На текущий момент есть лишь пара не самых уверенных сигналов, но физики уже начинают поговаривать о возможности того, что ряд наблюдений Большого адронного коллайдера (БАК) в прошлом декабре приведет нас к целой новой области физики. Эти сигналы указывают на новую частицу, которая в случае своего существования ставит под вопрос наше доверие к Стандартной модели физики. Да-да, той самой, которую окончательно подтвердил БАК всего четыре года назад. Возможно, Европейская организация ядерных исследований, ЦЕРН, с помощью своего массивного коллайдера сначала подтвердила Стандартную модель, а теперь ее уничтожит.
Несколько лет назад мы отвечали на вопрос: если Вселенная расширяется, то куда? И тогда же выяснили, что Вселенная в нашем понимании на самом деле не расширяется в чем-то или во что-то. Если вы будете двигаться в одном направлении достаточно долго, вы просто вернетесь, откуда начали. Поскольку Вселенная расширяется, это путешествие будет долгим, но все равно не бесконечным.
У нас есть все причины полагать, что гравитация является по своей сути квантовой теорией. Но как нам доказать это раз и навсегда? Об этом рассказывает доктор Сабина Носсенфельдер, физик-теоретик, специалист по квантовой гравитации и физике высоких энергий. Далее от первого лица.
В 1932 году голландский астроном Ян Оорт подсчитал звезды в Млечном Пути и обнаружил, что их не хватает. Оценив, как звезды покачиваются вверх-вниз, подобно лошадкам на карусели, двигаясь через плоскость галактики, Оорт подсчитал, что материи, которая оказывает на них гравитационное влияние, должно быть в два раза больше, чем видно. Он также предположил существование невидимой «темной материи» и допустил, что она должна быть сконцентрирована в диске, чтобы объяснить движение звезд. В нашу эпоху повальных исследований темной материи, спорную идею о том, что темная материя сконцентрирована в тонком диске, спасли от научного забвения.
Может показаться, что спутники на орбите Земли — это самое простое, привычное и родное, что есть в этом мире. В конце концов, Луна висит на небе уже более четырех миллиардов лет и в ее движениях нет ничего сверхъестественного. Но если мы сами запускаем спутники на орбиту Земли, они держатся там всего несколько или десятки лет, а после повторно входят в атмосферу и либо сгорают, либо падают в океан и на землю.
В космологии происходит нечто, что может вынудить ученых буквально пересмотреть некоторые ее законы. И в центре этого — измерение расширения Вселенной, которое, конечно, является важной частью понимания космоса. Расширение космоса определяется двумя элементами: темной энергией и темной материей. Они как инь и ян космоса. Одно подталкивает расширение, другое его замедляет. Темная энергия приводит к тому, что Вселенная непрерывно расширяется, а темная материя обеспечивает ее гравитацией, которая замедляет расширение. И до сих пор темная энергия считалась постоянной силой.
Глубокая радиосъемка ученых Университета Кейптауна и Университета Западно-Капской провинции в Южной Африке показала, что сверхмассивные черные дыры в далекой области Вселенной вытянули радиоджеты в одном направлении — вероятнее всего, вследствие первичных флуктуаций массы в ранней Вселенной. Астрономы опубликовали свои результаты в Ежемесячных заметках Королевского астрономического общества.
Вообще, это моя любимая теория о Вселенной. И не только моя. Физики, философы, да и простые любители подумать давно обсуждают вопрос: можем ли мы быть виртуальными? Не как в «Матрице», но почти: что, если наш мир — симуляция? И что это могло бы значить? Ведь если бы вы, я и все люди на Земле и каждая песчинка в космосе действительно были персонажами в гигантской компьютерной игре, мы могли бы об этом даже не знать. И хоть эта идея вполне подходит для фильма, это также вполне обоснованная научная гипотеза. Во вторник ученые обсудили эту спорную идею на ежегодной дискуссии памяти Айзека Азимова в Американском музее естественной истории.
Дерево — это прекрасный материал для строительства. Он весьма крепок, дешев, возобновляем и очень податлив. И весьма вероятно, что дерево найдет свое применение в производстве окон и солнечных панелей, в качестве более дешевой альтернативы более традиционному кремниевому стеклу. Дело в том, что группа исследователей из шведского Королевского технологического института (KHT) под руководством профессора Ларса Берглунда нашла способ химического удаления лигнина из натуральных древесных волокон.
Есть что-то общее у начала нашей Вселенной, периода космической инфляции, и виновника ее конечной судьбы: ускоряющей расширение темной энергии, что не может не приводить к мысли о том, что они связаны. И вот вам вопрос: если гипотеза вечной инфляции верна, может ли темная энергия предшествовать возвращению в это изначальное состояние?
Мы живем в эпоху великих астрофизических открытий. Прорывные открытия — экзопланеты, гравитационные волны сливающихся черных дыр, расширение Вселенной — появляются каждую неделю или даже чаще. Но нет открытия, которого ждали бы больше, которое могло бы сравниться с другим по глубине и загадочности, чем разоблачение преобладающего большинства материи, которую нельзя увидеть в нашем мире напрямую. Эта материя темная, и ее природа неизвестна.
Большой адронный коллайдер не смог подтвердить открытие Тэватрона — новый тип тетракварка. Экзотические частицы могут быть абсолютно эфемерными, существуя лишь крошечные доли секунды перед распадом. Недавнее открытие нового типа частиц-тетракварков может оказаться столь же недолговечным, согласно новому исследованию, хотя этот вопрос еще не решен.
Всякий раз, когда мы раздвигаем границы знаний, этому сопутствует риск и перспектива награды. Рисков много: не найти ничего нового, провести неудачный или неработающий эксперимент, вызвать разрушения, если все пойдет наперекосяк. Но вознаграждение может быть огромным: получение новых знаний, новых технологий и прорыв для всей человеческой науки.
Голограммы, пожалуй, находятся в числе самых интересных «плоских» объектов, которые могут создать люди. Являясь полностью трехмерным набором информации, закодированным на двумерной поверхности, голограммы могут менять свой вид в зависимости от вашей точки зрения. И хотя ученые утверждают, что мы можем воспринимать лишь три пространственных измерения, их на самом деле может быть намного больше. Следовательно, появляется интригующая возможность того, что мы можем быть голографической проекцией многомерной Вселенной, в некотором смысле.
Знаете поговорку «держи друзей близко, но врагов держи еще ближе»? Так вот, эта поговорка не работает, если говорить о черных дырах. Это злейшие враги, которые только могут быть у человека, и вот их нужно держать как можно дальше. Ведь мы говорим о регионах космоса, в которых вещество упаковано так плотно, что единственный способ убраться оттуда — двигаться быстрее скорости света. Но как вы знаете, ничто не может двигаться быстрее скорости света. Так что убрать не получится.
В конце прошлого года два разных инструмента на массивном субатомном ускорителе частиц, который нам известен как Большой адронный коллайдер (БАК), кое-что увидели. Никто не знает, чем был обусловлен всплеск данных — он взялся из пар протонов, которые сталкивались в детекторах в одно время с одной энергией. Изучая подобные столкновения в обратном направлении, физики выясняют подробности смерти и распада частиц покрупнее. Обычно.
Идеальный плащ-невидимка, как у Гарри Поттера, может быть физически невозможным, показывает новое исследование. Ученые показывают, что даже самые лучшие плащи невидимости смогут спрятать объект лишь от нескольких наблюдателей, тогда как другие наблюдатели, движущиеся по отношению к первой группе, увидят искажения. Физики Джад Халимех из Университета Людвига Максимилиана в Мюнхене, Германия, и Роберт Томпсон из Университета Отаго в Новой Зеландии опубликовали статью об ограничениях плащей-невидимок в недавнем выпуске Physical Review A.
В свете последнего анализа распада прелестных мезонов, ученые заговорили о рассвете новой эры — так называемой «новой физики». Важный вклад в анализ был сделан физиками Института ядерной физики Польской академии наук в Польше (IFJ PAN). Пока мы не можем назвать это открытием. Пока. Тем не менее кое-что указывает на то, что физики, работающие на ускорителе БАК в Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) возле Женевы, могут увидеть первые следы физики за пределами существующей теории, описывающей структуру вещества. Это указание вытекает из последнего анализа данных, собранных экспериментом LHCb в 2011-2012 годы.
У Меркурия есть необычное свойство: он довольно темный по сравнению с другими планетами и твердыми телами Солнечной системы. Альбедо Меркурия — мера отражения света телом — ниже, чем у Земли, Венеры и Марса. В зависимости от того, какое определение альбедо вы используете, отраженный им свет даже ниже, чем лунный. Простым объяснением было бы то, что внешние слои Меркурия просто богаче темным элементом вроде железа, но внешняя кора Луны, на самом деле, содержит еще больше железа, чем кора Меркурия (большая часть железа Меркурия, как полагают, находится в жидком ядре планеты). Почему же тогда Меркурий так тяжело разглядеть?
Возможно, крупнейшее открытие о Вселенной мы сделали в конце прошлого века, обнаружив одну из самых странных космических истин: далекие галактики не просто улетают от нас, пока время движется вперед, но и улетают все быстрее и быстрее. Открытие ускоряющегося расширения Вселенной в рамках Supernova Cosmology Project при помощи команды High-z Supernova Search Team принесло ученым Нобелевскую премию по физике. Пока это одно из самых странных и необычных явлений во Вселенной.