Гамма-лучевые всплески, мощные вспышки света, — это самые яркие события в нашей Вселенной, которые длятся не дольше нескольких секунд или минут. Некоторые настолько яркие, что их можно наблюдать невооруженным глазом, вроде всплеска GRB 080319B, обнаруженного миссией NASA Swift GRB Explorer 19 марта 2008 года.
Новый метод ультразвуковой 3D-печати разработали физики Томского государственного университета. Недавно они разработали установку для левитации мелких частиц, которую планируют использовать в качестве основы для нового левитационного 3D-принтера, — сообщает 3ders.org.
Мы живем в трехмерной Вселенной с тремя пространственными измерениями и одним дополнительным в виде времени. Однако эксперименты двух групп ученых показали, что наличие четвертого пространственного измерения действительно возможно и оно не ограничивается простыми направлениями вверх и вниз, влево и вправо, а также вперед и назад.
Допустим, какой-нибудь сумасшедший мировой лидер решит нажать на большую красную кнопку. Или террористы перехватят контроль над ядерным реактором. Вы пережили первый взрыв. Мир отравлен радиацией. Каково это? Когда происходят ядерные реакции, они делят частицы с такой энергией, что электроны отрываются от атомов. Измененные связи создают пары ионов, которые чрезвычайно реактивны химически. Это — ионизирующее излучение, и с этого начинаются все проблемы.
Альтернативная вселенная, известная как научная фантастика, дала нашей культуре целый зверинец инопланетных видов. От плюшевых медвежат вроде эвоков до ужасных созданий вроде «Чужих», наше коллективное воображение услужливо подсовывает нам вполне голливудские образы при мысли о инопланетной жизни. Кому верить? Какими будут инопланетяне, когда появятся на наших радарах — чем-то совершенно иным или же странными версиями ужастиков из второсортных фильмов?
При всем нашем понимании законов физики и успехах Стандартной модели и общей теории относительности, во Вселенной есть ряд наблюдаемых явлений, которые не получается объяснить. Вселенная полна загадок, начиная от звездообразования и заканчивая высокоэнергетическими космическими лучами. Хотя мы постепенно открываем для себя космос, мы до сих пор не знаем всего. Например, мы знаем, что темная материя существует, но не знаем, каковы ее свойства. Значит ли это, что мы должны приписывать проявлениям темной материи все неизвестные эффекты?
Мысль о том, что мы могли бы вернуться назад во времени, дабы изменить прошлое, стала одним из любимых приемов в фильмах, литературе и телесериалах. «Гарри Поттер», «Назад в будущее», «День Сурка» и многие другие фильмы обещали нам возможность сделать повторный выбор в своем прошлом. Для большинства людей такая возможность будет оставаться фантастической, потому что все законы физики указывают на то, что движение вперед во времени — это неизбежно и необходимо. В философии даже возник парадокс, подчеркивающий абсурдность такой возможности: если бы путешествия назад во времени были возможны, вы могли бы отправиться назад во времени и убить своего дедушку до того, как ваши родители вообще встретились, тем самым устранив возможность своего собственного существования. Долгое время считалось, что пути обратно нет. Но благодаря прелюбопытнейшим свойствам пространства и времени в общей теории относительности Эйнштейна, путешествие назад во времени может стать возможным, считает физик Итан Зигель.
Как только вы попадете в горизонт событий черной дыры, вы уже никогда его не покинете. Не существует скорости, которую можно было бы набрать, даже скорость света, чтобы она позволила вам выйти. Но в общей теории относительности пространство искривляется в присутствии массы и энергии, и слияние черных дыр — один из самых экстремальных сценариев такого искривления. Существует ли какой-нибудь способ попасть в черную дыру, пересечь горизонт событий и затем покинуть его, когда горизонт событий окажется искривленным под действием массивного слияния?
С середины и до конца двадцатого века квантовые физики разобрали по частям единую теорию физики, предложенную общей теорией относительности Эйнштейна. Физика большого подчиняется гравитации, но только квантовая физика могла описывать наблюдения малого. С тех пор продолжается теоретическое перетягивание каната между гравитацией и тремя другими фундаментальными взаимодействиями, пока физики пытаются расширить гравитацию или квантовую физику, чтобы одна могла поглотить другую. Последние измерения, поступившие с Большого адронного коллайдера, показывают расхождение между прогнозами Стандартной модели, которые могут намекать на совершенно новые сферы Вселенной, лежащие в основе описываемого квантовой физикой. Хотя для подтверждения этих аномалий требуются повторные испытания, подтверждение будет означать поворотный момент в нашем самом фундаментальном описании физики частиц на сегодняшний день.
Общая теория относительности Эйнштейна, в которой гравитация рождается вследствие искривления пространства-времени, замечательна. Она была подтверждена с невероятным уровнем точности, в некоторых случаях до пятнадцати знаков после запятой. Одним из самых интересных ее предсказаний было существование гравитационных волн: ряби в пространстве-времени, которая свободно распространяется. Не так давно эти волны были пойманы детекторами LIGO и VIRGO.
Когда вас учат научному методу, вы привыкаете следовать аккуратной процедуре, чтобы получить представление о каком-то естественном явлении нашей Вселенной. Начните с идеи, проведите эксперимент, проверьте идею или опровергните ее, в зависимости от результата. Но в реальной жизни все оказывается гораздо сложнее. Иногда вы проводите эксперимент, и его результаты расходятся с тем, что вы ожидали. Иногда подходящее объяснение требует проявления воображения, которое выходит далеко за рамки логических суждений любого разумного человека. Сегодняшняя физическая Вселенная довольно хорошо понята, но история о том, как мы к этому пришли, полна сюрпризов. Перед вами пять великих открытий, совершенных совершенно непредсказуемым образом.
В популярных комиксах, как в печатных, так и кинематографических, лейтмотивом проходит мысль, что только достойный может владеть Мьёльниром. Конечно, корни этой легенды уходят в незапамятные времена, в скандинавские мифы. Но у нас на носу выход фильма «Тор: Рагнарёк», и нам просто жизненно необходимо обсудить, как устроено главное оружие в фильме. И поможет в этом нам банк «Открытие» со своей Смарт Картой. На ее примере мы расскажем, как мог бы быть устроен молот Тора с научной точки зрения.
Если бы в зданиях не было окон, то внутри было бы гораздо теплее. Но из-за того, что они всё-таки есть, зимой здания теряют до двадцати процентов тепла именно через окна. Не самое приятное известие в не самое приятное время года. Но пока вы мёрзнете и, читая этот пост, кутаетесь в пледик, шведские учёные из университета Гётеборга работают над тем, как превратить обычные стёкла в батареи и сделать наши дома чуточку уютнее и теплее.
13,8 миллиарда лет назад в горячем Большом Взрыве родилась наша Вселенная. С тех пор она расширялась и остывала, вплоть до сегодняшнего дня. С нашей точки зрения мы можем бросить взгляд на 46 миллиардов световых лет во всех направлениях, благодаря скорости света и расширению пространства. И хотя это огромное расстояние, оно не бесконечное. Потому что мы не видим дальше. Что лежит за горизонтом этих 46 миллиардов световых лет и может ли Вселенная быть бесконечной?
«Все наши наблюдения находят полную симметрию между материей и антиматерией, поэтому нашей Вселенной не должно было существовать», говорит Кристиан Сморра из сотрудничества BASE в исследовательском центре ЦЕРН. «Где-то должна быть асимметрия, но мы просто не понимаем, где именно. Что ломает симметрию, каков источник?». Поиск продолжается. До сих пор между протонами и антипротонами не было обнаружено никакой разницы, а она могла бы объяснить существование материи в нашей Вселенной. Однако физики в сотрудничестве BASE в исследовательском центре ЦЕРН смогли измерить магнитную силу антипротонов с беспрецедентной точностью. Тем не менее эти данные не предоставили никакой информации о том, как материя сформировалась в ранней Вселенной, поскольку частицы и античастицы должны были полностью разрушить друг друга.
С самого появления заинтересованного сознания человек начал исследовать мир вокруг себя, постоянно расширяя горизонты. Но так получается, что сколько эти горизонты ни расширяй, за ними обнаруживаются еще более далекие горизонты, к которым приходится долго тянуться. Ну и что? Мы получаем неподдельное удовольствие, узнавая что-то новое. Мы готовы грызть гранит, чтобы докопаться до сути вещей. Но некоторые загадки науки мы никак не можем решить. Возможно, вы поможете?
Если вы думали, что все ограничивается тем, что мы нашли за космическим горизонтом, готовьтесь передумать. «Трудно построить модели инфляции, которые не приводят к мультивселенной. Это не невозможно, поэтому я уверен в необходимости проведения дополнительных исследований. Но большинство моделей инфляции действительно ведут к мультивселенной, а доказательства инфляции будут подталкивать нас в направлении серьезного принятия [множественных вселенных]», — сказал однажды Алан Гут, американский физик и космолог, первым предложивший идею инфляции, или космического расширения.
Райнер Вайс, Барри Бариш и Кип Торн (которого вы хорошо знаете по работе над фильмом «Интерстеллар») получили Нобелевскую премию по физике за открытие гравитационных волн. Само объявление состоялось в Шведской академии наук. Об экспериментальном подтверждении теории Альберта Эйнштейна о гравитационных волнах стало известно в феврале 2016 года (само открытие произошло в сентябре 2015 года) от ученых лаборатории LIGO. В ней при помощи лазера измеряли длину четырехкилометровых тоннелей (рукавов), которые уменьшались и увеличивались под влиянием гравитационных волн.
Когда мы смотрим на далекую Вселенную, мы всюду видим галактики — во всех направлениях, на миллионы и даже миллиарды световых лет. Поскольку есть два триллиона галактик, которые мы могли бы наблюдать, сумма всего, что за ними, больше и круче самых смелых наших представлений. Один из самых интересных фактов состоит в том, что все галактики, которые мы когда-либо наблюдали, подчиняются (в среднем) одним и тем же правилам: чем они дальше от нас, тем быстрее они от нас и удаляются. Это открытие, сделанное Эдвином Хабблом и его коллегами еще в 1920-х годах, привело нас к картине расширяющейся Вселенной. Но что с того, что она расширяется? Наука знает, а теперь и вы узнаете.
Вооружившись данными о первых гравитационных волнах, зарегистрированных в прошлом году, и теоретическим анализом, физики показали, что гравитационные волны могут осциллировать между двумя различными формами, g- и f-типами гравитационных волн. Физики объясняют, что это явление аналогично тому, как нейтрино осциллируют между тремя различными ароматами – электронным, мюонным и тау. Осциллирующие гравитационные волны появляются в модифицированной теории гравитации под названием биметрическая гравитация, или «бигравитация», и физики показывают, что осцилляции можно будет обнаружить в будущих экспериментах.