В научно-фантастических фильмах ядерные реакторы и ядерные материалы всегда светятся синим светом. Например, в первом фильме про «Железного человека», герой Тони Старка в исполнении Роберта-Дауни младшего собирает небольшой ядерный реактор, питающий костюм. Интересно, что характерное голубое свечение, исходящее от реактора (будь тот настоящий) – реально существующее явление под названием эффект Вавилова-Черенкова. Именно из-за него вода, окружающая ядерные реакторы, действительно светится ярко-синим. Впервые это свечение заметили физик Сергей Вавилов и его аспирант Павел Черенков в лаборатории Физико-математического института в 1933 году, когда увидели, что бутылка с водой, подвергшаяся воздействию радиации, засветилась синим светом. В 1958 году за это открытие Черенков получил Нобелевскую премию по физике, разделив ее с Ильей Франком и Игорем Таммом, которые экспериментально подтвердили существование эффекта. Хотя объяснить излучение Вавилова-Черенкова удалось только после публикации Альбертом Эйнштейном специальной теории относительности, его существование было предсказано английским эрудитом Оливером Хевисайдом еще в 1888 году.
Некоторые люди убеждены, что помнят как южноафриканский лидер движения борцов за гражданские права Нельсон Мандела умер в тюрьме в 1985 году. Народ скорбел, его жена произнесла памятную надгробную речь. Все это было в новостях. Многие люди помнят, как это произошло. Вот только на самом деле Мандела был освобожден из тюрьмы в 1990 году и даже возглавлял страну с 1994 по 1999 год, а умер относительно недавно в 2013 году. Правда, однако, не смутила консультанта по вопросам сверхъестественного Фиону Брум, которая в 2010 году обнаружила, что ее ложные воспоминания о смерти Манделы разделяет большое количество людей. Столь радикальное несоответствие между воспоминаниями и реальностью Брум объясняет теорией Мультивселенной – гипотетическим множеством всех возможных реально существующих параллельных вселенных, полагая что коллективные воспоминания на самом деле не являются ложными, и что она и другие, помнящие прошлое люди, на самом деле находились в параллельной вселенной с другой временной шкалой, которая каким-то невероятным образом пересеклась с нашей. Но как «Эффект Манделы» объясняют ученые?
С того самого момента, как Альберт Эйнштейн обнаружил в своих уравнениях гравитационные волны, прошло 105 лет – мгновение по меркам Вселенной, да и для человечества это не так много. Тем не менее за прошедшее столетие мы узнали о Вселенной столько нового! Намного больше, чем предполагал Эйнштейн. Представьте себе его изумление, застань он обнаружение гравитационных волн или публикацию первого снимка черной дыры. Что уж говорить об открытиях лауреатов Нобелевской премии по физике 2020 года – ее удостоились Роджер Пенроуз из Великобритании, Райнхард Генцель из Германии и Андреа Гез из США. Пенроуз математически доказал, что черные дыры должны возникать в обычном для космоса процессе: при взрывах сверхновых. А Генцель и Гез обнаружили сверхмассивный компактный объект в центре Млечного Пути. Небесное тело, открытое лауреатами, стало первым обнаруженным в космосе объектом, который абсолютно точно является черной дырой. Но и это еще не все. Недавно международная группа астрономов доказала, что у вращающихся черных дыр могут существовать «волосы», то есть дополнительные параметры, которые зависят от поглощенной материи.
Еще в 1920-х годах прошлого века, в попытках объединить силы гравитации и электромагнетизма, Теодор Калуца и Оскар Клейн предположили о существовании дополнительного измерения за пределами привычных трех пространственных измерений и времени – которые в физике объединены в 4-мерное пространство-время. Если оно существует, то такое новое измерение должно быть невероятно крошечным и незаметным для человеческого глаза. В конце 1990-х годов эта идея пережила замечательный ренессанс, когда ученые осознали, что существование пятого измерения может дать ответы на некоторые из фундаментальных вопросов физики элементарных частиц. В частности, Юваль Гроссман из Стэнфордского университета и Маттиас Нойберт, в те годы профессор Корнельского университета, в своем исследовании показали, что внедрение стандартной модели физики элементарных частиц в 5-мерное пространство-время может объяснить интригующие закономерности, наблюдаемые в массах элементарных частиц.
В одной из серий мультсериала «Рик и Морти» один из главных героев, будучи похищенным инопланетянами, попадает в ультра-высокотехнологичную компьютерную симуляцию и не замечает этого, продолжая заниматься привычными делами. Но может ли нечто подобное происходить с нами? Может ли быть так, что все, что мы видим, чувствуем, и слышим на самом деле нереально? В 2003 году профессор Оксфордского университета, шведский философ Ник Бостром написал статью, в которой привел аргументы в пользу того, что наш мир – компьютерная симуляция. По мнению Бострома, «если мы живем в симуляции, то наблюдаемая Вселенная – всего лишь крошечный кусочек того, что физически существует. Хотя мир, который мы видим, в некотором смысле «реален», на фундаментальном уровне реальности он не находится». Но неужели все в нашей Вселенной – от мельчайшего атома до самой большой галактики – не более чем компьютерный проект на жестком диске какого-то всемогущего существа?
2020 год запомнится миру не только как год, побивший все мыслимые и немыслимые температурные рекорды, но и как период человеческой истории, в ходе которого было доказано существование третьего царства частиц под названием «энионы», которые существуют в двух измерениях одновременно. Вообще, говоря о физике частиц, необходимо отметить, что до недавнего времени их существовало всего две категории или царства – бозоны и фермионы. Критерий деления элементарных частиц на два лагеря – это значение спина, квантового числа, которое характеризует собственный момент импульса частицы. Иными словами, если спин отдельно взятой частицы определяется целым числом – перед вами бозон, а если полуцелым – фермион. В этом году исследователи обнаружили первые признаки существования третьего царства частиц – энионов, поведение которых не похоже на поведение ни бозонов, ни фермионов. Рассказываем что такое энионы и почему их открытие имеет огромное значение для современной физики.
Вселенная состоит из скоплений миллиардов галактик, соединенных между собой в единую сеть – космическую паутину. Но как она устроена на более глубинном уровне? Новая теория, выдвинутая двумя физиками-теоретиками из Университета штата Северная Каролина гласит, что ни частиц ни волн не существует. Все, что есть – это «фрагменты энергии», строительные блоки нашей Вселенной. В основе теории лежит основополагающая идея о том, что энергия всегда течет через пространство и время. По этой причине авторы исследования предлагают думать об энергии как о линиях, которые входят и выходят из области пространства, никогда не пересекаются друг с другом и не имеют ни начала, ни конца. Отметим, что новая теория противоречит Общей теории относительности Эйнштена (ОТО), которая, несмотря на недостатки, является самой точной на сегодняшний день физической теорией, описывающей устройство Вселенной.
Природа богата удивительными материалами. Возьмем, к примеру, дерево: этот материал настолько прочный и универсальный, что его можно использовать практически для всего на свете – от изготовления бумаги до строительства домов. Еще есть шерсть, которая позволяет животным сохранять тепло при минусовых температурах и кожа – материал, способный к восстановлению после повреждений всего за несколько дней. Однако, какими бы невероятными ни были эти материалы, они далеко не идеальны и не подходят для универсального применения. Но есть ли материал, которым мы пользуемся ежедневно? Прочный синтетический материал с красивым названием кевлар, часто описывают как материал «в пять раз прочнее стали при равном весе». Интересно, что применяется кевлар как в изготовлении лодок, тетивы для лука, так и в автомобильной промышленности. В этой статье поговорим о кевларе и причинах, по которым он настолько прочный.
Вселенная полна загадок. Возьмем, к примеру, черные дыры – область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть ее не могут не только объекты, движущиеся со скоростью света, но и фотоны самого света. Напомню, что существование этих таинственных объектов впервые было подтверждено в 2017 году после открытия гравитационных волн. А два года спустя, в 2019 году астрономы впервые получили самый настоящий снимок тени черной дыры. Но что еще ученым известно об этих удивительных, массивных объектах? По мнению авторов нового исследования, сверхмассивные черные дыры могут оказаться самыми настоящими «тоннелями», с помощью которых путешественники на космических кораблях теоретически могут путешествовать по бескрайней Вселенной. Примечательно, что новое исследование согласуется с тем, что думал о черных дырах великий физик-теоретик Стивен Хокинг.
За всю историю человечества художники нарисовали множество великих картин. Самой известной из них, пожалуй, является «Мона Лиза» художника Леонардо да Винчи. Но самой дорогой картиной итальянского деятеля искусств считается «Спаситель мира», который в 2017 году был продан за 400 миллионов долларов. Картину, на которой изображен Иисус Христос с прозрачным шаром, в далекие времена заказал французский король Людовик XII. И у этого изображения есть одна интересная черта — стеклянный шар не отражает свет, что многими расценивается как очень грубая ошибка художника. Однако, недавно ученые из американского штата Калифорния выяснили, что великий художник ни в чем не ошибся. Доказать это им помогла технология компьютерного моделирования.