Гравитацияв виде гравитационных волн в настоящее время витает в умах многих людей. Мы все испытываем силу тяжести. Подпрыгните — и вы вернетесь на землю. К сожалению для всех, кто хочет стать сверхчеловеком. Но что, если отключить гравитацию? Если однажды сила тяжести исчезнет, полет в космос будет меньшим из зол. Физики уверены, что такого никогда не произойдет. Но что мешает нам проводить мысленные эксперименты? И что думают эксперты на тему внезапного исчезновения гравитации?
Более 400 лет назад ученый эпохи Возрождения Николай Коперник разделил наше высокомерие на ноль, показав, что наша планета больше не является центром Солнечной системы. С каждой последующей научной революцией, каждая другая позиция во Вселенной, которой дорожили люди, становилась незначительной, раскрывая холодную правду: наш вид, космологически говоря, лишь мелкое пятнышко, мельчайшее из всех, на голубой планете. Новый подсчет экзопланет показал, что Земля лишь одна из 700 миллионов триллионов планет земного типа во всей наблюдаемой Вселенной. Но средний возраст этих планет — куда меньше возраста Земли — и их типичное положение — в галактиках, который сильно отличаются от Млечного Пути — могут перевернуть коперниканский принцип с ног на голову.
Что ж, у вас было достаточно времени, чтобы подумать об открытии LIGO гравитационных волн, понять, что это такое, и сделать для себя интересные выводы. Значимость этого открытия потрясла мир, поэтому вам будет интересно узнать о менее известных его сторонах. Например…
Ученые очень хотят назвать тетранейтроном теоретическую частицу, существование которой пока не подтверждено. Так можно было бы сделать, будь она следствием из некоей существующей теоретической модели, предсказанной некоей теорией. Но тетранейтрон противоречит существующим теориям — он должен быть невозможным. На фоне всеобщего кипежа о гравитационных волнах, в мире науки проскочил эксперимент, предоставивший убедительное доказательство в пользу тетранейтрона. Это пока не полное подтверждение, но если выводы нового исследования найдут подтверждение, все будет очень и очень странно.
Напомним, на днях ученые LIGO объявили о крупном прорыве в области физики, астрофизики и нашего изучения Вселенной: открытие гравитационных волн, предсказанных еще Альбертом Эйнштейном 100 лет назад. Ресурсу Gizmodo удалось найти доктора Эмбер Ставер из обсерватории Ливингстона в Луизиане, коллаборации LIGO, и подробно расспросить о том, что это значит для физики. Понимаем, что за несколько статей к глобальному пониманию нового способа постигать наш мир прийти будет сложновато, но будем стараться.
Итак, ученые обнаружили гравитационные волны — рябь пространства-времени. Альберт Эйнштейн предположил их существование еще 100 лет назад, и прямые наблюдения обеспечили последнее доказательство шедевра великого ученого: общей теории относительности. Ученые из Калтеха и MIT обнаружили гравитационную волну, порожденную двумя сталкивающимися черными дырами.
Дэвид Рейтце, исполнительный директор лаборатории LIGO, вчера утром вышел на подиум National Press Building в Вашингтоне и сказал слова, которых ученые ждали очень давно: «Мы обнаружили гравитационные волны». И набитый людьми зал в здании Калтеха в Пасадене, где собрались люди, чтобы посмотреть живую трансляцию, разразился бурными аплодисментами.
О первом прямом обнаружении гравитационных волн, как ожидают, будет заявлено 11 февраля учеными обсерватории LIGO (Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). Используя два гигантских детектора LIGO — один в Ливингстоне, штат Луизиана, а другой в Хэнфорде, штат Вашингтон — ученые измеряли рябь пространства-времени, которая рождается в процессе столкновения двух черных дыр и, похоже, наконец нашли, что искали.
В Китае прошли успешные испытания реактора термоядерного синтеза. В рамках эксперимента внутри реактора плазму разогрели до 50 миллионов градусов Цельсия (выше температуры ядра Солнца). Время удержания плазмы составило более полутора минут.
Что общего у гладеньких ноутбуков со смартфонами и куском угля? Ответ не так прост, как кажется: редкоземельные элементы. Это важные компоненты современных технологий, от айфонов до ракет, и всего, что между. И хотя их можно найти по всему миру, выделить их невероятно трудно, а еще труднее достать их из их матриц (обычно глины или других геологических отложений) без использования агрессивных химикатов или других методов, которые считаются вредными для окружающей среды. К этой проблеме добавляется и тот факт, что большинство редкоземельных элементов берут в Китае, оставляя другие страны кое-как справляться с их дефицитом.
Каждый день, уже миллиарды лет, Солнце встает над горизонтом Земли. Оно в 150 миллионах километрах от нас, но светит так ярко в небе, что невозможно смотреть без риска повредить глаза. На поверхности Солнца температура достигает 5500 градусов — достаточно, чтобы любой зонд истлел задолго до того, как подлетит к поверхности. Короче говоря, Солнце слишком горячее, чтобы держать его в кулаке. Но это не значит, что его нельзя изучать. В нашей галактике больше 100 миллиардов звезд, которые мы также не можем посетить. При этом нам удается искать и находить способы их изучения.
Хотя в теории время можно делить на бесконечно малые интервалы, мельчайшим физически осмысленным интервалом времени считается планковское время, которое приблизительно равно 10-43 секунды. Этот конечный предел означает, что два события не могут быть разделены временем, которое будет меньше этого промежутка. Но теперь, в новой работе физики пришли к выводу, что кратчайший физически осмысленный интервал времени может быть на самом деле на несколько порядков больше времени Планка. Кроме того, физики продемонстрировали, что существование такого минимального времени изменяет базовые уравнения квантовой механики, и поскольку квантовая механика описывает все физические системы на мельчайших масштабах, это также изменяет и описание всех квантово-механических систем.
Пару раз в месяц — иногда больше, иногда меньше — на поверхности Солнца происходит взрыв, выпускающий энергию, эквивалентную взрыву миллиона водородных бомб. Но несмотря на эту невероятную мощь, этот колоссальный выброс энергии не может объяснить, как материал, выброшенный взрывом, разгоняется почти до скорости света. Это как если бы «Феррари» ехал на двигателе от гольф-кара. В новом исследовании ученые впервые заглянули «под капот» солнечных выбросов, конкретно озаботившись физическим процессом, разгоняющим сверхбыстрые частицы.
Немецкие физики произвели запуск экспериментального термоядерного реактора для производства водородной плазмы. Тестовый запуск установки является важным и символичным шагом на пути к созданию и использованию источника дешевой и чистой термоядерной энергии.
В этом месяце в Трудах Национальной академии наук (PNAS) появилось исследование, в котором было представлено новое квантовое явление. Авторы назвали его «принципом квантовых голубей и ящиков». До этого открытия этот принцип был широко известен в традиционной науке как «принцип голубей и ящиков» (в английском языке), или как принцип Дирихле.
Так сложилось в научном мире, что ученые предложили новые теории о времени, у которых есть один общей аспект: все они говорят, что время может течь в противоположную сторону в «зеркальной вселенной» — из будущего в прошлое. Насколько эти теории связаны с реальностью, мы не знаем, и вряд ли сможем коснуться этой зеркальной вселенной. Одну из таких теорий на прошлой неделе объяснил Франк Вилчек.
Стандартная космология — то есть теория Большого Взрыва с ее ранним периодом экспоненциального роста, известного как инфляция — является преобладающей научной моделью нашей Вселенной, в которой совокупность пространства и времени раздулась из очень горячей и плотной точки в гомогенный и постоянно расширяющийся простор. Эта теория объясняет множество физических явлений, которые мы наблюдаем. Но что, если мы не все знаем о ней?
Когда белый свет проходит через призму, радуга на другом конце демонстрирует богатую палитру цветов. Теоретики физического факультета Варшавского университета показали, что в моделях Вселенной, использующих любую квантовую теорию гравитации, должны быть также своего рода «радуги», состоящие из разных версий пространства-времени. Этот механизм предсказывает, что вместо единого и общего пространства-времени частицы различных энергий должны ощущать слегка измененные его версии.
Законы физики работают как вперед, так и назад во времени. Почему тогда кажется, что время движется лишь в одном направлении? Один из возможных ответов может также раскрыть секреты недостающей массы. Некоторые факты нашего опыта столь же очевидны и широко распространены, как различие между прошлым и будущем. Мы помним одно, но ожидаем другого. Если запустить фильм в обратном направлении, он не будет реалистичным. Мы говорим «стрела времени», имея в виду путь из прошлого в будущее.
В 2015 году физика находится на мосту между старым миром и новым. Старая добрая Стандартная модель — набор уравнений, который объясняет многое, но, к счастью для нас, не все — физической работы Вселенной была подтверждена снова и снова, до невообразимого уровня точности.