Физика

Без физики вы не смогли бы прочитать этот текст, да и пересечь Землю по суше и воде. Без нее не
было бы домов, пластмассы, удобств, коммунальных услуг и прочего, что требует точных расчетов и
знания поведения тел в пространстве. Свет, радио, сеть, электричество — все это достижения
физиков. К счастью, физика выходит далеко за пределы видимого мира: в макромир квантовой
механики и в космос, в чудеса вселенной.

Почему звезды разных размеров? Ответ не так прост, как кажется

Массивный значит большой, менее массивный значит маленький, так? Все не так просто, когда речь заходит о звездах и их размерах. Если сравнивать планету Землю с Солнцем, выясняется, что можно разместить 109 наших планет одна на другой, просто чтобы проложить дорогу от одного конца светила до другого. Но бывают звезды меньше Земли и намного, намного больше орбиты Земли вокруг Солнца. Как это возможно? Что определяет размер звезды? Почему «солнца» такие разные?

Читать далее

У популярной теории происхождения Вселенной появились проблемы

У Вселенной было начало. Но с чего она началась? Чем стала в начале? Мы знаем, что все началось с довольно быстрого расширения и закончилось появлением большого количества галактик, сделанных из маленьких частиц. Но что было до этого? Какими были законы физики, когда все началось? Известные физики Джеймс Хартл и Стивен Хокинг предложили несколько ответов на эти вопросы несколько десятилетий назад. Новая работа другой группы физиков проанализировала популярную интерпретацию геометрии Большого Взрыва Хокинга и Хартла и столкнулась с некоторыми неприятностями. Эти результаты проливают свет на проблему начала Вселенной. Новое препятствие, которое придется преодолевать всем теориям будущего.

Читать далее

Кота Шредингера можно спасти, даже не заглядывая в ящик

Ученые использовали искусственный атом, чтобы показать возможность сохранения кота Шредингера в живом состоянии в течение неопределенного срока, а также ускорения наступления его кончины. Для того и этого даже не нужно заглядывать в ящик, в котором этот самый кот обычно сидит (или не сидит). Использование классических аналогий вроде этой может показаться упрощением или странностью, но для науки это очень важно. Они показывают, как реальность обретается на фундаментальном уровне, и могут привести к появлению лучших инструментов, которые физики используют в квантовой инженерии.

Читать далее

Ученые впервые получили «жидкий свет» при обычной температуре

Физики впервые в истории получили «жидкий свет» при комнатной температуре, сделав эту необычную форму материи более доступной, чем когда-либо. Она представляет собой одновременно смесь из сверхтекучей жидкости, обладающей нулевым уровнем трения и вязкости, и своего рода конденсата Бозе — Эйнштейна, который нередко называют пятым состоянием материи. Эти свойства позволяют свету фактически обтекать вокруг находящихся перед ним объектов и углов.

Читать далее

Рецепт темной материи может включать сверхкритическую жидкость

За годы исследований стало понятно, что темная материя ведет себя отвратительно. Этот термин был введен около 80 лет назад астрономом Фрицем Цвикки, который осознал, что для того, чтобы не дать отдельным галактикам сбегать в гигантских галактических скоплениях, необходима некая гравитационная сила. Уже позже Вера Рубин и Кент Форд использовали невидимую темную материю для объяснения того, почему галактики не разлетаются.

Читать далее

Физики нашли возможную брешь в Стандартной модели

Физики из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре обнаружили явление, которое нельзя подвести ни под одно основное допущение, которых придерживается Стандартная модель физики. Такой вывод был сделан после того, как ученые рассмотрели три отдельных эксперимента. Ученые усердно и упорно работали, чтобы понять физический мир, открыть теории и принципы, определяющие принципы физического вещества. Так называемая Стандартная модель физики включает все законы и принципы, касающиеся материи во всех ее формах и размерах. Стандартная модель применяется даже к физике частиц. Во всяком случае должна.

Читать далее

Создан первый двухмерный магнит толщиной в один атом

Как сообщает редакция журнала Nature, группе ученых из университета Вашингтона удалось получить соединение на основе хрома и йода. По своей структуре соединение является чем-то вроде аналога графена, имея толщину всего в 1 атом. При этом новое соединение обладает выраженными магнитными свойствами, представляя из себя, по сути, «плоский двухмерный магнит».

Читать далее

На что похож край Вселенной?

Есть порог, за который мы не можем выйти, есть вещи, которых мы никогда не узнаем. Но кое-что мы знаем, и у нас есть мощные инструменты: наука, воображение, анализ. 13,8 миллиарда лет назад Вселенная, какой мы ее знаем, родилась в горячем Большом Взрыве. Со временем пространство расширилось, материя прошла через гравитационное притяжение и получилось то, что получилось. Но всему, что мы видим, есть предел. На определенном расстоянии галактики исчезают, звезды меркнут и никакие сигналы далекой Вселенной увидеть нельзя. Что лежит за этим пределом? Если Вселенная ограничена в объеме, есть ли у нее граница? Достижима ли она? На что похож край Вселенной?

Читать далее

Третье обнаружение LIGO показало, как рождаются двойные черные дыры

Три — волшебное число. Коллаборация LIGO произвела третье наблюдение гравитационных волн, исходящих от пары сливающихся черных дыр, и они обеспечили нам наиболее полное представление о том, как эти пары образуются и как их регистрировать. «Первое было новинкой. Второе было подтверждением того, что новизна первого не была случайной. Третье — это уже астрофизика», говорит пресс-секретарь LIGO Дэвид Шумейкер из Массачусетского технологического института (MIT). «Мы переходим к непосредственному обсуждению популяции этих объектов».

Читать далее

10 громких случаев, когда научные лавры достались не тем

В школе мы так много узнаем про всяких ученых, потому что они сделали бесценные открытия и нашли множество важных решений во всем, от ужасных болезней до гениальных технологий. Однако история зачастую бывает не тем, что вы видите в новостях. Наука часто подпитывается конкуренцией и гонкой за первенство. Большие научные достижения требуют командной работы, и каждый хочет, чтобы его имя стояло в начале списка авторов. В истории науки много раз бывало так, что имя первооткрывателя заменялось именем другого. Например…

Читать далее

Что происходит, когда испаряется сингулярность черной дыры?

Не так просто представить, учитывая все разнообразие форм, которые принимает материя во Вселенной, что на протяжении миллионов лет существовали только нейтральные атомы газа водорода и гелия. И точно так же трудно представить, что однажды, через квадриллионы лет, все звезды померкнут. Останутся лишь останки нашей пока еще живой Вселенной и… черные дыры. Но и они не будут жить вечно. В связи с чем рождается интересный вопрос. Что произойдет, когда черная дыра потеряет достаточно энергии вследствие излучения Хокинга, так что ее энергетическая плотность больше не сможет поддерживать сингулярность с горизонтом событий? То есть когда черная дыра перестанет быть черной дырой из-за излучения Хокинга?

Читать далее

10 футуристических версий привычных мест

Архитекторы, техногиганты, дорожные инженеры, строители, технологи, торговцы и многие другие работают сообща, чтобы представить свои футуристические версии таких привычных нам мест, как церкви, пешеходные переходы, дома, приемные врачей, гастрономы, отели, полицейские участки, школы, электростанции и автосалоны. В некоторых случаях эти представления уже реализованы. Вполне возможно, что и другие воплотятся, не останутся лишь мечтами, в ближайшем будущем. Наш мир трансформируется по всем направлениям из-за множества факторов, включая технологии, науку, социальное планирование, политику, и бизнес всеми силами пытается увеличить прибыль. Ждет ли нас райский сад за поворотом? Возможно. Как он будет выглядеть?

Читать далее

Шансы на ваше появление были не так уж и малы

Для того чтобы вы существовали, очень много невероятных событий должны были развернуться определенным образом. Правильная яйцеклетка и сперматозоид должны были встретиться, чтобы создать вас с определенной последовательностью ДНК, и вдохнуть в вас жизнь; у одного сперматозоида шанс 1 к 250 000 000. Это должно было происходить каждый раз в непрерывной последовательности для миллионов поколений ваших предков, уходя далеко в те времена, когда они были даже не людьми и не гоминидами. И другие маловероятные события должны были тоже произойти: жизнь должна была овладеть Землей, Земля должна была сформироваться как обитаемая планета с правильными ингредиентами для жизни из пепла предыдущих мертвых звезд, законы физики должны были обеспечить возможность появления жизни, а сама Вселенная должна была развернуться так, чтобы все это стало возможным.

Читать далее

Может ли сознание человека влиять на физический мир?

Пожалуй, один из самых интригующих и интересных феноменов в квантовой физике был в том, что Эйнштейн называл «жутким действием на расстоянии», также известным как квантовая запутанность. Этот квантовый эффект лежит в основе работы квантовых компьютеров, поскольку квантовые биты (кубиты) полагаются на запутанность для обработки данных и информации. Также это явление лежит в основе теории возможной квантовой телепортации.

Читать далее

Физики изучают странную силу, обладающую притяжением и отталкиванием

Если вы следите за новостями о физике Вселенной, то наверняка хоть раз, но сталкивались с термином «сила абсолютного черного тела». В 2013 году группа ученых объявила об обнаружении существования необычной силы, которая потенциально может быть мощнее гравитации. А сейчас исследователи из Сеарского государственного университета Бразилии и Федерального университета Бразилии поделились новыми деталями об этом странном феномене.

Читать далее

Может ли Вселенная однажды схлопнуться?

Одним из важнейших достижений 20 века стало точное определение того, насколько большой, обширной и массивной является наша Вселенная. Имея примерно два триллиона галактик, заключенных в объеме радиусом в 46 миллиардов световых лет, наша наблюдаемая Вселенная позволяет нам реконструировать полную историю нашего космоса, аж до Большого Взрыва и может быть даже немного раньше. Но как насчет будущего? Какой будет Вселенная? Будет ли?

Читать далее

Воздух Пекина предложили очистить с помощью велосипедов

Изобретатель и дизайнер Даан Русегаард, известный разработкой воздухоочистительной башни, продолжает беспокоиться за чистоту воздуха в Пекине. В Нидерландах, на родине Даана, проблема с загрязнением окружающей среды стоит не так остро, поэтому дизайнер решил прилагать усилия там, где это необходимо, а в Пекине-то как раз воздух очень грязный. Но очистительные башни нужно где-то размещать, отводя под них внушительные участки земли, поэтому художник предложил новый способ сделать воздух чище и пригоднее для дыхания, решив сделать фильтры для воздуха более компактными, а затем разместить их, к примеру, на велосипедах.

Читать далее

Пять причин, почему 21 век станет расцветом астрофизики

На протяжении многих веков мы высокомерно считали, что нашли почти все ответы на самые глубокие вопросы. Ученые думали, что механика Ньютона описывает все, пока не обнаружили волновую природу света. Физики думали, что когда Максвелл объединил электромагнетизм, это финиш, но затем появились теория относительности и квантовая механика. Многие думали, что природа вещества полностью ясна, когда мы нашли протон, нейтрон и электрон, но затем наткнулись на высокоэнергетические частицы. Всего за 25 последних лет пять невероятных открытий изменили наше понимание Вселенной, и каждое из них обещает грандиозную революцию. Мы живем в удивительное время: у нас есть возможность заглянуть в самые глубины загадок всего сущего.

Читать далее

Возможны ли путешествия во времени с точки зрения науки?

Никогда не мечтали отправиться куда-нибудь в другое время? Нет, не с обычной скоростью, с которой мы «скучно» идем вперед — секунда за секундой. Либо:

  • быстрее, чтобы можно было забраться далеко в будущее, оставшись в прежнем возрасте;
  • медленнее, чтобы можно было сделать гораздо больше, чем другие, за тот же промежуток времени;
  • в обратном направлении, чтобы можно было вернуться в эпоху прошлого и изменить ее, возможно, изменив будущее или даже настоящее?

Это может показаться совершенно научно-фантастическим, но не все в этом списке будет сугубо «фантастическим»: путешествие сквозь время — это научно возможный процесс, который всегда с вами. Вопрос лишь в том, как можно манипулировать им в своих целях и контролировать движение во времени.

Читать далее

Робот-страус умеет бегать без помощи датчиков и камер с компьютером

Разработчики миниатюрного робота-страуса решили, что думать о беге их детищу вовсе не обязательно, поэтому не стали начинять его сложными компьютерами и разрабатывать под него искусственный интеллект. Нет у него и навороченных сенсоров для балансировки, но робот умеет быстро бегать, развивая скорость до десяти километров в час. При этом он твёрдо стоит на ногах — всё благодаря встроенной системе динамической стабильности.

Читать далее

Насколько старой может быть звезда?

Если в чистую безлунную ночь отправиться подальше за город и посмотреть на небо, можно увидеть около трех тысяч мерцающих точек. С детства нас учат, что если она не мерцает, то это планета. Если движется — то это спутник или метеорит. За этой крошечной россыпью прячутся гигантские звезды за много миллиардов километров от нас, некоторые из которых в десятки и сотни раз больше нашего Солнца. Наш родной газовый шар класса G2V тоже представляет вселенское сообщество светил. Ученые оценивают его возраст в 4,5 миллиарда лет. Но Солнечная система считается относительно молодой. Где же прячутся самые древние звезды?

Читать далее

Создана камера, снимающая с частотой пять триллионов кадров в секунду

Высокоскоростные камеры, снимающие с частотой в несколько тысяч кадров в секунду, давно уже доступны любому желающему. Стоят такие устройства недёшево, зато позволяют запечатлеть в мельчайших деталях самые быстрые движения и сцены, например, лопающийся воздушный шарик или падающую в воду каплю, создающую красивый всплеск. Но можно ли увеличить скорость записи настолько, чтобы, например, уловить движение луча света? Шведские учёные разработали инновационную технологию, позволяющую снимать объекты с невероятной частотой до пяти триллионов кадров в секунду.

Читать далее

Первый в истории учебник физики ушёл с молотка за 790 000 долларов

Исторические книги о науке являются желанной добычей для многих коллекционеров. Аукционеры выставляют эти трактаты за огромные деньги и чаще всего они находят новых хозяев, готовых отдать сотни тысяч долларов за желанный лот. Знаменитый учебник по физике под названием Discorsi e dimostrazioni matematiche, intorno due nuove scienze attenenti alla mecanica & i movimenti locali («Лекции и математические демонстрации, относящиеся к двум новым наукам») написал знаменитый итальянский физик, механик, астроном и математик Галилео Галилей в далёком 1638 году. Не удивительно, что книгу аукционеры планировали продать за бешеные деньги.

Читать далее

Китайские инженеры предложили построить подводный Hyperloop

Предварительные расчёты, проведённые институтом железнодорожного транспорта Китая, показали, что постройка подводной ветки вакуумного туннеля по принципу Hyperloop — вполне посильная для китайских специалистов задача. Главное — сначала разработать, изготовить и смонтировать всё необходимое оборудование и инфраструктуру. Представленный проект десятикилометрового подводного скоростного туннеля предполагает возможность добраться с материка до Тайваня всего за 13 минут.

Читать далее

Как бы изменилась Вселенная с еще одним измерением?

Что изменилось, если бы было не только три пространственных и одно временное измерений? Представьте, если можете, способность двигаться в дополнительном направлении: помимо вверх-вниз, север-юг, запад-восток. Что существует независимое направление за пределами наших условных понятий осей x, y и z. И представьте, что вы единственный в мире, кто может получить доступ к этому четвертому измерению. Кому-нибудь в нашем трехмерном мире показалось бы, что вы умеете делать странные и необычные вещи, которые в некотором роде делают вас богоподобным:

Читать далее

LHCb нашел новые намеки на возможные отклонения от Стандартной модели

Эксперимент LHCb, который функционирует в рамках работы Большого адронного коллайдера в ЦЕРНе, показал любопытные аномалии в распаде некоторых частиц. Если эта информация подтвердится, мы получим новые физические явления, не предсказанные Стандартной моделью физики частиц. Наблюдаемый сигнал все еще имеет слабую статистическую значимость, но усиливает аналогичные показания из предыдущих исследований. Предстоящие данные и последующие анализы позволят установить, действительно ли эти намеки являются трещинами в Стандартной модели или статистическими флуктуациями, как это иногда бывает.

Читать далее

Физики создали «отрицательную массу»

Физики Вашингтонского университета создали жидкость с отрицательной массой. Толкните ее, и, в отличие от всех физических объектов в мире, которые мы знаем, она не ускорится по направлению толчка. Она ускорится в обратную сторону. Это явление редко создается в лабораторных условиях и может быть использовано для изучения некоторых более сложных концепций о космосе, говорит Майкл Форбс, доцент, физик и астроном Вашингтонского университета. Исследование появилось в Physical Review Letters.

Читать далее

Почему существуют пределы того, что могут прогнозировать физики?

Если делить вещество во Вселенной на все меньшие и меньшие составляющие, вы в конечном итоге достигнете ограничения, столкнувшись с фундаментальной и неделимой частицей. Все макроскопические объекты можно поделить на молекулы, даже атомы, затем электроны (которые фундаментальны) и ядра, затем на протоны и нейтроны, и, наконец, внутри них будут кварки и глюоны. Электроны, кварки и глюоны — примеры фундаментальных частиц, которые нельзя разделить еще больше. Но как такое возможно, чтобы у самого времени и пространства были такие же ограничения? Почему вообще существуют значения Планка, которые уже нельзя делить дальше?

Читать далее

Графеном научились опреснять морскую воду

Графен обладает множеством полезных свойств. Это очень тонкий, лёгкий и прочный материал, а ещё он отлично гнётся, проводит тепло и электричество. Впервые он был получен в 2004 году, и с тех пор учёные находят ему всё больше применений. Недавно, например, исследователи из Манчестерского университета провели опыт, в результате которого выяснили, что созданная ими графеновая сетка отлично справляется с опреснением воды, пропуская её через себя, но при этом задерживая ионы натрия, хлора и прочие компоненты.

Читать далее

Ученые математически доказали недостижимость абсолютного нуля температуры

Законы термодинамики, являющиеся краеугольными камнями современной физики, помогают нам объяснить поведение и изменение физических свойств объектов и сред при определенных условиях и обстоятельствах. Первые два закона в фундаментальном плане никогда особо не подвергались критике и пересмотру, чего нельзя сказать о третьем. Он был выведен немецким физиком и химиком Вальтером Нернстом в 1906-1912 годах, однако ученые до сих пор спорят о его состоятельности.

Читать далее