерность — параметр, описывающий разбегание полей и частиц от заданной точки, то есть своего рода квантовую диффузию. К своему удивлению, г-жа Лолл обнаружила, что этот процесс протекает намного быстрее в масштабе 10–35 м, эквиваленте длины Планка, определяющей расстояние, на котором эффекты квантовой гравитации становятся значительными.

Это можно объяснить тем, что частицы движутся только в одном пространственном измерении. Ибо чем меньше измерений доступно, тем меньше возможных направлений и меньше время, затрачиваемое на удаление от исходной позиции.

Поначалу казалось, что в этом нет никакого смысла, но теперь, отмечает Стивен Карлип, редукция измерений возникает то здесь, то там — например, в анализе ренормализации групп и в теории Петра Хоржавы из Калифорнийского университета в Беркли (США), которая ставит под сомнение выводы общей теории относительности (ОТО).

Для объяснения этого явления г-н Карлип обращается к идее квантовой пены, выдвинутой в 1950-х годах Джоном Уилером, который предположил, что квантовые флуктуации меняют геометрию пространства-времени, делая его неустойчивым и негомогенным в малых масштабах. Карлип идёт дальше и представляет, что эта пена ведёт себя аналогичным образом в пространстве-времени близ гравитационной сингулярности. Согласно ОТО, в этой области чрезвычайно сильная гравитация искривляет пространство-время таким образом, что, скажем, фотон, вышедший из одной точки, будет добираться до другой бесконечно долго. Иными словами, соседние участки пространства-времени начинают расширяться и сужаться независимо друг от друга.

Карлип предполагает, что в малых масштабах квантовой гравитации может происходить аналогичное явление. В результате в определённый момент пространство расширяется и сужается в каком-то одном направлении больше, чем в другом. Выходит, что на очень коротких расстояниях и в течение очень короткого промежутка времени движение частицы определяется лишь одним измерением. К счастью, измерения-фавориты постоянно меняются, что и позволяет нам видеть пространство трёхмерным.

Получается, что квантовая пена состоит из микроскопических чёрных дыр?

«Плодотворная теория, — соглашается г-жа Лолл. — Но ей ещё предстоит ответить на несколько весьма трудных вопросов».

В прошлом году орбитальный телескоп НАСА «Ферми» предоставил предварительные свидетельства в пользу того, что скорость электромагнитного излучения не зависит от его частоты, так что гипотеза квантовой пены пока не нашла подтверждения.

http://science.compulenta.ru/564796/

Конец времен: Ничего не будет

Недавно, выступая на семинаре, физик Бен Фрайфогель (Ben Freivogel) пытался зажечь аудиторию интригующим началом: «Время может кончиться». Надо сказать, что ученые оказались не слишком потрясены этим заявлением. Но дальнейший рассказ Фрайфогеля, его выкладки и расчеты привлекли уже гораздо более пристальный интересы.

По мнению Фрайфогеля и его коллеги Рафаэля Буссо (Raphael Bousso), время – по крайней мере, в том смысле, который вкладывает в него основанная на Теории относительности современная физика – действительно закончиться, причем гораздо больше половины из отпущенного ей срока Вселенная уже исчерпала. Они дают миру порядка 5 млрд лет, притом что от его рождения сейчас прошло около 13,74 млрд лет (о соответствующем исследовании мы писали в заметке «Повторение пройденного»). Чтобы понять, откуда ученые пришли к этому выводу, придется начать издалека – с космологической инфляции.

Инфляцией называется процесс ускоренного расширения, который, по некоторым современным моделям, протекал в молодой Вселенной. Ускоренного – значит, гораздо быстрее скорости света; эйнштейновские теории запрещают перемещение со сверхсветовой скорости по пространству-времени, но не разворачивание самого пространства-времени, как это происходило в период инфляции. Сейчас этот процесс, в общем-то, продолжается, хотя и намного медленней. Несмотря на сложность и противоречивость концепции инфляции, она объясняет ряд сложных моментов в астрофизике – такие, как появление крупномасштабной структуры Вселенной и ее однородности.

По одной из версий этой теории, инфляция, спадая в «зрелой» Вселенной, по сути, не заканчивается никогда. В отдельных участках из-за локальных флуктуаций она может резко нарастать, инфляция снова действует во всей силе, разворачивая «пузыри» новых миров. Этот процесс (напомним – чисто гипотетический) протекает бесконечно, приводя к появлению бесконечного числа вселенных с разными – всеми возможными и невозможными – физическими характеристиками.

В рамках этой теории и выступили Фрайфогель и Буссо, заметив, что бесконечность вселенных при бесконечном времени приводит к простому заключению: может случиться – и случится – любое, даже самое маловероятное событие. Более того, оно случится бесконечное число раз, как и любое другое событие. Это приводит к тому, что все наши современные законы и построения, отталкивающиеся от вероятностных функций, оказываются полностью несостоятельными. Упрощенно говоря, монетка будет падать «орлом» бесконечное число раз – но столь же бесконечное число раз она будет становиться на ребро, просто повисать в воздухе или разлетаться на отдельные атомы.

Чтобы «усмирить» эти разбушевавшиеся вероятности, придется каким-то образом ограничить время существования Мультивселенной, так, чтобы цифры снова пришли в норму. Этот ход и приводит к необходимости поставить предел существованию пространства-времени. Но вместе с этим закончится вообще все. «Мир – и вы в том числе – просто перестанет существовать», - резюмирует Буссо.

Словом, высказана более чем странная идея. Зато, как заметили авторы работы, она разрешает один интересный парадокс, мысленный эксперимент, предложенный Аланом Гатом (Alan Guth) и Виталием Ванчуриным.

Представим, что вы подбрасываете монетку, которая с вероятностью 0,5 падает орлом и 0,5 – решкой. В первом случае вы тут же засыпаете и спите короткое время – допустим, минуту; во втором сон длится долго – например, миллиард лет. Не нужно быть специалистом, чтобы рассудить, что шансы проспать миллиард лет или минуту равны.

Но вот вы проснулись и пытаетесь понять, сколько же вы проспали, – минуту или миллиард? Допустим, у вас имеется возможность опросить участников подобного эксперимента, поставленного и в других параллельных вселенных. Вы придете к странному выводу: людей, проснувшихся после короткого сна, больше, чем после длинного. Просто потому, что у большей части из них время сна уже вышло, тогда как некоторая часть «долгоспящих» до сих пор мирно храпит. Получается парадокс: если судить по этим результатам, шансы проснуться после короткого сна выше, чем после длинного. А вовсе не пятьдесят на пятьдесят.

По словам Буссо и его коллег, именно их подход, выводящий конечность времени существования Мультивселенной, разрешает этот парадокс самым естественным образом: многие из заснувших на долгий срок просто подходят к временнОму концу Вселенной во сне и, таким образом, шансов проснуться после короткого сна становится заметно больше.

Стоит заметить, что сам Алан Гат, реагируя на эти выкладки, соглашается, что такой радикальный способ разрешить парадокс вполне работает, но при этом замечает, что это мало говорит в пользу высказанной идеи. Хотя бы потому, что совершенно неясно, какой именно физический механизм и каким именно образом может приводить к исчезновению времени.

По публикациям physics arXiv blog, New Scientist Space и arXiv:1009.4698v1

http://www.popmech.ru/article/7912-konets-vremen/