Скачать

На изображении в заглавии статьи — одна из наиболее полных карт нашей Вселенной. Каждая точка на ней — это отдельная галактика, столь же огромная, как и сам наш Млечный Путь. Тёмная зона на галактическом экваторе — артефакт нашего собственного местоположения: мы можем видеть галактики в экваториальном секторе неба только в узком промежутке от 120° до 240°, да и то — плохо, в силу того, что галактический экватор плотно забит звёздами и межзвёздным газом нашей собственной галактики Млечный Путь, который и поглощает излучение далёких галактик.
В силу этого, в сторону ядра нашей галактики мы вообще не ничего не видим, а в противоположную сторону, которая закрыта от нас только неплотным рукавом Персея, мы можем всё-таки кое-что рассмотреть. А вот к галактическому северу и галактическому югу у нас есть возможность обозревать Вселенную на миллионы и миллиарды световых лет.

Однако даже такой несовершенный «наблюдательный пункт» уже преподнёс нам массу сюрпризов, касающихся мегаструктуры нашей Вселенной — различных неоднородностей, которые превосходят размер нашей собственной галактики в сотни тысяч и в миллионы раз.
И которые нарушают массу космологических концепций, устоявших в ХХ веке, даже на фоне массы фундаментальных потрясений для космологии, которые перевели бесконечную и устойчивую Вселенную XIX века во «Вселенную Большого взрыва» века ХХ-го.
И пересмотр этих космологических концепций, основанный на новых открытиях, обещает стать не менее интересным шагом в познании, нежели стало открытие красного смещения, расширения Вселенной и победа модели Большого взрыва, как «начала всех начал».

В 2015 году физика находится на мосту между старым миром и новым. Старая добрая Стандартная модель — набор уравнений, который объясняет многое, но, к счастью для нас, не все — физической работы Вселенной была подтверждена снова и снова, до невообразимого уровня точности.

Как появилась наша Вселенная? Как она превратилась в кажущееся на первый взгляд бесконечное пространство? И чем она станет спустя многие миллионы и миллиарды лет? Эти вопросы терзали (и продолжают терзать) умы философов и ученых, кажется, еще с начала времен, породив при этом множество интересных и порой даже безумных теорий. Сегодня большинство астрономов и космологов пришли к общему согласию относительно того, что Вселенная, которую мы знаем, появилась в результате гигантского взрыва, породившего не только основную часть материи, но явившегося источником основных физических законов, согласно которым существует тот космос, который нас окружает. Все это называется теорией Большого взрыва.

Как многие знают, несколько дней назад во время церемонии награждения победительницы международного конкурса «Мисс Вселенная» произошёл казус: ведущий конкурса, актёр Стив Харви ошибся и объявил со сцены, что победительницей стала Ариадна Гутьеррес из Колумбии. Девушка успела примерить корону и начала принимать поздравления, но спустя примерно две минуты произошло невероятное — Харви заявил, что он перепутал и настоящей победительницей конкурса должна быть уроженка Филиппин Пиа Алонсо Вуртцбах.

Посмотрите на ночное небо и увидите, что оно заполнено звездами. Но невооруженным глазом можно разглядеть лишь микроскопическую их долю. В одной только галактике насчитывают до 100 миллиардов звезд, а галактик во Вселенной еще больше. Астрономы полагают, что в мире порядка 10^24 звезд. Эти мощнейшие электростанции бывают самых разных цветов и размеров — и рядом со многими из них наше Солнце выглядит крошкой. Но какая звезда будет настоящим гигантом небес? Начать стоит с определения того, что мы понимаем под гигантом. Будет ли это звезда с самым большим радиусом, например, или с самой большой массой?

Учитывая размеры Вселенной, есть веские причины предполагать существование жизни, помимо земной. И некоторые ученые твердо верят в то, что она будет обнаружена к 2040 году. Но как на самом деле выглядят (если они действительно есть) разумные внеземные формы жизни? Не одно десятилетие научная фантастика описывала нам пришельцев как низкорослых серых гуманоидов с большими головами и в целом не сильно отличающихся от человеческого вида. Однако есть как минимум десять веских причин считать, что разумная внеземная жизнь совсем не похожа на нас.

В начале был знак вопроса. А потом и все остальное. Конец. Все мы слышали о теории Большого Взрыва (я сейчас про космологическую модель, а не про сериал), но важно понимать, чем эта теория является, а чем нет. Позвольте разъяснить одну точную, понятную и до смешного простую вещь: теория Большого Взрыва — это не теория создания Вселенной. Зафиксируйте это для протокола. Поправляйте людей, когда они ошибаются.

Благодаря быстрому развитию технологий, астрономы совершают все более интересные и невероятные открытия во Вселенной. Например, звание «самого большого объекта во Вселенной» переходит от одних находок к другим практически ежегодно. Некоторые открытые объекты настолько огромны, что ставят в тупик своим фактом существования даже лучших ученых нашей планеты. Давайте поговорим о десяти самых крупных из них.

Источник: Naked Science

Об этом заявили физики из Индии, Австрии и Японии, расчеты которых не исключают такую возможность.

В соответствии с голографическим принципом, для математического описания Вселенной вполне хватает информации, содержащейся на ее внешней границе. В 1993 году нидерландский физик Герард'т Хоофт предложил этот принцип, а применительно к теории струн он воплощается в идее так называемого AdS/CFT-соответствия.

Ученые из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL), которые стоят во главе проекта Lattice Strong Dynamics Collaboration, разработали новую теорию, объясняющую то, почему так называемая темная материя успешно "уклоняется" от прямого обнаружения, невзирая на все усилия, предпринимаемые в этом направлении. Кроме этого, в новой теории присутствует объяснение феномену "недостающей" массы материи во Вселенной, который был обнаружен учеными-астрономами по эффекту влияния на лучи света гравитационных сил галактик, скоплений галактик и других сверхмассивных космических объектов.

Если сравнивать с возрастом обычного человека, Вселенная неописуемо древняя. Но даже за один год в ней происходят важные перемены. Сомерсет Моэм говорил: «Мы уже не те в этом году, кем были в прошлом; те, кого мы любим, тоже. Это счастливая возможность для нас: меняясь, продолжать любить изменившегося человека».

Каждый из нас по-своему провел этот год на планете Земля, пока она совершала полный оборот вокруг Солнца. Мы могли заметить ряд изменений (или даже событий), которые случились в нашей любимой Вселенной:

Отдельные миры Мультивселенной, экспоненциально расширяющиеся со временем, образовались из базовой мембраны

У меня есть экзистенциальная карта, по всей поверхности которой написано «Вы здесь».
Стивен Райт

«Наблюдения показывают, что Вселенная расширяется с увеличивающейся скоростью. Она будет расширяться вечно, и становиться всё более пустой и тёмной».

Стивен Хокинг

Обнаруженный впервые в 1930 году, Плутон считался девятой планетой нашей Солнечной системы много лет. И хотя его статус был понижен до карликовой планеты, благодаря открытию Эрис в 2004 году, Плутон продолжает очаровывать и интриговать астрономов.

С быстрым приближением миссии «Новые горизонты» к планете астрономы с нетерпением ожидают возвращения фотографий и данных, которые помогут им ответить на некоторые животрепещущие вопросы об этом небесном теле — в том числе и на вопрос, может ли Плутон поддерживать жизнь.

Нет сомнения, что с математической точки зрения у нас нет недостатков во всяческих красивых и элегантных математических аппаратах. Но не все они имеют смысл в физической вселенной. На каждую гениальную идею, описывающую то, что мы можем увидеть и измерить, найдётся ещё одна гениальная, которая попытается описать то же самое, но окажется неправильной. Обсуждая на прошлой неделе вопросы, касающиеся альтернатив струнной теории, я нашёл следующее высказывание:

Во-первых, есть большая разница между квантовой гравитацией, решением теории струн и другими альтернативами.

Начнём с нашей дорогой вселенной. Есть общая теория относительности – наша теория гравитации. Она постулирует, что вся система работает несколько хитрее, нежели простое «дальнодействие», которое придумал Ньютон, у которого все массы во всех местах вселенной испускали силы, действующие друг на друга, обратно пропорциональные квадрату расстояния между ними.

Масса, как объяснил Эйнштейн при помощи принципа эквивалентности E = mc² в 1907, есть лишь одна из форм энергии. Эта энергия заворачивает самую ткань пространства-времени, изменяя путь, по которому движутся тела, и изгибая то, что наблюдатель увидел бы как декартовскую решётку. Объекты не ускоряются невидимой силой, а просто путешествуют по пути, искривлённому различными формами энергии, присутствующими во вселенной.

Это гравитация.

Некоторые физики на самом деле считают, что вселенная, в которой мы живем, может быть гигантской голограммой. Такое научное исповедание становится все более популярным. И самое интересное, что эта идея не совсем напоминает моделирование вроде «Матрицы», а скорее приводит к тому, что хотя нам кажется, что мы живем в трехмерной вселенной, у нее может быть всего два измерения. Это называется голографическим принципом.

Согласно теории, выдвинутой недавно Самиром Мэзуром (Samir Mathur), профессором физики из университета Огайо, утверждение о том, что все, что переходит через горизонт событий черной дыры полностью разрушается, является неправильным.

Новая теория указывает на то, что черная дыра преобразует все, что ее касается, в голограмму — практически идеальную копию поглощенного объекта, которая продолжает существовать, как и прежде. Такое преобразование может привести к совершенно экзотическим явлениям, к примеру, если бы наш мир был поглощен черной дырой, мы могли этого даже и не заметить.

Наука выделяет четыре основных пути, на которых Вселенная может встретить свою судьбу. Это Большое Замерзание, Большой Хруст, Большое Изменение и Большой Разрыв. Если вам эти названия ничего не говорят, сейчас все поймете. Вас не должен удивить факт того, что наша планета обречена. Пройдет немного времени, всего 6 миллиардов лет, и Земля, скорее всего, испарится, когда Солнце расширится до красного гиганта и поглотит нашу планету.

Физики доказывают: жить можно вечно

Робер Ланца, биоцентрист.

На Пасху, совпавшую с Днем космонавтики, многочисленные интернет-сайты вспомнили о том, что идея воскрешения популярна даже среди ученых. И проиллюстрировали ее "космической" гипотезой профессора Роберта Ланца (Robert Lanza) — о параллельных мирах, в которых жизнь не заканчивается со смертью тела. О чем речь?

Мы на пути к Марсу. NASA планирует высадить астронавтов на его поверхность к 2030-м годам. Частные космические компании вроде SpaceX также выражают заинтересованность в основании колоний на Красной планете, а небезызвестный проект Mars One уже набирает граждан для путешествия в один конец уже в 2020 (хотя не все верят в то, что он выгорит).

Глубоко под поверхностью Марса может гнездиться крошечная микробная жизнь, она может плескаться в подземных океанах луны Сатурна Энцелад, но эти места вряд ли будут теми, где мы найдем первые формы жизни за пределами Земли. Плохая новость в том, что первую внеземную жизнь человечество обнаружит, скорее всего, слишком далеко, чтобы ее можно было навестить.

Изучать юные года истории нашей Вселенной — непростая задача. Поскольку мы там не были (и это очевидно), единственный способ получить информацию из этого периода — смотреть в космос. На самом деле, чтобы понять этот период, нам приходится заглядывать в самые далекие уголки космоса — к самым первым звездам, которые рождались там в первобытные темные века.

Разве в центре нашей галактики не должен быть гигантский светящийся шар? Почему мы не видим его в ночном небе? Взгляните на величие Млечного Пути. Это наш небесный дом. Взгляните на все его детали на величественных снимках. На эти звезды, газ, прекрасную светящуюся космическую пыль.

Земля — загадочное место с великими безднами неизвестности, лежащими в океанах, которые покрывают две трети нашего чудесного мира. Если вы задумаетесь об экстремальных условиях, феноменальных геологических особенностях и жутких существах, которые кишат на километровых глубинах в морях, голова пойдет кругом. Что ж, после прочтения этой статьи она и вовсе может взорваться, поскольку за пределами нашей атмосферы и даже Солнечной системы существуют такие непостижимые, внушающие страх океаны, что… читайте, в общем.

Когда мы смотрим на Вселенную, довольно трудно представить, что это вот все — планеты, звезды, галактики, сложные жизни, которыми мы наслаждаемся, — все возникло случайно. Куда ни глянь, Вселенная подчиняется одним и тем же законам: все тем же фундаментальным константам, частицы мы находим одни и те же, взаимодействия между ними позволяют сложить частицы вместе, а они образуют все, что мы знаем. И есть во всем этом некая неизбежность.

Наша Вселенная, кажется, очень тонко настроена, чтобы все было так, но может ли это быть в действительности? В науке, если мы хотим что-нибудь узнать, мы должны задаться вопросами о природе объекта. Давайте посмотрим, как устроена наша Вселенная и что мы можем узнать из этого.

Посетить иные миры и звездные системы — что может быть увлекательнее! Вот только лететь с субсветовой скоростью совсем неинтересно: или не доживешь, или просидишь ледяной «консервой» тысячи лет. А хочется, конечно, чтобы ррраз! — и в другой галактике.

Принято считать, что теория относительности категорически запрещает сверхсветовое движение. Это, однако, не совсем так. Строго запрещен лишь «сверхсветовой обгон», то есть два материальных объекта, находящихся рядом друг с другом, не могут иметь разность скоростей больше скорости света. Но на больших расстояниях и с учетом эффектов искривления пространства-времени относительные скорости движения могут быть сверхсветовыми. Вот только создавать сильные управляемые искривления пространства мы не умеем и вряд ли научимся в скором будущем.

Есть и еще одна проблема. Согласно теории относительности, сверхсветовое путешествие по маршруту туда и обратно эквивалентно отправке в прошлое. А такие перемещения во времени чреваты парадоксами. Самый известный из них — парадокс убитого дедушки: путешественник отправляется в прошлое, где уничтожает своего предка, и в результате сам не появляется на свет.

Черная дыра, которой не может быть

В феврале 2015 года международная команда исследователей обнаружила черную дыру, которая, мягко говоря, очень их удивила. Напомним, сначала китайские астрономы, использующие относительно маломощный 2,4-метровый Лицзянский наземный телескоп, наткнулись на квазар, сиявший спустя 900 миллионов лет после Большого взрыва, причем с рекордной для небесных тел того времени яркостью.

«Парадокс потери информации» в черных дырах — проблема, которая преследует физиков в течение последних 40 лет, — может вовсе не существовать. Порвите документ — и его можно по клочкам собрать обратно. Сожгите книгу, и в теории можно сделать то же самое. Но отправьте информацию в черную дыру — и она будет потеряна навсегда. Так считали физики много лет. Однако были и противоположные мнения, и одна из последних работ говорит в пользу этого.

Вселенная наполнена галактиками, которые собираются вместе подобно космическим мегаполисам в подавляющей пустоте пространства. На днях астрономы представили кучу детских снимков таких скоплений галактик, сняв их в возрасте всего нескольких миллиардов лет (это мало, учитывая то, что возраст Вселенной — 13,8 миллиарда лет). Более 200 детских скоплений — это самый большой улов за все время, который проливает свет на темную материю и формирование галактик.

Нам кажется, что хорошие времена будут длиться вечно и нам не стоит экономить энергию. Но энтропия растет, и в конечном итоге благодаря ей в нашей Вселенной не останется полезной энергии. Благодаря вкладу поколений динозавров и их друзей-растений, у нас есть топливо, которое можно сжигать. Если мы когда-нибудь избавимся от своей зависимости от этих видов топлива, мы начнем использовать возобновляемые источники вроде солнца, ветра, приливов и отливов, геотермальной и гидротермальной энергии. И если физики начнут делать полезные вещи, мы сможем использовать и обуздать мощь Солнца и генерировать неограниченное количество энергии в ходе термоядерного синтеза, используя вечный водород во всех мировых океанах.

Скачать

В течение тысяч лет астрономы могли исследовать только планеты нашей солнечной системы. Первые планеты были обнаружены благодаря странному перемещению в ночном небе, отличающемуся от других звезд.

Учёным удалось заполучить визуальное подтверждение Общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Благодаря телескопу «Хаббл» астрофизики смогли впервые запечатлеть так называемый Крест Эйнштейна, появившийся в результате вспышки сверхновой звезды за миллиарды световых лет от Земли. Как предполагается, это поможет лучше понять не только природу самих сверхновых, но и тёмной материи во Вселенной.

«Иди же, есть и другие миры кроме этих», — писал Стивен Кинг в «Темной башне». Одной из самых интересных тем для обсуждения является то, что наша реальность — наша Вселенная, как мы ее воспринимаем — может быть не единственной версией происходящего. Возможно, существуют другие Вселенные; возможно, и у них есть свои варианты, в которых происходят другие события и принимаются другие решения — своего рода мультивселенная.

Воскрешенный телескоп Кеплер и траектория его перемещений по небосводу во время программы K2
© NASA

Телескоп "Кеплер", специально предназначенный для поиска экзопланет, совершил новое открытие — ему удалось обнаружить три экзопланеты размером с Землю на орбите одного из ближайших соседей Солнца, звезды EPIC 201367065 в созвездии Льва.

эпиграф
Если долго всматриваться в бездну,
можно неплохо провести время.
Инженер Механических Душ

Как только ребенок (а это происходит где–то года в три–четыре) понимает, что все числа делятся на три группы "один, два и много", он тут же пытается выяснить: насколько много бывает много, чем много отличается от очень много, и может ли оказаться так много, что больше не бывает. Наверняка вы играли с родителями в интересную (для того возраста) игру, кто назовет самое большее число, и если предок был не глупее пятиклассника, то он всегда выигрывал, на каждый "миллион" отвечая "два миллиона", а на "миллиард" — "два миллиарда" или "миллиард плюс один".

Уже к первому классу школы каждый знает — чисел бесконечное множество, они никогда не заканчиваются и самого большого числа не бывает. К любому миллиону триллионов миллиардов всегда можно сказать "плюс один" и остаться в выигрыше. А чуточку позже приходит (должно прийти!) понимание, что длинные строки цифр сами по себе ничего не значат. Все эти триллионы миллиардов только тогда имеют смысл, когда служат представлением какого–то количества предметов или же описывают некое явление. Выдумать длиннющее число, которое ничего из себя не представляет, кроме набора долгозвучащих цифр, нет никакого труда, их итак бесконечное количество. Наука, в какой–то образной мере, занимается тем, что выискивает в этой необозримой бездне совершенно конкретные комбинации цифр, присовокупляя к некому физическому явлению, например скорости света, числу Авогадро или постоянной Планка.

И сразу же возникает вопрос, а какое на свете самое больше число, которое что–то означает? В этой статье я попытаюсь рассказать о цифровом монстре, называемом число Грэма, хотя строго говоря, науке известны числа и побольше. Число Грэма самое распиаренное, можно сказать "на слуху" у широкой публики, потому что оно довольно просто в объяснении и все же достаточно велико, чтобы вскружить голову. Вообще, тут необходимо объявить небольшой disclaimer (рус. предостережение). Пусть прозвучит как шутка, но я нифига не шучу. Говорю вполне серьезно — дотошное ковыряние в подобных математических глубинах в совокупности с безудержным расширением границ восприятия может оказать (и окажет) серьезное влияние на мироощущение, на позиционирование личности в обществе, и, в конечном итоге, на общее психологическое состояние ковыряющего, или, будем называть вещи своими именами — открывает дорогу к шизе. Не нужно чересчур внимательно вчитываться в нижеследующий текст, не стоит слишком ярко и живо представлять описываемые в нем вещи. И не говорите потом, что вас не предупреждали!

Боги Фабиан — необычная художница, занимающаяся настенной росписью. Большинство ее рисунков при дневном свете не представляют из себя ничего особенного. Зато, когда комната погружается в темноту, вы оказываетесь в новом и совершенно волшебном мире. Дело в том, что она создает свои рисунки с помощью специальных фосфоресцирующих красок.

Расположенные близко друг к другу крохотные нейтронные звезды с огромной массой создают поразительные эффекты

Пульсар J1906, один из вращающихся "маяков" глубокого космоса, исчез из поля зрения астрономов. Деформация структуры пространства-времени скрыла его от наблюдателей с Земли.

Наша Солнечная система движется через так называемое Местное межзвездное облако с очень низкой плотностью, область размером в 30 световых лет в поперечнике. Оно настолько разреженно, что на световой год встречается лишь небольшой вздох воздуха — примерно один атом на три кубических сантиметра пространства. Земля и наше Солнце движутся через Облако от 40 000 до 150 000 лет и, возможно, будут двигаться еще 20 000 лет. Впрочем, это мгновение для нашей орбиты на 250 миллионов лет, пролегающей через Млечный Путь.

«Мы все ищем и ждем чего-то, может быть, вот сейчас, еще немного данных, которые приведут к моменту истину, — говорит Гарри Нельсон, профессор физики из Калифорнийского университета в Санта-Крус, научный руководитель обновленного проекта LUX под названием LUX-ZEPLIN. — Мысль о том, что есть что-то, что мы просто пока не понимание и не знаем, пробирает до мурашек».

Физический реализм — это взгляд, согласно которому физический мир, который мы видим, реален и существует сам по себе. Большинство людей думают, что это само собой разумеется, но с некоторых пор физическому реализму серьезно противоречат некоторые факты из мира физики. Парадоксы, которые сбивали с толку физиков прошлого века, до сих пор не разрешены, и многообещающие теории струн и суперсимметрии никуда этот воз пока не привезли.

стопку бумаги, которая больше нашей Вселенной!!!

Миф: Никакой лист бумаги нельзя сложить пополам более 8 раз. (На самом деле текущий рекорд уже составляет 12 раз, он принадлежит Бритни Гэлливен). Реальность: Если у вас будет достаточно большой лист бумаги – и достаточно энергии для его складывания – вы можете сложить его сколько угодно раз. Однако тут есть одна проблема:

Если вы сложите его 103 раза, толщина стопки бумаги превысит размеры известной нам вселенной – 93 миллиарда световых лет. Серьёзно.

В 1905 году в рамках специальной теории относительности Альберт Эйнштейн впервые сформулировал принцип релятивистского замедления времени. Согласно ему, в движущемся теле все физические процессы происходят медленнее, чем в неподвижном. Поэтому, если взять двое одинаковых часов, одни поместить в космический корабль и отправить в полёт на высокой скорости, а другие оставить на Земле, после возвращения первых часов окажется, что они по сравнению с неподвижными отстают. Это, в частности, означает, что потенциальные космические путешественники будущего будут стареть медленнее, чем их современники на Земле.

Новое исследование, проведенное с помощью космического телескопа Спитцер при NASA, предлагает окунуться в глубокие и неизведанные воды нашего космоса. В ходе одной из самых долгих миссий с участием телескопа астрономы начали трехмесячную экспедицию с целью отлова тусклых галактик в миллиардах световых лет от нас. Результаты уже дают интересную пищу для размышления.