Астрономия

В ядре Млечного Пути существует проблема пропавших пульсаров. Астрономы пытаются объяснить происшествие уже много лет. Одну из наиболее интересных идей подала группа астрономов из Европы — она связана с тёмной материей, нейтронными звёздами и первичными чёрными дырами (ПЧД).

Астроном Роберто Кайоццо из Международной школы перспективных исследований в Триесте (Италия) возглавил группу, изучающую проблему отсутствующих пульсаров. «Мы не наблюдаем никаких пульсаров в этой внутренней области (за исключением магнетара PSR J1745-2900)», — написал он в электронном письме. «Считалось, что это связано с техническими ограничениями наблюдений, но наблюдение магнетара, похоже, говорит об обратном». Этот магнетар вращается вокруг Стрельца А*, чёрной дыры в ядре Млечного Пути.

Участники хабра проявляли большой интерес к космологии пульсирующей Вселенной (https://habr.com/ru/articles/396601/; https://habr.com/ru/articles/371363/; https://habr.com/ru/articles/777028/), поэтому всех заинтересованных хочу обрадовать новостью, что издательство «Питер» в июне этого года выпускает массовым тиражом второе издание книги «Пульсирующая Вселенная» с дополнениями и улучшениями. Получасовую презентацию книги (и космологической теории, которая в ней излагается) от редактора «Питера» и от меня можно посмотреть на ю-тубе: https://www.youtube.com/watch?v=QyVAPTdPC4Y

            На одном космологическом моменте хочется остановиться детальнее – на реликтовых гравитационных волнах. В начале 60-х годов разразилась большая битва между тремя космологическими теориями: теорией постоянного роста Вселенной Бонди-Голда-Хойла (без Большого Взрыва, а Вселенная просто пухнет по непонятным причинам); теорией изначально холодной Вселенной Зельдовича, и теорией горячей ранней Вселенной Гамова, в рамках которой были предсказаны Большой Взрыв, химсостав ранней Вселенной и наличие вокруг реликтового излучения с температурой в несколько кельвинов (излучение очень горячей ранней Вселенной растянулось к нашему времени так, что остыло до температуры жидкого гелия).

            В эстонском городе Тарту, 7-13 июля 1962 года проходил семинар, материалы которого были опубликованы в сборнике «Вопросы космогонии» (1963). В статье «Дозвездная эволюция вещества» Я. Б. Зельдович разбирает теорию горячей Вселенной Гамова-Альфера-Хермана, попытки которых получить наблюдаемый химический состав космической среды, он считает «наивными». Зельдович пишет, что в этой модели «эффективная температура электромагнитного излучения (света) равна 23К» (откуда ЯБ взял это значение вместо нескольких градусов – неясно, возможно из какой-то самой неточной работе группы Гамова).

Кажется было такое популярное музыкальное шоу. Но сейчас речь об исполинских газовых шарах, крайне горячих, в которых сосредоточена значительная часть вселенского вещества, и внутри которых это вещество эволюционирует, обретая очень широкое разнообразие, охватывая чуть ли не половину периодической таблицы Менделеева. О таких звездах наш разговор, а не о каких-то других, хотя есть вненаучная идея о том, что душа, проходящая школу взросления в человеческом теле, когда-то была лишь атомом, но пройдя большую часть своей духовной эволюции — через миллионы воплощений — станет звездой...

Современная физика имеет дело с поистине умопомрачительными масштабами. Космология показывает Землю крошечной точкой среди наблюдаемой Вселенной, размеры которой поражают воображение и составляют 93 млрд световых лет. В то же время современные коллайдеры частиц исследуют микрокосмический мир, который в миллиарды раз меньше самого маленького атома.

Эти две крайности, самые большие и самые маленькие расстояния, исследуемые наукой, разделены 47 порядками величины. Это единица с 47 нулями после неё, число настолько абсурдно огромное, что его не стоит даже пытаться понять. И всё же, несмотря на изучение столь радикально разных расстояний и явлений, космология и физика частиц глубоко связаны между собой. Наблюдение за движением звёзд и галактик может выявить влияние ещё не открытых частиц, а изучение фундаментальных частиц в лаборатории может рассказать нам о рождении и эволюции космоса.

• Луноход НАСА VIPER обзавёлся «шеей» и «головой» для миссии, планируемой на этот год

• Учёные создали первый искусственный синапс, похожий на те, что есть в мозге

• Перегруженность орбиты достигает критического уровня, предупреждает новый доклад

• «Тигровые полосы» на Энцеладе могут показать, пригодны ли его океаны для жизни

• Исследователи создали пластик, в который добавлены бактерии, способные его переваривать

Нашу собственную Галактику — Млечный путь — нам со стороны никак не увидеть, и с этим уж ничего не поделаешь. Но мы можем смотреть на другие галактики — более или менее похожие на наш звездный город, и делать косвенные выводы о его устройстве. Благо, подходящих для такого изучения, вокруг нас галактик предостаточно.

Впервые учёные зафиксировали давно предсказанные гравитационные волны (ГВ) в 2015 году, и с тех пор исследователи жаждут создания более совершённых детекторов. Но на Земле тепло и сейсмически шумно, и это всегда будет ограничивать эффективность земных детекторов.

Является ли Луна подходящим местом для новой обсерватории гравитационных волн? Возможно. Отправка телескопов в космос дала хорошие результаты, и установка обсерватории ГВ на Луне тоже может оказаться успешной, хотя это предприятие, очевидно, будет очень сложным.

Большая часть астрономии связана со светом. Чем лучше мы его фиксируем, тем больше узнаем о природе. Именно поэтому такие телескопы, как «Хаббл» и «Уэбб», находятся в космосе. Земная атмосфера искажает изображения, получаемые телескопами и даже блокирует некоторые виды света, например инфракрасный. Космические телескопы позволили обойти обе эти проблемы и произвели революцию в астрономии.

В комментариях к моей предыдущей статье и в комментариях к ролику было много вопросов и некорректных замечаний по поводу парадокса близнецов. Как оказалось, мое объяснение оказалось не настолько понятным, как я надеялся, поэтому в этой статье я решил максимально наглядно, подробно и последовательно объяснить парадокс близнецов и ответить на некоторые другие вопросы.

Кратко напомню суть парадокса

Берем двух близнецов, сажаем их на маленькую легкую планету (легкую, чтобы не учитывать влияние гравитации), одного оставляем неподвижным, а второго запускаем на ракете полетать и вернуться обратно. При их встрече оказывается, что летавший близнец постарел меньше, чем неподвижный.
Парадокс заключается в том, что неочевидно почему именно у летавшего время текло медленнее. Ведь, вроде бы, ситуация симметричная: в системе отсчета летавшего он был неподвижен, а планета с неподвижным близнецом полетала и вернулась, и это у них должно было натикать меньше времени.

Парадокс близнецов очень важен, т.к. это самый наглядный способ увидеть, что релятивистский эффект замедления времени не просто математический артефакт специальной теории относительности или иллюзия, а вполне реальное физическое явление.

Попросим бегущего кота четыре секунды (по его часам) бежать вправо со скоростью 75% скорости света, потом развернуться и прибежать с той же скоростью назад.
Вот визуализация на диаграмме.

Международная исследовательская группа под руководством Венского университета совершила большой прорыв. В исследовании, недавно опубликованном в журнале Nature Astronomy, участники группы описывают, как провели первые прямые измерения звёздного ветра в трёх звёздных системах, похожих на Солнце. Используя данные о рентгеновском излучении, полученные рентгеновским многозеркальным аппаратом ЕКА XMM-Newton (XMM-Newton) в «астросферах» этих звёзд, они измерили скорость потери массы этими звёздами за счёт звёздного ветра. Изучение совместного развития звёзд и планет может помочь в поисках жизни, а также поможет астрономам предсказать будущую эволюцию нашей Солнечной системы.

Современная наука, и физика в частности, имеют в своей основе одну, как я полагаю, ложную аксиому. И если её поправить, то всё научное мировоззрение значительно изменится и многое станет гораздо более ясным. Это аксиома о том, что человеческие способности познания Мира безграничны и рано или поздно, при более совершенных приборах и способах исследования, мы познаем всё и до конца.

Когда-то люди считали Землю центром, вокруг которого вращаются и Солнце и звёзды. Коперник разрушил такое представление людей об устройстве Мира. Пришло время разрушить ещё одно неверное представление, о том, что человек это существо, способное генерировать абсолютно объективное знание о Мире с помощью своего сознания.

• Радость спорта: Как просмотр спортивных состязаний может улучшить самочувствие

• В процессе изучения самого мощного космического взрыва за всю историю наблюдений астрономы столкнулись с неожиданностью

• Исследователи разработали растягивающийся дисплей на квантовых точках

• Первая в природе фрактальная молекула собирается в треугольник Серпинского, и мы не знаем почему

• Обнаружена новая странная форма золота в виде листа толщиной в один атом

В этом видео показывается эволюция орбиты астероида Зоозве, квазиспутника Венеры, за 500 лет. Очень необычно выглядит его траектория относительно горячей планеты. Но гораздо сильнее вас удивит его траектория относительно Земли! Смотрите с субтитрами на русском языке.

Концепцию обсерватории имени Веры К. Рубин, ранее называвшуюся Large Synoptic Survey Telescope (LSST), официально предложили в 2001 году. Учёные захотели создать космический телескоп, способный проводить исследования глубокого неба с использованием новейших технологий. У него широкоугольный отражающий телескоп с 8,4-метровым главным зеркалом, основанным на новой трехзеркальной конструкции (Simonyi Survey Telescope), и 3,2-гигапиксельная камера для получения изображений с зарядовой связью (CCD) (LSST Camera). После завершения строительства «Рубин» проведёт 10-летний обзор южного неба, известный как Legacy Survey of Space and Time (LSST).

Хотя строительство самой обсерватории началось только в 2015 году, работы по созданию цифровых камер и основного зеркала телескопа начались гораздо раньше (в 2004 и 2007 годах соответственно). После двух десятилетий работы учёные и инженеры из Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США (DOE) и их коллеги объявили о завершении создания камеры LSST — самой большой цифровой камеры из когда-либо созданных. После установки на телескоп Simonyi Survey Telescope эта камера поможет исследователям наблюдать нашу Вселенную в беспрецедентных деталях.

29 мая 2023 года детектор LIGO Livingston наблюдал загадочный сигнал, названный GW230529. Он возник в результате слияния нейтронной звезды с неизвестным компактным объектом, скорее всего, необычайно лёгкой чёрной дырой. Имея массу, лишь в несколько раз превышающую массу нашего Солнца, объект попадает в «зазор меньшей массы» между самыми тяжёлыми нейтронными звёздами и самыми лёгкими чёрными дырами. Исследователи из Института гравитационной физики имени Макса Планка способствовали открытию благодаря точным моделям волновых форм, новым методам анализа данных и сложной технологии детекторов. Хотя это событие было замечено только благодаря гравитационным волнам, оно даёт основания ожидать, что в будущем больше подобных событий будет наблюдаться и с помощью электромагнитных волн.

Около 30 лет исследователи спорили о том, существуют ли объекты, масса которых попадает в «зазор» между массой самых тяжёлых нейтронных звёзд и массой самых лёгких чёрных дыр. Теперь учёные впервые обнаружили объект, чья масса попадает прямо в этот зазор, который считался практически пустым. «Это очень захватывающее время для исследований гравитационных волн, поскольку мы погружаемся в области, которые обещают изменить наше теоретическое понимание астрофизических явлений, в которых доминирует гравитация», — говорит Алессандра Буонанно, директор Института гравитационной физики Макса Планка в Потсдамском научном парке.

Стопка пластин – это не только оконный стеклопакет – это еще и слои глины и известняка в недрах земли, это «атмосфера» далекой звезды и атмосфера Земли, это живая ткань под микроскопом, тонкие плёнки. И «свет» – это не только видимый диапазон – это и радиоизлучение, и ультрафиолет. То есть, такие спектры интересны геологам, астрономам, биологам.

Математические методы вычисления этого спектра преподаются в ВУЗах. Предмет называется «Матричная оптика».

А я вставил эту математику в веб-страничку – она строит график спектра для стопки, составленной Вами из произвольного количества слоев вакуума, стекла, металла, холестерического жидкого кристалла, скрещенных поляризаторов, метаматериалов и всего такого прочего.

И назвал веб-страничку «Калькулятор Прашкевич» (это название – подарок на Первое апреля дорогому мне человеку).

Ссылка на Прашкевича

Есть один нюанс со смартфонами. В ссылке смартфоны автоматически приписывают букву "s" к слову "http". Получается "https". С этой припиской ссылка не работает – надо в адресной строке руками удалить эту букву.

Веб-страничку можно использовать как игрушку для детей в образовательных целях (возрастных ограничений нет).

Буду благодарен за отзывы и критические замечания.

• Создатели суперкомпьютера Deep South обещают превзойти человеческий мозг более чем в 2 000 раз

• Новая оконная плёнка блокирует УФ-излучение, вызывающее нагрев, без ущерба для обзора

• Причудливая «метажидкость» из Гарварда обладает программируемыми свойствами

• Красивая туманность, бурная история: столкновение звёзд решает звёздную загадку

• Таинственная связь между кошками и шизофренией реальна, показало исследование

Представляю вниманию уважаемого сообщества вторую статью из серии «Территория Большого взрыва». От современного устройства Вселенной, описанного в первой части, перейдём к эволюции представлений человечества о её устройстве от древности до теории Большого взрыва. Взглянем на эту теорию в её классическом виде и обозначим её основные проблемы и противоречия

Во время затмения, когда луна начинает медленно закрывать солнце, на земле появляются тени в форме полумесяца, и мир погружается в жуткие дневные сумерки. В понедельник это произойдёт на большой территории Северной Америки.

Как древние культуры реагировали на темноту, скрывающую свет? За последние несколько десятилетий возникла научная область под названием археоастрономия, которая занимается изучением подобных вопросов. И хотя узнать, что представляли ранние люди, стоявшие в тени затмения, довольно сложно – и тем сложнее, чем дальше мы уходим в прошлое, — археоастрономы используют самые разные подсказки, от берестяных книг до петроглифов и костей древнекитайских оракулов, чтобы собрать воедино эти ушедшие истории о космосе.

В районе центра Млечного Пути властвует находящаяся там сверхмассивная чёрная дыра. Перекрывающая всё гравитация Стрельца А* создаёт хаотичную область, где плотно упакованные, высокоскоростные звёзды врезаются друг в друга, как автомобили в гонках на выбывание.

Эти столкновения и удары навсегда меняют звёзды. Одни превращаются в странные маломассивные звёзды, а другие обретают новую жизнь.

Сверхмассивная чёрная дыра (СМЧД) Млечного Пути называется Стрелец А* (Sgr. A*). Sgr. A* примерно в четыре миллиона раз массивнее Солнца. При такой массе гораздо более мелкие звёзды поблизости легко попадают под воздействие мощной гравитации чёрной дыры и разгоняются до огромных скоростей.

В пределах 0,1 парсека от неё, или трети светового года, звёзды проносятся со скоростью тысячи километров в секунду. За пределами этой области скорость гораздо ниже. Звёзды за пределами 0,1 парсека движутся со скоростью в сотни км/с.