PostHeaderIcon 1.В недрах Луны.2.Существуют ли белые дыры.3.Могут ли ЧД светиться из-за ТМ?4.Атмосфера Марса выжигается солнечным ветром.5.Как гравитация может объяснить…6.Скорость света меняется в вакууме…

В недрах Луны.

Породы на Земле и на Луне практически идентичны — кроме тех случаев, когда это не так. Ученые провели компьютерное моделирование, которое, возможно, поможет найти ответ на вопрос, почему лунные образцы во многом химически идентичны своим аналогам на Земле, но все же лишены ряда ключевых ингредиентов.
Легко испаряющиеся элементы, известные как волатильные (летучие), практически отсутствуют в лунных породах, но могут залегать глубоко в лунных недрах. Эта сердцевина скрывается под корой, которая образовалась на втором этапе образования Луны (которая, кстати, может стать планетой по новым правилам), сообщил планетолог Робин Кануп 11 ноября на встрече Американского астрономического общества, посвященной планетарным наукам.
Летучие вещества вроде натрия и цинка, как предполагалось ранее, были выброшены прочь в процессе столкновения Земли с планетой размером с Марс, которое образовало Луну порядка 4,5 миллиарда лет назад. «Люди приходили к такому выводу десятками лет, — говорит Кануп из Юго-Западного научно-исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо. — Но работает это не очень хорошо».
Даже в диске расплавленных и летучих пород, которые повисли после столкновения, температуры были недостаточно высокими, чтобы выбросить их с Земли, говорит Кануп. Их атомы должны были остаться на месте, но каким-то образом отсутствуют на Луне.
«Мы находимся в странной ситуации, когда некоторые вещи идеально соответствуют, а некоторые совсем нет, — говорит Себастьян Карно, планетолог Института физики Земли в Париже. — Поэтому необходим странный сценарий, который все это объяснит».
Кануп и его коллеги запустили компьютерное моделирование, которое показало, как временное кольцо Земли развивалось с течением времени. Они обнаружили, что материал внешней части кольца, на который не сильно влияла гравитация Земли, быстро остыл и сконденсировался в шар в половину лунной массы. Гравитационные взаимодействия отправили эту протолуну медленно дрейфовать близ Земли, чем она и занимается по сей день.
Внутренняя часть кольца была сложнее. «Это очень красивая система, — говорит Карно. Река расплавленной породы, почти такая же яркая, как солнце, окружила планету, будучи зажатой между слоями газа. Эта жидкая река растекалась, в то время как газ — в котором и были летучие элементы — оставался на месте. — В этом и вся идея. Это физический механизм, разделяющий оба этих момента».
По мере того, как этот жидкий диск удалялся от Земли, внешние кромки остывали и сформировали бедные на летучие вещества камешки, которые затем были подхвачены лунной гравитацией. Вытягивая вещество из расплавленного кольца, Луна самостоятельно обложилась корой, возможно, толщиной в сотни километров, чем и объясняется отсутствие некоторых элементов в ней.
К тому времени, как остатки диска остыли достаточно, чтобы газ стал жидким и смешался, говорит Кануп, Луна отъехала достаточно далеко от Земли, чтобы добрать оставшиеся части. Они, предположительно, упали на Землю — но Карно отмечает, что истинная судьба кольца остается загадкой.
Карно разработал подобные модели для разных алгоритмов. Он считает, что ученые приходят к одному решению, используя различные инструменты.
Некоторые лунные образцы, кажется, поддерживают идею, что недостающие летучие вещества погребены внутри Луны, говорит Кануп. Несколько камней, привезенных в процессе миссий «Аполлон», содержат вулканическое стекло. Эти породы, драгированные вверх изнутри Луны, содержат следы хорошо известные и очень волатильные молекулы: воды.
_________________________________________________________________________________________________

Существуют ли белые дыры.

У моряков есть кракены и прочие морские чудища. У физиков есть белые дыры: космические творения, которые находятся где-то между былью и небылью. Их никто не наблюдал в реальном мире: они существуют только в виде математических монстров. Однако новые исследования показывают, что если теория под названием петлевая квантовая гравитация окажется верной, белые дыры могут стать реальностью — возможно, мы уже наблюдаем их.
Грубо говоря, белая дыра — это противоположность черной дыры. Черная дыра, в свою очередь, — это место, куда можно попасть, но откуда нельзя выйти; белая дыра, соответственно, — это место, из которого можно выйти, но никогда нельзя вернуться. Физик Калифорнийского технологического университета Шон Кэролл говорит: «Белая дыра как математически, так и геометрически является точно такой же, как и черная». В частности, это сводится к двум основным аспектам: сингулярности, в которой масса сдавливается в точку с бесконечной плотностью, и горизонту событий, невидимой точке невозврата, впервые описанной математически немецким физиком Карлом Шварцшильдом в 1916 году. Для черной дыры горизонт событий представляет собой точку одностороннего входа; для белой — только выхода.
Есть масса доказательств того, что черные дыры действительно существуют, и астрофизики примерно представляют, чем же они являются на самом деле. Чтобы представить, как могла образоваться белая дыра, нам нужно выйти из астрономической плоскости. Один из вариантов — вращающаяся черная дыра. Согласно общей теории относительности Эйнштейна, вращение сворачивает сингулярность в кольцо, что в теории позволяет путешествовать через вращающуюся черную дыру и не быть уничтоженным. Уравнения общей теории относительности предполагают, что попавший в такую черную дыру может пройти через туннель пространства-времени (червоточину) и выйти из белой дыры, попав в совершенно другой регион пространства-времени.
Хотя математические решения для таких дыр существуют, «они не реалистичны», говорит Эндрю Гамильтон, астрофизик из Колорадского университета в Боулдере. Дело в том, что они описывают вселенные, в которых содержатся только черные дыры, белые дыры и червоточины — без материи, радиации или энергии. Предыдущие исследования, включая Гамильтона, предполагают, что все, что попадает во вращающуюся черную дыру, грубо говоря, «затыкает» червоточину, тем самым перекрывая выход в белую дыру.
Но в конце червоточины есть свет. Общая теория относительности, на основе которой Гамильтон делает свои прогнозы, ломается в сингулярности черной дыры. «Плотность энергии и кривизна становятся настолько большими, что классическая гравитация едва ли может описать то, что там происходит», — говорит Стивен Хсу, физик Университета штата Мичиган в Ист-Лансинге. Возможно, более полная модель гравитации — которая хорошо работает в квантовых масштабах — смогла бы свести на нет нестабильность и дать ход белым дырам.
Единая теория, которая объединит гравитацию и квантовую механику, это святой Грааль современной физики. Применив одну из таких теорий, петлевую квантовую гравитацию, к черным дырам, теоретики Хэл Хаггард и Карло Ровелл из Экс-Марсельского университета во Франции показали, что черные дыры могли бы превращаться в белые при определенных квантовых процессах.
Петлевая квантовая гравитация предполагает, что пространство-время состоит из фундаментальных строительных блоков, сформированных как петли. По мнению Хаггарда и Ровелли, конечный размер петель препятствует коллапсу умирающей звезды в точку с бесконечной плотностью, а вместо того превращает сжимающийся объект в белую дыру. Этот процесс занимает несколько тысячных долей секунды, но благодаря мощности участвующей в нем гравитации релятивистские эффекты позволяют наблюдать за трансформацией долгое время, если смотреть издалека. Таким образом, крошечные черные дыры, рожденные в юной вселенной, сейчас могли бы «вспыхивать как петарды», образуя белые дыры. Некоторые из таких взрывов, как полагают астрономы, привели к появлению не сверхновых, а белых дыр.
Превращение черной дыры в белую могло бы разрешить старую головоломку, известную как информационный парадокс черной дыры. Физики предают анафеме любого, кто считает, что информация может быть уничтожена, но общая теория относительности гласит, что все, включая информацию, падая в черную дыру, не может вернуться. Эти два заявления долгое время конфликтовали, пока Стивен Хокинг 40 лет назад не показал, что черные дыры испаряются со временем. Идея того, что информация в черной дыре может пропадать навсегда, вызвала дискуссию, которая продолжается по сей день.
Но что, если черная дыра превращается в белую, а «вся информация восстанавливается», спрашивает Хаггард? «Нас очень волнует этот механизм, поскольку он позволяет решить слишком много острых вопросов».
Новая работа пока остается сырой и уж точно не дает стопроцентных гарантий на то, что петлевая квантовая гравитация точно опишет реальность. Единственное доказательство существования белых дыр мы можем получить только в лаборатории, а это практически невозможно. Но Кэролл говорит, что все в порядке. Если эти мифические космические существа смогут улучшить интуицию физиков, это может быть крайне полезным для развития науки.
________________________________________________________________________________________________

Могут ли черные дыры светиться из-за темной материи?

Темная материя, утекающая по спирали в массивную черную дыру, может излучать гамма-лучи, которые могут быть видимы с Земли, считают ученые. Темной материи во Вселенной в пять раз больше обычной, но она не излучает, не отражает и не поглощает свет, тем самым являясь полностью прозрачной или невидимой. Но если частицы темной материи вокруг темных дыр могут производить гамма-лучи (высокоэнергетический свет), эти излучения могли бы предоставить ученым новый способ изучения этого загадочного материала.
Процесс, ответственный за создание гамма-лучей, кажется несколько нелогичным, поскольку бросает вызов двум общим допущениям: ничто не может покинуть черную дыру и не бывает бесплатного сыра в мышеловке.
Невероятный побег.
Джереми Шниттман — астрофизик-теоретик из Центра управления космическими полетами Годдарда NASA, и он начинает проект по изучению данных космического гамма-лучевого телескопа Ферми на предмет поиска высокоэнергетического света на границе черной дыры, который мог бы излучаться темной материей.
«Мы, на самом деле, только начали заниматься этой проблемой, — говорит Шниттман. — Как астрофизик-теоретик за свою карьеру я проанализировал не так много данных, поэтому мне придется подучиться. К счастью, меня окружают люди здесь, в Годдарде, которые являются реальными экспертами по данным Ферми».
Поиск темной материи у Шниттмана начался с компьютерной программы, которую он разрабатывал десять лет. Она моделирует в 3D пути частиц, которые проносятся в пространстве рядом с черной дырой, некоторые оказываются достаточно близко, чтобы выйти на ее орбиту или упасть в нее.
Около года назад, он решил настроить программу для моделирования частиц темной материи. В результате получилось видео, которое показывает, как субатомные частицы захватываются гравитационной тягой черной дыры и кружат вокруг региона под названием эргосфера (в которой все частицы должны вращаться в направлении вращения черной дыры). Некоторые из этих частиц сталкиваются и уничтожают друг друга (происходит аннигиляция), и это производит гамма-лучи.
Обычно эти частицы света падали бы в черную дыру, не в силах бороться с ее притяжением, если бы не так называемый процесс Пенроуза.
В 1971 году астрофизик Роджер Пенроуз показал, что если очень близко к черной дыре рождаются два фотона, существует возможность, что один убежит, а другой упадет внутрь. Эта идея противоречит идее о том, что ничто не может покинуть черную дыру, или ничто из того, что пересекает «горизонт событий» — границу, за которой гравитационное притяжение становится настолько сильным, что даже свет не может покинуть его.
Согласно принципу Пенроуза, частицы не образуются за этой точкой невозврата, но в обычных обстоятельствах у каждой частицы был бы шанс сбежать. Поэтому принцип Пенроуза как бы изменяет судьбу как минимум одной частицы, давая ей шанс на отступление.
В 2009 году группа ученых показала, что процесс Пенроуза можно применить к частицам темной материи, которые аннигилируют с образованием двух гамма-лучей. Если частицы темной материи аннигилируют рядом с поверхностью черной дыры, телескопы на Земле могли бы уловить убегающие гамма-лучи.
Модель Шниттмана показала еще больше путей, которые могут избрать частицы, включая и то, что должно рождаться еще больше гамма-лучей, которые могут покинуть черную дыру, а их энергия будет еще выше. Краткое описание результатов было опубликовано в Physical Review Letters, а более подробное — в Astrophysical Journal.
Вооружившись этими результатами, Шниттман и его коллеги сейчас ищут такой сигнал, хотя полагают, что он будет крайне тусклым по сравнению со многими другими источниками гамма-излучения. Ученые создают список целевых галактик, у которых имеется несколько гамма-лучевых источников и очень массивные черные дыры.
«Чем больше черная дыра, тем больше сигнал, — говорит Шнитттман. — Он масштабируется так, что если масса вашей черной дыры увеличивается на 10 порядков, ожидаемый сигнал усилится на 1000 порядков».
«Первые намеки на обнаружение этого эффекта, безусловно, не будут свидетельствовать о конкретном обнаружении. Но обеспечат мощный верхний предел для этого типа процесса, а также подкрепление теории о взаимодействии высокоэнергетических частиц темной материи. Это уже прогресс».
Бесплатный сыр.
Частицы, которые покидают черную дыру посредством процесса Пенроуза, не только освобождаются, но и уходят с большей энергией, нежели имели раньше. На самом деле, конечная энергия должна быть ощутимо больше. Это, по сути, бесплатный сыр.
С момента выхода в свет работы Пенроуза, ученые показали, что убегающие частицы не только воруют энергию у своих партнеров (в основном отталкиваясь от другой частицы), но также воруют ее у вращающейся черной дыры. Каждая частица Пенроуза, которая покидает черную дыру, замедляет ее вращение на крохотную величину.
(Когда Пенроуз изначально предлагал свою идею, он писал, что это явление можно было бы использовать в продвинутом обществе как переработку мусора с выходом энергии, где мусор выступал бы частицами, падающими в черную дыру, производящими высокие энергии на выходе).
Шниттман говорит, что надеется обнаружить сигнал темной материи в данных Ферми. Правда, увидеть такой небольшой сигнал на общем фоне гамма-лучей Вселенной будет очень непросто, да и само существование сигнала стоит под вопросом: образуют ли частицы темной материи гамма-лучи при аннигиляции?
Напомним, что ученые не знают, из чего состоит темная материя, не говоря уж о том, аннигилируют ли ее частицы, как то предполагает модель Шниттмана. Поэтому, если Шниттман найдет сигнал, это будет мощным прорывом в исследовании темной материи.
________________________________________________________________________________________________

Атмосфера Марса выжигается солнечным ветром.

Солнечная буря, миновавшая Землю, но поразившая Марс в марте 2014 года, подтвердила давние подозрения учёных о том, что солнце спалило марсианскую атмосферу, оголив таким образом планету за пару миллиардов лет.
Нынешнее открытие специалистов NASA, основанное на данных миссии MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN), в прошлом году достигшей Красной планеты с целью изучения эволюции атмосферы и летучих веществ, имеет огромное значение для понимания того, как Марс превратился из тёплой и влажной планеты, вероятно, пригодной для поддержания жизни и похожей на древнюю Землю, в холодную и засушливую пустыню.
Вполне вероятно, что в уничтожении атмосферы Марса повинны различные факторы. Однако результаты изучения нынешней постоянной атмосферы Красной планеты показали, что главный её враг ― родное светило.
В частности, 8 марта 2015 года выброс корональной массы – разогнанный до гигантских скоростей поток заряженных частиц из солнечной короны – поразил Марс. Аппарат MAVEN несколько раз нырял в истончившуюся атмосферу Красной планеты, чтобы изучить процесс в подробностях. Периодически он достигал высоты в 200 километров над поверхностью и делал замеры.
Планетологи установили, что, попав в солнечный шторм, ионы кислорода и CO2 из верхних слоёв атмосферы Марса выбрасываются в космос на скоростях, которые были как минимум в 10-20 раз выше обычных. То есть атмосфера Марса истончается в 10-20 раз быстрее. Исследователи установили, что каждую секунду Марс в среднем теряет 100 граммов вещества из атмосферы.
Учёные говорят, что молодой Марс, по всей видимости, потерял большую часть своей атмосферы из-за солнечных бурь, ведь тогда Солнце было гораздо активнее. Однако прежде, чем атмосфера начала истончаться, Марс защищала исчезнувшая на настоящий момент магнитосфера.
Пока неизвестно, насколько на этот процесс влияют различные дополнительные параметры – космическое излучение и другие явления, например, химические реакции газов в атмосфере.
Возможно, что в течение ближайших двух миллиардов лет Марс останется полностью без атмосферы.
Другие команды исследователей сейчас пытаются выяснить скорость сбегания изотопов аргона-38 и аргона-36. Это поможет вычислить, сколько всего газа было утеряно Марсом ранее.
В дальнейшем учёные также надеются использовать данные зонда MAVEN для того, чтобы точно восстановить историю воды Марса.
Эти первые результаты подтвердили теорию, согласно которой большая часть воды удалилась в космос, а та, что осталась, заключена во льдах под поверхностью планеты.
Научные статьи о новых данных по марсианской атмосфере были опубликованы изданиями Science и Geophysical Research Letters.
________________________________________________________________________________________________

Как гравитация может объяснить, почему время идет только вперед?

Мы не можем остановить время. Даже в пробке, когда время, кажется, замирает и останавливается. Экономия света в дневное время тоже не помогает, время неизбежно стремится вперед. Почему не назад? Почему мы помним прошлое, а не будущее? Физики считают, что ответ на этот глубокий и сложный вопрос может скрываться в хорошо знакомой нам всем гравитации.
Основные законы физики совершенно не волнует, в каком направлении движется время. К примеру, правила, которые регулируют орбиты планет, работают вне зависимости от того, движетесь вы во времени вперед или назад. Вы можете просмотреть движения в Солнечной системе в обратном порядке и они будут выглядеть совершенно нормально, не нарушая ни один из законов физики. Что же отличает будущее от прошлого?
«Проблема стрелы времени всегда волновала людей», — говорит Флавио Меркати из Периметрического института теоретической физики в Ватерлоо, Канада.
Большинство людей, которые задумываются о стреле времени, говорят, что она определяется энтропией, количеством беспорядка (хаоса) в системе, будь то миска с кашей или вселенная. Согласно второму закону термодинамики, общая энтропия замкнутой системы всегда растет. Пока энтропия растет, время движется в том же направлении.
Когда кубик льда в вашем стакане тает и разбавляет ваш виски с колой, например, энтропия растет. Когда вы разбиваете яйцо, энтропия растет. Оба примера необратимы: вы не можете заморозить кубик льда в стакане с теплой колой или собрать яйцо заново. Последовательность событий — а значит и время — движется только в одном направлении.
Если стрела времени следует за ростом энтропии, и если энтропия во Вселенной всегда возрастает, значит, в какой-то момент в прошлом энтропия должна была быть низкой. Здесь и рождается загадка: почему энтропия Вселенной в начале была низкой?
По мнению Меркати и его коллег, не было никакого особенного начального состояния вообще. Вместо этого, состояние, которое указало времени двигаться вперед, появилось естественным путем во вселенной под диктовку гравитации. Этот аргумент ученые раскрыли в недавно опубликованной работе в Physical Review Letters.
Для проверки своей идеи ученые смоделировали Вселенную в виде собрания тысячи частиц, которые взаимодействуют друг с другом только посредством гравитации и представляют собой галактики и звезды, плавающие в космосе.
Ученые обнаружили, что независимо от стартовых позиций и скоростей в какой-то момент частицы неизбежно оказываются сгруппированными вместе в шар, прежде чем снова рассыпаться. Этот момент можно назвать эквивалентным Большому Взрыву, когда вся вселенная сжимается в бесконечно малую точку.
Вместо того чтобы использовать энтропию, ученые описывают свою систему с использованием величины, которую сами называют «запутанностью» (complexity), определяемую как грубое отношение расстояния между двумя частицами, которые находятся дальше друг от друга, чем от остальных, к расстоянию между двумя ближайшими частицами. Когда все частицы слипаются воедино, запутанность находится в наименьшем значении.
Ключевая идея во всем этом, как объясняет Меркати, такова: этот момент наименьшей запутанности возникает естественным путем из группы гравитационно взаимодействующих частиц — никаких особых условий не требуется. Запутанность увеличивается по мере того, как частицы расходятся, представляя одновременно и расширение Вселенной, и движение времени вперед.
Если этого недостаточно, события, которые имели место до того, как сгруппировались частицы — то есть до Большого Взрыва — двигались во втором направлении времени. Если вы проиграете события с этого момента назад, частицы постепенно разлетятся из скопления. Поскольку в этом обратном направлении запутанность возрастает, эта вторая стрела времени тоже будет указывать в прошлое. Которое, исходя из второго направления времени, будет на самом деле «будущим» другой вселенной, которая существует по ту сторону Большого Взрыва. Весьма запутанно, согласитесь.
Эта идея похожа на ту, что 10 лет назад предложили физики Шон Кэрролл и Дженнифер Чен из Калифорнийского технологического института. Они связали стрелу времени с идеями, описывающими инфляцию, резкое и быстрое расширение Вселенной, которое произошло сразу после Большого Взрыва.
«Что интересно в этой идее, это то, что она вполне логично связана с нами, — говорил Кэрролл, описывая свою работу применимо к стреле времени. — Возможно, причина того, что мы помним вчерашний день и не помним завтрашний, заключается в условиях, связанных с Большим Взрывом».
Связь направления времени с простой системой из классической физики относительно нова, говорит физик Стив Карлип из Калифорнийского университета в Дэвисе. Новое в этом — отказаться от энтропии в пользу идеи запутанности. Проблема энтропии в том, что она определяется в терминах энергии и температуры, которые измеряются посредством внешнего механизма вроде термометра. В случае со вселенной нет никакого внешнего механизма, поэтому вам нужна величина, которая не опирается ни на одну из единиц измерения. Запутанность, в отличие от этого, является безразмерным отношением и отвечает всем требованиям.
Это не означает, что от энтропии нужно отказаться совсем. Наш повседневный опыт — вроде вашего прохладного лимонада — полагается на энтропию. Но при рассмотрении вопроса времени в космических масштабах нужно оперировать термином запутанности, а не энтропии.
Одним из основных ограничений этой модели является то, что она исключительно сделана на базе классической физики, полностью игнорируя квантовую механику. Также она не включает в себя общую теорию относительности Эйнштейна. В ней нет темной энергии или чего-то еще, что нужно для создания точной модели Вселенной. Но исследователи думают о том, как включить более реалистичную физику в модель, что впоследствии могло бы дать возможность сделать проверяемые прогнозы.
«Для меня большой проблемой является то, что существует великое множество разных физических стрел времени», — говорит Карлип. Прямое направление времени чаще всего проявляет себя, совершенно не подключая гравитацию. К примеру, свет всегда излучается от лампы — и никогда по направлению к ней. Радиоактивные изотопы распадаются на более легкие атомы, никогда наоборот. Почему тогда стрела времени, появившаяся из гравитации, подталкивает другие стрелы времени в том же направлении?
«Это большой вопрос, который остается открытым. Думаю, пока ни у кого нет хорошего ответа на этот вопрос».
_______________________________________________________________________________________________

Скорость света меняется в вакууме из-за влияния темной материи.

Физики пришли к выводу, что изменения скорости света связаны с присутствующей темной материей. Это приближает научный мир к разгадке тайн мироздания. 
В научном журнале «Physical Review Letters» австралийские ученые опубликовали статью на тему физики. Ученым удалось на шаг приблизиться к разгадке тайны создания Вселенной. Открытие сделали научные сотрудники университета Нового Южного Уэльса, которые рассмотрели модель тёмной материи и заметили связь материи с изменениями скорости света в условиях вакуума.
При исследовании научные работники взяли за основу изучений модель материи, состоящую только из нейтральных элементарных частиц типа аксионов. Именно из аксионов, взаимодействующих с фотонами и электронами, составлено ныне существующее осциллирующее поле Вселенной. При проведении исследований учитывались постоянные величины, которые обеспечивают баланс в космосе. Исследования представляют собой сложнейшие расчеты, показывающие, что перемены со скоростью света в вакуумных условиях связаны с темной материей.

Комментарии запрещены.

Мой электронный адрес

Если кто хочет со мной связаться, или есть какие то предложение, информации. Об пожеланиях, ошибках и.т.д.. Пишите, вот моя электронная почта:
alavka907@gmail.com

Свежие записи
Август 2018
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Июл    
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  
Архивы

Август 2018
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Июл    
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031