PostHeaderIcon 1.Астрономы нашли самую быстрорастущую ЧД во Вселенной.2.Астрономы обнаружили первую в своем роде экзопланету…3.Новый магнитный процесс в турбулентной области космического пространства.4.Откуда нам известно, что расширяется именно пространство?5.Существует ли сингулярность.

Астрономы нашли самую быстрорастущую черную дыру во Вселенной.

Астрономы обнаружили черную дыру, которая растет быстрее, чем все черные дыры, известные сегодня, сообщается в препринте, опубликованном на сайте arXiv.org. Каждые два дня она поглощает столько же вещества, сколько содержится в Солнце. 
Черные дыры, масса которых может превышать солнечную в миллиарды раз, существовали даже в молодой Вселенной, когда ей было всего 800 миллионов лет (сейчас ее возраст составляет 13,8 миллиардов лет). При этом для астрофизиков до сих пор остается загадкой, как они могли вырасти так быстро — предполагается, что либо они росли быстрее, чем при нормальных условиях, которые описываются эддингтоновскими уравнениями, либо они формировались из массивных черных дыр, которые возникли благодаря прямому коллапсу молекулярных облаков. Сегодня подобные «ранние» объекты обнаруживают в виде квазаров, когда они активно поглощают вещество, в результате чего оно нагревается и начинает ярко излучать в разных диапазонах. Исследование квазаров важно для понимания физики и эволюции молодой Вселенной. 
Астрономы под руководством Кристиана Вольфа из Австралийского национального университета обнаружили очень яркий квазар J2157-3602, свет от которого шел до Земли примерно 12 миллионов лет. Черная дыра, находящаяся в его центре, имеет массу порядка 20 миллиардов солнечных и растет на один процент каждый миллион лет. Как утверждают исследователи, J2157-3602 растет настолько быстро, что он светится в тысячу раз ярче галактики, в которой находится. «Если бы такого монстра поместили в центр Млечного пути, то он бы сиял в 10 раз сильнее, чем полная Луна. Он выглядел бы насколько ярким, что затмил бы собой все остальные звезды», — комментирует Вольф. 
J2157-3602 имеет большую светимость в ультрафиолетовом диапазоне, чем все известные квазары, яркость которых не была усилена гравитационной линзой. Вероятно, черная дыра в центре квазара поглощает материю столь активно, что вплотную подходит к пределу Эддингтона. Известно, что вещество не может падать на черную дыру в любых количествах, потому что чем больше вещества падает, тем выше окажется его температура, а значит и давление. Если давление внутренних слоев вещества окажется слишком большим, то вещество из внешних слоев будет выталкиваться, и оно не сможет упасть объект. Предел Эддингтона в данном случае представляет собой некоторую границу, где сила гравитации скомпенсирована давлением нагретого газа. 
Также исследователи отмечают, что J2157-3602 излучает не только в ультрафиолетовом, но и рентгеновском диапазоне. «Если бы он находился в центре нашей Галактики, то жизнь на Земле скорее всего была бы невозможна из-за большого количества рентгеновского излучения», — заключает Вольф. Тем не менее, подобные объекты представляют большой интерес для науки — с их помощью астрономы могут понять, какой вклад они внесли в эпоху реионизации и сколько металлов было в ранней Вселенной. 
В прошлом году астрономы обнаружили квазар, свет от которого шел к нам более 13 миллиардов лет. В его центре находится самая далекая черная дыра из известных сегодня. Источник: nplus1.ru

_________________________________________________________________________

Астрономы обнаружили первую в своем роде экзопланету, атмосфера которой полностью лишена облаков.

Исследования атмосфер далеких планет дает ученым-астрономам массу ценной научной информации, включая и информацию об особенностях условий на поверхности этих планет. И, до последнего момента все без исключения изученные экзопланеты, имеющие атмосферу, имели и облака в своей атмосфере. С этой точки зрения обнаруженная недавно экзопланета WASP-96b кардинально отличается от других планет, над ее поверхностью постоянно царит кристально чистое небо, ведь атмосфера планеты WASP-96b полностью лишена даже самого легкого облачного покрова. 
Планета WASP-96b относится к классу горячий Сатурн, она кружит вокруг подобной Солнцу звезды, находящейся на удалении 980 световых лет от нас в районе созвездия Феникса. Астрономы изучили эту планету при помощи телескопа Very Large Telescope, уделив особое внимание ее атмосфере. Для изучения планеты использовался уже ставший традиционным транзитный метод, который позволяет узнать многие из параметров планеты по изменению яркости звезды, на фоне которой движется планета в определенные моменты времени. 
Естественно, некоторая часть света проходит сквозь атмосферу, приобретая спектральные параметры, зависящие от состава и плотности атмосферы. Спектр света, прошедшего сквозь атмосферу, уникален для каждой планеты, и особенностью спектра планеты WASP-96b является наличие в нем четких и полных спектральных линий атомов натрия. Спектр натрия имеет достаточно специфическую форму и то, что ученые получили его в абсолютно неискаженном виде, говорит о полном отсутствии облачности в атмосфере WASP-96b. 
«В спектре света от других планет, натрий был представлен как очень узкий пик, что является лишь малой частью спектра этого элемента» — рассказывает Николай Николов, ведущий исследователь. — «Полный спектр натрия может быть получен лишь при прохождении света через самые глубокие части атмосферы планеты, и в таком случае любая облачность становится огромной помехой». 
Ученым удалось даже измерить количественные параметры натрия, находящегося в атмосфере планеты WASP-96b, и эти данные практически совпадают со значениями, наблюдаемые в атмосферах газовых гигантов нашей Солнечной системы. 
«Чистота атмосферы планеты WASP-96b предоставляет нам уникальную возможность точного измерения количества различных молекул и веществ, таких, как вода и углекислый газ» — рассказывает Эрнст де Мооидж, один из исследователей. — «И мы проведем соответствующие исследования в ходе дальнейших наблюдений за этой планетой». Источник: dailytechinfo.org

___________________________________________________________________________

Новый магнитный процесс в турбулентной области космического пространства.

Несмотря на то, что окрестности Земли находятся очень близко к нам, мы до сих пор не знаем многого о протекающих в них процессах. В новом исследовании ученые миссии НАСА Magnetospheric Multiscale spacecraft (MMS) во главе с Т.Д. Фаном открыли новый тип магнитных явлений в ближних окрестностях Земли. 
Магнитное пересоединение представляет собой один из важнейших процессов, протекающих в пространстве – наполненном заряженными частицами, известными как плазма – вокруг Земли. В этом фундаментальном процессе происходит рассеяние магнитной энергии и разгон заряженных частиц, что приводит к изменениям космической погоды, которую ученые хотят научиться прогнозировать, подобно погоде на поверхности Земли. Пересоединение происходит тогда, когда пересекающиеся магнитные линии «ломаются», в результате чего в стороны выбрасываются потоки заряженных частиц. В новом исследовании пересоединение магнитных линий было обнаружено там, где оно никогда прежде не наблюдалось – в турбулентной плазме. 
Магнитное пересоединение неоднократно наблюдалось в магнитосфере – магнитной оболочке Земли – однако обычно в «спокойных» условиях. Новое же событие было зарегистрировано в области, называемой магнитослоем, которая находится на внешней границе магнитосферы и характеризуется высокой турбулизацией потоков солнечного ветра. Ранее ученые не знали, происходит ли в этой области пересоединение магнитных линий, поскольку плазма в ней имеет в высшей степени хаотичный характер. Согласно находкам, сделанным при помощи миссии MMS, пересоединение магнитных линий в этой области происходит, однако в очень небольшом масштабе, по причине чего это событие ускользало от внимания предыдущих зондов, обладающих более низким порогом чувствительности. Источник: astronews.ru

___________________________________________________________________________

Откуда нам известно, что расширяется именно пространство?

Если вы посмотрите на любые окружающие вас объекты Вселенной, и увидите, что все они будут двигаться в сторону от вас, что вы решите? Может, что у вас есть отталкивающая сила? Или что ткань пространства расширяется? Что вы находитесь в центре произошедшего когда-то взрыва и всё разлетается в стороны от его центра? Все эти и некоторые другие варианты могут казаться разумными, но учёные почему-то всё время говорят о «расширяющейся Вселенной», будто бы другие альтернативы не годятся. Почему? Наш читатель спрашивает об этом: 
Откуда нам известно, что расширяется пространство? По отношению к чему? Красное смещение разлетающихся галактик могло бы быть и в бесконечном пространстве, а не обязательно в расширяющемся. 
Ответ на этот вопрос вытекает непосредственно из наблюдений за Вселенной.
Один из самых невероятных фактов, связанных с Эйнштейновской Общей теорией относительности – лидирующей теорией гравитации – заключается в том, что она связывает пространство-время и материю с энергией. Материя и энергия сообщают пространству-времени, как нужно искривиться; пространство-время говорит материи, как двигаться. Если мы узнаем, как распределена вся материя и энергия во Вселенной в какой-то момент времени, и узнаем, как они движутся, мы сможем воссоздать кривизну пространства-времени и его эволюцию в течение жизни Вселенной.
Наблюдая за галактиками Вселенной, мы видим, что на самые близкие к нам галактики больше всего влияет гравитационная динамика других соседних галактик. Млечный путь и Андромеда направляются навстречу друг другу, другие галактики местной группы в итоге также сольются с нами. Остальные галактики притягиваются в другим близлежащим массам – крупным галактикам, галактическим группам и скоплениям. В любом относительно небольшом участке пространства, размером от нескольких миллионов до десятков миллионов световых лет, массы этого пространства определяют, как именно будут двигаться галактики.
На крупных масштабах всё происходит не так. Мелкомасштабные движения, известные, как пекулярные скорости, могут достигать нескольких тысяч километров в секунду. Но они накладываются на более сильный эффект, который можно увидеть только на более крупных масштабах: чем дальше от нас галактика, тем быстрее она от нас отдаляется.
Это эмпирическое наблюдение известно, как закон Хаббла, и постулирует, что наблюдаемая скорость убегания от нас галактики пропорциональна расстоянию от неё до нас. Константа пропорциональности известна как постоянная Хаббла, и её довольно точно измерили, получив значение порядка 70 (км/с)/Мпк [66,93 ± 0,62 (км/с)/Мпк – данные 2016 года / прим. перев.] с погрешностью в 3-4 (км/с)/Мпк – зависит от того, как измерять.
Но отчего так происходит? Почему всё убегает друг от друга, если не имеет гравитационной связи? Вернёмся к основам ОТО, к тому самому откровению, которое испытал Эйнштейн перед публикацией своей наиболее мощной идеи. 
Выдвинув свою ОТО, Эйнштейн быстро понял, что у неё имеется последствие, которое ему не нравится: Вселенная, повсеместно наполненная материей, была бы нестабильна и подвержена гравитационному коллапсу. Эйнштейн решил этот поправить, введя невидимую расталкивающую силу, предотвращавшую коллапс, космологическую константу. Другие поняли, что, если не учитывать эту константу, можно получить Вселенную, не статичную во времени – в ней сама ткань пространства будет расширяться или сжиматься.
Исправление Эйнштейна не работала. Космологическая константа приводила к нестабильной Вселенной: участки с повышенной плотностью должны были схлопнуться, а с пониженной – разбежаться. Во Вселенной, работающей по законам ОТО, не могло быть статичного пространства-времени, пока она заполнена материей. Наша Вселенная выглядит для нас гомогенной и изотропной. Важность двух этих свойств заключается в следующем: 
Гомогенность означает, что Вселенная повсюду одинаковая. 
Изотропность означает, что Вселенная одинакова по всем направлениям. 
В комплексе они говорят о том, что Вселенной присуще равномерное распределение материи и энергии, во всех местах и направлениях. А раз так, и удалённые галактики убегают от нас тем быстрее, чем дальше находятся, у нас остаётся очень мало вариантов объяснения происходящего.
Эта ситуация могла развиться благодаря разным факторам, среди которых: 
«Усталость» света, идущего от удалённых галактик, и потеря им энергии во время движения через пространство. 
Быстрое движение, в результате которого самые быстрые из движущихся галактик оказались со временем самыми отдалёнными. 
Первоначальный взрыв, расталкивающий галактики дальше от нас. 
Расширение пространства-времени. 
Но лишь последний вариант подтверждается полным набором данных, поддерживающих как ОТО, так и астрофизическое распределение и свойства всех наблюдаемых галактик
Довольно быстро стало понятно – ещё в 1930-х – что тут двух вариантов быть не может: Вселенная в самом деле расширяется. Это помог подтвердить тот факт, что красное смещение объекта очень хорошо совпадало с расчётным, полученным через расстояние, и с наблюдаемой скоростью расширения, вне зависимости от расстояния до объекта
Но тому есть ещё больше доказательств. Если бы Вселенная расширялась, можно было бы ожидать наблюдения ещё нескольких явлений. Мы бы увидели, что чем дальше заглядываем в удалённое прошлое, тем плотнее становится материя Вселенной. Мы бы увидели, что скопления галактик оказываются плотнее, чем сегодня. Мы бы увидели, что спектр света от объектов со свойствами абсолютно чёрного тела таким бы и оставался, и не испытывал сдвига в энергии. А ещё мы бы увидели, что температура реликтового излучения раньше была выше, чем сегодняшние 2,7 К.
Все эти свидетельства совместно учат нас тому, что Вселенная расширяется, и именно в этом причина красного смещения. Это не движение, не уставший свет, не результат взрыва. Само пространство расширяется, и та часть Вселенной, что мы можем видеть и изучать, со временем становится всё больше и больше. И хотя прошло всего 13,8 млрд лет с момента Большого взрыва, самые удалённые объекты, от которых до нас дошёл свет, сейчас удалены от нас уже на 46 млрд световых лет.
А что находится за этими пределами? Мы почти уверены, что там есть ещё больше «Вселенной», но свету оттуда просто не хватило времени, чтобы дойти до нас. Ненаблюдаемая Вселенная, расположенная за пределами наблюдаемой, может быть конечной или бесконечной; нам это просто неизвестно. Но даже если она уже бесконечная, она всё равно может расширяться! С расширением Вселенной мы просто умножаем её размер на множитель роста, поэтому если она изначально была конечной, она останется конечной (просто больше по размеру), а если она была бесконечной, она останется бесконечной. Мы уверены, что Вселенная меняется, расширяется и растягивается – и все эти эффекты непротиворечивы и неоспоримы. Но что находится за пределами наблюдаемой Вселенной? Мы работаем над тем, чтобы это выяснить. Как обычно, в науке есть ещё много того, что нужно сделать. Источник: geektimes.com

__________________________________________________________________________

Существует ли сингулярность: от теории к фактам.

Валерий Витальевич Васильев — российский ученый, академик РАН и специалист в области механики. На протяжении многих лет он изучает сингулярность решений прикладных задач, доказывая, что этот феномен — ни что иное как результат некорректности математической модели изучаемого явления или процесса. Попробуем разобраться в этом — существует ли сингулярность в реальности или она является формальным математическим результатом, не имеющим физического содержания.
Сразу отметим, что этот материал рассказывает об альтернативной концепции сингулярности. И её автор понимает, что она идёт вразрез с установившимися в науке концепциями. Соглашаться с ней или не соглашаться — личное дело каждого, но если вы не просто несогласны, но ещё и готовы своё несогласие аргументировать, мы приглашаем вас к дискуссии. А теперь обо всём по порядку. 
Одна из наиболее распространенных сингулярностей связана с Черными дырами — загадочными областями пространства-времени, гравитационные аномалии которых привлекают к себе внимание ученых по всему миру. Теоретическая возможность существования подобных астрономических объектов, основанная на сингулярном решении сферически симметричной задачи общей теории относительности, обсуждается еще с начала прошлого века. Однако в связи с концепцией, согласно которой Черные дыры являются реально существующими объектами, сингулярность решения, из которого они следуют, связана с гораздо более общей проблемой — проблемой реальности сингулярных решений прикладных задач. Решению этой проблемы посвятил свою работу Валерий Витальевич Васильев — советский и российский ученый, академик РАН, специалист в области строительной механики, теории упругости и проектирования конструкций из композитных материалов. 
Сингулярность: что это такое.
Валерий Витальевич Васильев — российский ученый, академик РАН и специалист в области механики. На протяжении многих лет он изучает сингулярность решений прикладных задач, доказывая, что этот феномен — ни что иное как результат некорректности математической модели изучаемого явления или процесса. Попробуем разобраться в этом — существует ли сингулярность в реальности или она является формальным математическим результатом, не имеющим физического содержания. 
Как известно, исследование реальных процессов и явлений всегда осуществляется в рамках их физических моделей, описываемых некоторыми уравнениями, образующими математическую модель. Эти модели соответствуют реальности лишь приближенно, поскольку исследователи традиционно не учитывают множество второстепенных факторов, значительно усложняющих анализ. Если при решении уравнений, описывающих математическую модель, не привлекается дополнительных упрощений, то получаемое решение считается точным. Однако это справедливо только в отношении модели и только в рамках традиционного математического анализа, допускающего возможность существования бесконечно малых и бесконечно больших величин. Последние и появляются в сингулярных решениях в так называемых точках сингулярности. 
Сингулярность — это свойство функций обращаться в бесконечность в отдельных точках. В 1916 году немецкий астроном Карл Шварцшильд представил решение уравнений общей теории относительности для задачи о гравитации, создаваемой покоящимся шаром. В последующей интерпретации решения Шварцшильда была обнаружена поверхность в пространстве, на которой гравитация оказывается бесконечно большой, т. е. имеет место сингулярность иногда называемая сингулярностью Шварцшильда. 
Следует обратить внимание на то, что большинство исследователей, по словам Валерия Васильева, придерживается умеренной трактовки сингулярности, согласно которой решение считается справедливым везде за исключением точки сингулярности, в которой оно не соответствует реальности. Именно такой интерпретации придерживался и создатель теории относительности Альберт Эйнштейн, с восторгом встретивший решение Шварцшильда. Великий физик полагал, что в окрестности точки сингулярности его теория не описывает гравитацию и, как следствие, применять ее в данном случае некорректно. 
Теории и факты. 
Академик Васильев отмечает, что с примерно с 60-х годов XX века ситуация в физике радикально изменилась: возобладало мнение, что сингулярность реально существует в природе. В результате этого были введены астрономические объекты, названные Черными дырами, обладающие бесконечно большой гравитацией. Согласно одной из современных интерпретаций решения задачи Шварцшильда, Черная дыра — это сферическая область пространства, в центре которой сосредоточена масса и где решение сингулярно. Эта центральная точка окружена сферой, радиус которой rg зависит от массы — это так называемый радиус горизонта событий Черной дыры. Если наблюдатель каким-то образом проникнет за грань горизонта событий, дальнейшее движение будет возможно только к центру. Обратное движение невозможно даже для света и Черная дыра невидима. 
Однако, поскольку сосредоточение массы в точке (в абстрактном, сугубо математическом объекте) представляется нереалистичным, возможна и другая концепция, согласно которой в центре гипотетической Черной дыры находится шар. Согласно решению задачи Шварцшильда для шара, состоящего из идеальной жидкости, в центре этого шара сингулярность отсутствует — она смещается на поверхность шара R = rg и, как следствие, гравитация на этой поверхности становится бесконечно большой. Благодаря этому Черная дыра становится невидимой: гравитация так велика, что вторая космическая скорость на поверхности шара становится равной скорости света и фотоны не могут покинуть эту поверхность.
Валерий Васильев отмечает, что в настоящее время основное внимание уделяется «внешней задаче Шварцшильда» для окружающего шар пространства и практически не обсуждается «внутренняя задача» для области внутри шара. Однако для получения полного решения необходимо решить обе эти задачи и удовлетворить граничные условия на поверхности шара. Существенно, что в общем случае система уравнений, предложенных Эйнштейном, отличается не только сложностью, но и отсутствием полной взаимной независимости — независимы друг от друга лишь 6 из 10 уравнений, включающих 10 неизвестных функций. Остальные 4 уравнения пока остаются неизвестными, несмотря на многочисленные попытки выдающихся ученых получить их. Таким образом, неизвестных в системе больше, чем уравнений — система Эйнштейна осталась незавершенной. Для получения решения задачи о шаре неполная система исходных уравнений Эйнштейна (их в этом случае три, но взаимно независимыми являются только два, включающие три неизвестных функции) должна быть дополнена еще одним уравнением. В настоящее время это дополнение осуществляется таким образом, что внешнее решение, являющееся сингулярным, получается независимо от внутреннего решения. Но этого не должно быть — внешнее решение должно сшиваться с внутренним на поверхности шара. Если продолжить анализ и построить внутреннее решение, то можно обнаружить, что при введенном дополнительном уравнении граничное условие на поверхности шара не выполняется. Это условие можно изменить так, чтобы граничное условие выполнялось. Но тогда решение не является сингулярным и определяет не Черные дыры, а так называемые Темные звезды, теоретически открытые в конце 18 века Джоном Мичеллом и Пьером-Симоном Лапласом. Они также невидимы, но не обладают всепоглощающей сингулярностью и их гравитация описывается уравнениями общей теории относительности. 
Сингулярность в механике сплошной среды — теории и факты. 
Большое количество сингулярных решений известно в механике твердого деформируемого тела. Например, в задаче об изгибе круглой мембраны (пленки, натянутой на барабан) силой, приложенной в центре, прогиб мембраны в центре оказывается бесконечно большим. Несоответствие с реальностью связано с неадекватностью традиционной физической модели мембраны, согласно которой она не обладает изгибной жесткостью. Если эту жесткость учесть, сингулярность исчезает и решение полностью согласуется с экспериментом. 
В задаче о растяжении пластины с трещиной существующее решение дает на концах трещины бесконечно большие напряжения при сколь угодно малой нагрузке, действующей на пластину. Теоретически хрупкие тела с трещинами существовать не могут, однако это не так — оконное стекло с трещиной может служить долго. Для преодоления этого противоречия построена специальная наука — механика хрупкого разрушения, которой посвящена обширная литература. Однако дело оказалось не в теории, а в математической модели сплошной среды, основанной на классическом дифференциальном исчислении, допускающим существование бесконечно малых и бесконечно больших величин. Если построить его модификацию, не допускающую существование бесконечно малых и больших, величин, то такая модель сплошной среды исключает появление сингулярных решений и приводит к результатам, хорошо согласующимся с экспериментальными. 
Заключение. 
Подводя итог, следует отметить, что в свете всего вышесказанного само существование сингулярности в реальном мире видится академику Васильеву нереалистичным. Он объясняет интерес к сингулярным решениям кажущейся математической строгостью и совершенством — но математика, основанная законах логики, увы, не всегда соответствует действительности, и для науки гораздо важнее полагаться на истину, критерием которой в прикладных задачах является эксперимент. Источник: popmech.ru

 

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
Декабрь 2018
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Ноя    
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31  
Архивы

Декабрь 2018
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Ноя    
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31