Занятие Новые открытия ученых_ перспективы использования и возмо

10 открытий российских ученых, которые потрясли мир

Более 70% россиян не в состоянии назвать ни одного
научного достижения страны за последние десятилетия —
таковы результаты социологического исследования ВЦИОМ,
выполненного ко Дню российской науки. При этом как минимум
десять открытий наших ученых за последние годы оставили
заметный след в мировой науке.

Гравитационные волны

В августе 2017-го детектор LIGO обнаружил гравитационные волны,
вызванные столкновением двух нейтронных звезд в галактике
NGC 4993 созвездия Гидры. Точнейший прибор почувствовал
возмущение пространства — времени, хотя его источник
находился в 130 миллионах световых лет от Земли. Журнал
Science назвал это главным открытием года.

Немалый вклад в него внесли физики МГУ имени М. В.
Ломоносова и нижегородского Института прикладной физики РАН.
Россияне подключились к поиску гравитационных волн
на детекторе LIGO в 1993 году благодаря
член-корреспонденту РАН Владимиру Брагинскому (ушел из жизни
в марте 2016-го).

LIGO впервые зафиксировал гравитационные волны (от столкновения
двух черных дыр) в сентябре 2015 года.

Озеро Восток в Антарктиде

Россиянам принадлежит последнее крупное географическое открытие
на планете — озеро Восток в Антарктиде. Гигантский
водоем находится под четырехкилометровой толщей льда
в самом центре Шестого континента. Теоретически его
предсказали еще в 1950-е океанолог Николай Зубов
и геофизик Андрей Капица.

Почти три десятилетия понадобилось, чтобы пробурить ледник.
Участники Российской антарктической экспедиции ААНИИ достигли
реликтового озера 5 февраля 2012 года.

Озеро Восток изолировано от внешнего мира как минимум
14 миллионов лет. Ученых интересует, сохранились ли там какие-то
живые организмы. Если жизнь в водоеме есть, то ее изучение
послужит важнейшим источником информации о прошлом Земли
и поможет поиску организмов в космосе.

Космический проект «Радиоастрон»

В июле 2011 года на орбиту выведен радиотелескоп «Спектр-Р».
Вместе с наземными радиотелескопами он образует своеобразное
ухо, способное слышать пульс Вселенной в радиодиапазоне.
Этот успешный российский проект под названием «Радиоастрон»
уникален. В его основе — принцип радиоинтерферометрии
со сверхдлинными базами, разработанный академиком Николаем
Кардашевым, директором Астрокосмического центра ФИАН.

«Радиоастрон» изучает сверхмассивные черные дыры,
и в частности выбросы из них вещества (джеты). С
помощью самого большого в мире (зафиксировано в Книге
рекордов Гиннесса) радиотелескопа ученые надеются увидеть тень
черной дыры, которая, предположительно, находится в центре
Млечного Пути.  

Опыты с графеном

В 2010 году выходцы из России Андрей Гейм и Константин
Новоселов стали лауреатами Нобелевской премии по физике
за исследование графена. Оба окончили МФТИ, работали
в Институте физики твердого тела РАН в Черноголовке,
а в 1990-е уехали продолжать исследования за границу. В
2004 году они предложили классический теперь способ получения
двумерного графена, просто отодрав его скотчем от куска
графита. В настоящее время нобелиаты работают в Университете
Манчестера в Великобритании.

Графен — это слой углерода толщиной в один атом. В нем
видели будущее терагерцовой электроники, но затем обнаружили
ряд изъянов, которые пока не удается обойти. К примеру,
графен очень непросто превратить в полупроводник,
к тому же он очень хрупкий.

Новый вид Homo

В 2010 году мир облетела сенсация — обнаружен новый вид
древних людей, живших одновременно с сапиенсами
и неандертальцами. Родственников окрестили денисовцами
по названию пещеры на Алтае, где нашли их останки.
Место денисовцев на генеалогическом древе человека удалось
установить после расшифровки ДНК, выделенных из зуба
взрослого человека и мизинца маленькой девочки, погибших
30-50 тысяч лет назад (точнее, к сожалению, сказать
невозможно).

Древние люди облюбовали Денисову пещеру еще 300 тысяч лет назад.
Ученые из Института археологии и этнографии СО РАН
не один десяток лет вели там раскопки, и только
прогресс в методах молекулярной биологии позволил наконец
раскрыть тайну денисовцев.

Сверхтяжелые атомы

В 1960-е отечественные физики предсказали «остров
стабильности» — особое физическое состояние, в пределах
которого должны существовать сверхтяжелые атомы. В 2006 году
экспериментаторы из Объединенного института ядерных
исследований в Дубне обнаружили на этом «острове»
при помощи циклотрона 114-й элемент, названный позднее
флеровием. Затем один за другим были открыты 115-й, 117-й
и 118-й элементы — соответственно, московий, теннессин
и оганесон (в честь первооткрывателя академика Юрия
Оганесяна). Так пополнилась таблица Менделеева.

Гипотеза Пуанкаре

В 2002-2003 годах российский математик Григорий Перельман решил
одну из задач тысячелетия — доказал гипотезу Пуанкаре,
сформулированную сто лет назад. Решение он опубликовал
в серии статей на arxiv.org. Его коллегам потребовалось
несколько лет, чтобы проверить доказательство и признать
открытие. Перельмана номинировали на Филдсовскую премию,
Математический институт Клэя вручил ему миллион долларов,
но математик отказался от всех наград и денег. Он
также проигнорировал предложение поучаствовать в выборах
на звание академика.

Григорий Перельман родился в Санкт-Петербурге, окончил
физмат-школу № 239 и матмех Ленинградского университета,
работал в питерском филиале Математического института им. В.
А. Стеклова. Он не общается с прессой, не ведет
публичной деятельности. Неизвестно даже, в какой стране он
сейчас проживает и занимается ли математикой.

В прошлом году журнал «Форбс» включил Григория Перельмана
в число людей столетия.

Лазер на гетероструктурах

В конце 1960-х физик Жорес Алферов сконструировал первый
в мире полупроводниковый лазер на выращенных им
гетероструктурах. В то время ученые активно искали способ
усовершенствовать традиционные элементы радиосхем, и это
удалось благодаря изобретению принципиально новых материалов,
которые нужно было выращивать послойно, атом за атомом,
причем из разных соединений. Несмотря на трудоемкость
процедур, вырастить такие кристаллы удалось. Выяснилось, что они
могут излучать как лазеры и таким образом передавать
данные. Это позволило создать компьютеры, компакт-диски,
оптоволоконную связь, новые системы космической связи.

В 2000 году академик Жорес Алферов удостоился Нобелевской премии
по физике.  

Высокотемпературные сверхпроводники

В 1950-х физик-теоретик Виталий Гинзбург вместе со Львом
Ландау взялись за теорию сверхпроводимости и доказали
существование особого класса материалов — сверхпроводников
второго рода. Экспериментально их обнаружил физик Алексей
Абрикосов. В 2003 году Гинзбург и Абрикосов получили
за это открытие Нобелевскую премию.

В 1960-е Виталий Гинзбург занялся теоретическим обоснованием
высокотемпературной сверхпроводимости, написал об этом книгу
совместно с Давидом Киржницем. В то время
в существование материалов, которые бы
без сопротивления проводили электрический ток
при температуре несколько выше абсолютного нуля, мало кто
верил. А в 1987 году открыли соединения, превращавшиеся
в сверхпроводники при 77,4 Кельвина (-195,75 градусов
Цельсия, точка кипения жидкого азота).

Поиски высокотемпературных сверхпроводников продолжили физики
Михаил Еремец и Александр Дроздов, работающие сейчас
в Германии. В 2015 году они открыли, что сверхпроводником
может стать газ сероводород, причем, при рекордно высокой
для этого явления температуре — минус 70 градусов.
Журнал Nature назвал Михаила Еремеца ученым года.

Последние мамонты на Земле

В 1989-м Сергей Вартанян, молодой сотрудник Ленинградского
государственного университета, изучавший древнюю географию
Арктики, приехал на остров Врангеля, затерянный
в Северном Ледовитом океане. Он собрал кости мамонтов,
валявшиеся там в избытке, и с помощью радиоуглеродного
анализа определил, что им всего несколько тысяч лет. Как
впоследствии установили, шерстистые мамонты вымерли 3730 лет
назад. Островные мамонты были чуть помельче своих материковых
сородичей, ростом в холке до 2,5 метра, поэтому их еще
называют карликовыми. Статья Вартаняна и его коллег
о самых последних мамонтах на Земле вышла в Nature
в 1993 году, и об их открытии узнал весь мир.

Геном мамонтов с острова Врангеля расшифровали в 2015
году. Сейчас Сергей Вартанян с российскими
и зарубежными коллегами продолжают его анализировать, чтобы
узнать все особенности жизни карликовых мамонтов и разгадать
тайну их исчезновения.

открытия ученых и новые научные проекты

Контактный центр

RU

EN

Версия для слабовидящих

30 декабря 2016 — Наука и инновации

Уходящий год для Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) был богат на события в науке. На счету исследователей ДВФУ — перспективные открытия и знаковые достижения, которые прославляют имя университета в российском и международном академическом сообществе. Накануне Нового года вспомним наиболее яркие из них.

Начало 2016 года ознаменовалось запуском на Арсеньевской авиационной компании «Прогресс» им. Н.И. Сазыкина современного роботизированного комплекса для обработки композитных деталей. Собранная учеными ДВФУ для завода установка создана в рамках гранта по постановлению Правительства РФ №218 и предназначена для замены тяжелого ручного труда при производстве более 250 типов деталей нового многоцелевого вертолета Ка-62.

В начале года лауреат Нобелевской премии мира Риккардо Валентини (Италия) возглавил в ДВФУ лабораторию исследования изменений климата. Ее цель — разработка современной экологической политики в Азиатско-Тихоокеанском регионе на основе анализа глобальных моделей изменения климата и регионального экологического мониторинга. Установить первую на Дальнем Востоке станцию мониторинга парниковых газов ученые планируют уже в начале 2017 года.

В Инженерной школе ДВФУ открыт уникальный научно-образовательный центр «Нанотехнолгии», где сформирована высококлассная и максимально полная приборная база для проведения прорывных исследований. Здесь, например, запустили первый в России лазерный сканирующий микроскоп ZEISS LSM 800 с системой Airyscan, который позволяет проникать глубоко в структуру изучаемых живых и неживых объектов, выходить на молекулярный уровень и получать 3D-модели в сверхвысоком разрешении.

Титульный проект «Наноцентра» ДВФУ — исследование влияния выхлопных газов на экологию города — проводится под руководством главного токсиколога Европы Аристадиса Тсатсакиса (Греция). На первом этапе в 2016 году ученые доказали: новые авто представляют для экологии не меньшую опасность, чем устаревшие модели с большим пробегом и износом двигателя. Опыты на крысах подтвердили и то, что углеродные нановолокна из выхлопов снижают поведенческие функции и познавательную активность.

Еще одним научным прорывом в уходящем году стало получение сотрудниками Школы естественных наук ДВФУ новых ультратонких материалов для электроники нового типа — спин-орбитроники — с толщиной магнитного слоя всего в четыре атомных слоя. По словам исследователей, вскоре именно такие материалы найдут широкое применение в электронных устройствах, а обычный человек может почувствовать появление гибридных структур, купив уже через несколько лет смартфон, способный работать без подзарядки неделями.

Ученые Школы биомедицины в уходящем году также выступили с очень важным заявлением. Они тестировали пигмент морской губки — фаскаплизин — для лечения опухоли головного мозга. Проведенные эксперименты показали, что обработка этим веществом опухоли IV степени злокачественности приводит к гибели значительной части клеточной популяции. Также фаскаплизин превосходит другие препараты по эффективности уничтожения клеток глиобластомы и способствует увеличению средней продолжительности жизни экспериментальных животных.

Совместно с учеными Тихоокеанского института биоорганической химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТИБОХ ДВО РАН) в ДВФУ создали шоколад с морскими витаминами. Продукт обогащен полезными веществами из игл морских звезд, панциря ежей и лимонника, которые замедляют процессы старения и оказывают корригирующее действие на метаболические процессы в организме человека. Базой для воплощения технологии в жизнь стал Инновационный технологический центр Школы экономики и менеджмента ДВФУ

Подводные аппаратные комплексы для учета морских биологических объектов разработали ученые ДВФУ и ДВО РАН. Робот может анализировать биомассу на любой глубине и площади, при любой температуре и на любом донном ландшафте, что позволяет реально оценить запасы морских ресурсов и понять, сколько из них можно добывать без последствий для природы. Ученые отмечают, что использование таких технологий гораздо выгоднее, эффективнее и безопаснее традиционных, а саму новинку разработчики уже опробовали в нескольких экспедициях в дальневосточных морях.

Сотрудники лаборатории «Биология морских беспозвоночных» Школы естественных наук ДВФУ установили, что морские черви погонофоры являются индикаторами подводных месторождений нефти и газа. Изучив их строение и синтез органических веществ, исследователи пришли к выводу: погонофоры обитают в перспективных для добычи углеводородов районах Мирового океана. Как сообщил заведующий лабораторией «Биология морских беспозвоночных» ДВФУ Владимир Малахов, на Дальнем Востоке погонофоры найдены в Охотском и Беринговом морях.

Ученые Школы естественных наук ДВФУ совместно с коллегами из Института химии ДВО РАН разработали не имеющий в мире аналогов способ производства ядерного топлива для атомных реакторов. В качестве альтернативной технологии приморские исследователи предложили электроимпульсное спекание под давлением. Его главные преимущества — увеличение скорости производства, повышение качества и низкая себестоимость одной единицы продукции (до 10$ США).

Анна Леонтьева,
[email protected]

Материалы по теме «ИТОГИ ГОДА в ДВФУ»:

• Высокопоставленные гости университета
• Известные персоны в стенах университета
• Новые партнеры и перспективы сотрудничества
• Медицинский центр провел 6000 операций
• Спортивные победы

26. 09.2022

День первокурсника

04.10.2022

В Центре ДНК ДВФУ стартовал новый учебный год

05 октября

#Студенты

ДВФУ приглашает к участию в VI сезоне Всероссийской олимпиады студентов «Я – профессионал»

05 октября

#События
#Наука

Международная конференция по изучению Мирового океана стартовала в ДВФУ

05 октября

#Школьники

«Технологический класс» ДВФУ начал подготовку школьников по физике и математике

Новости сохранения на New Discovery

Элизабет Клэр Альбертс 30 сентября 2022 г.

В 2006 и 2010 годах конголезский исследователь Рауль Монсембула собирал сома и другие виды рыб в реках Национального парка Салонга в Демократической Республике Конго (ДРК). Потом он прыгнул…

Абхая Радж Джоши 29 сентября 2022 г.

КАТМАНДУ — 20 июля этого года Радха Кришна Риджал заметил странное животное, барахтающееся в дренажном канале его дома в районе Паршьянг долины Покхара в западном Непале…

Абхая Радж Джоши 17 августа 2022 г.

КАТМАНДУ — Когда зоолог Бивек Гаутам и члены его команды отправились в экспедицию по поиску гималайской саламандры (Tylototriton himalayanus) в 2020 году в лесах восточной…

Лиз Кимбро 2 августа 2022 г.

В глубоких водах у берегов Японии рак-отшельник одет в одежду от кутюр. На его панцире находится новый для науки вид анемона Stylobates calcifer, названный в честь огненного демона…

Джим Тан 27 июля 2022 г.

Группа палеонтологов из Университета Флиндерса в Австралии описала ранее неизвестный род примитивных гигантских кенгуру, которые когда-то бродили по тропическим лесам Новой Гвинеи. В…

Лиз Кимбро 20 июля 2022 г.

Во время экспедиции в дельте реки Амазонки исследователи обнаружили мангровые заросли, растущие в воде практически без солености и перекрывающиеся с пресноводными заросшими лесами водно-болотными угодьями — феномен, которого никогда раньше не было…

Лиз Кимбро 19 июля 2022 г.

Исследователи описали шесть новых для науки видов папоротников из тропических лесов Панамы, Колумбии, Эквадора и Перу, все из рода Danaea. «Описываемые виды не крошечные…

Лиз Кимбро 11 июля 2022 г.

В восточных водах Гонконга группа ученых, занимающихся поиском голожаберных кораллов, наткнулась на красочный сюрприз: три новых вида солнечных кораллов. Эти оранжевые, фиолетовые и…

Кэролайн Коуэн 21 июня 2022 г.

Крупнейшая из когда-либо зарегистрированных пресноводных рыб была поймана в реке Меконг на прошлой неделе рыбаком, сотрудничавшим с исследователями для документирования биоразнообразия реки в северной Камбодже. 4-метровый…

Элизабет Клэр Альбертс 9 мая 2022 г.

В 2019 году исследователи подплыли к раскинувшейся подводной горе у берегов Южной Африки и опустили гидрофоны на морское дно. Они улавливали всевозможные шумы: волны, треск…

Лиз Кимбро 13 апреля 2022 г.

Лягушка, похожая на шоколад, великолепная радужная рыба и 14 сулавесских землероек были добавлены в растущий список «новых для науки» видов за последние несколько месяцев. …

Лиз Кимбро 11 марта 2022 г.

В лазурных водах и разноцветных кораллах Мальдив великолепная радужная рыба стала первой, названной и описанной мальдивским исследователем. Новинка…

Элизабет Клэр Альбертс 11 марта 2022 г.

9 марта, поисковая экспедиция сделала важное открытие: 144-футовое (44-метровое) деревянное судно, известное как Endurance, которое когда-то доставило исследователя Эрнеста Шеклтона и его команду в Антарктиду,…

Рэйчел Тенг Жуйци 7 марта 2022 г.

Что в имени? Любопытный случай с безымянным кузнечиком покажет вам, что в имени есть нечто большее, чем кажется на первый взгляд. Чтобы объявить вид как…

от Mongabay.com 2 марта 2022 г.

Совершенно случайно Крис Шварц и его коллеги открыли два новых вида морского фитопланктона. В 2014 году Шварц использовал культуры фитопланктона для изучения вирусов в качестве доктора философии…

Лиз Кимбро 28 февраля 2022 г.

Фотография странной амфибии привлекла внимание в Твиттере на прошлой неделе, где она была описана как «гладкий парень», по сравнению с растаявшей леденцовой булочкой, и уподобилась…

Кэролайн Коуэн 21 февраля 2022 г.

Serendipity лежит в основе некоторых из величайших научных открытий. И это, безусловно, имело место в 2015 году, когда группа биологов остановилась, чтобы отдохнуть у популярного водопада на…

.

Лиз Кимбро 11 января 2022 г.

На деревьях туманного небесного острова, свернутая в листву, крошечная дождевая лягушка носит имя климатического гиганта. Новый для науки вид, обнаруженный на горе…

Лиз Кимбро 7 января 2022 г.

Когда исследователи обнаружили бегонию, которая в два раза выше человеческого роста, они поняли, что в ней есть что-то экстраординарное. Из более чем 2000 известных видов бегоний большинство имеют размер…

Бастен Гоккон 30 декабря 2021 г.

ДЖАКАРТА. Ученые описали 14 новых для науки видов землероек из индонезийского заповедника биоразнообразия на острове Сулавеси. Видовое описание землероек из рода Crocidura…

Калли Стеффен, Дуглас Макколи, Эмма Кричли, Молли Морс 28 декабря 2021 г.

1. Связь между океаном и климатом Присутствие океана ощущалось сильнее, чем когда-либо, на конференции ООН по изменению климата (COP 26), проходившей в этом году с 31 октября по 12 ноября…

Лиз Кимбро 21 декабря 2021 г.

Когда люди отправляют зонды к Марсу и Солнцу, можно подумать, что мы уже полностью исследовали нашу собственную планету. Но ученые говорят, что мы только начали находить…

Лиз Кимбро 18 ноября 2021 г.

Исследователи нашли вид змей, никогда ранее не описанный наукой — в Instagram! Во время карантина из-за COVID-19 в Индии Вирендар Бхардвадж, магистрант Университета Гуру Нанак Дев,…

Ахмад Супарди 2 ноября 2021 г.

БЕНКУЛУ, Индонезия. Ученые недавно описали новый вид гекконов с Борнео, подчеркнув неизведанное богатое биоразнообразие третьего по величине острова в мире. Cyrtodactylus hamidyi, или кривопалый гамидий…

Лиз Кимбро 15 сентября 2021 г.

Чтобы прослушать аудиозапись этой статьи, послушайте здесь: Знакомый полосатый скунс из Северной Америки (вспомните мультфильм Пепе ле Пью) имеет менее известного родственника: пятнистого…

Грейс Данджи 2 сентября 2021 г.

Ясной ночью 2017 года группа студентов Богорского сельскохозяйственного института (IPB) отправилась в низинный лес на юго-западном побережье Явы, самого…

от Mongabay.com 28 мая 2021 г.

Люк Малер не собирался изучать ящериц, которые могли дышать под водой. Но когда он и его коллега-ученый Рич Глор отправились в исследовательскую экспедицию на Гаити в…

г.

Элизабет Клэр Альбертс 5 мая 2021 г.

Морские губки не двигаются. По крайней мере, так многие думали об этих водных беспозвоночных. Но новое исследование перевернуло это предположение, подтолкнуло и…

Лиз Кимбро 6 апреля 2021 г.

Исследователи описали новый вид хамелеонов из гор Бале на юге центральной части Эфиопии и говорят, что в очаге биоразнообразия может быть еще больше. Назван эфиопским хамелеоном Вольфганга Беме (Trioceros wolfgangboehmei),…

Лиз Кимбро 1 апреля 2021 г.

Наука описала два новых вида крошечных сов из тропических лесов Амазонки и Атлантики в Бразилии. «Это милые маленькие совы, наверное, пять или шесть дюймов в длину…

Ученые представляют новые открытия о вспышках гамма-излучения, исходящих от гроз

Время возникновения наземной вспышки гамма-излучения от молнии: 1. Инициируется лидер молнии, 2. Распространение лидера 3. Возникает земная вспышка гамма-излучения 4. Осветляется канал лидера .
Предоставлено: Birkeland Centere for Space Science / Mount Visual

Контакт для прессы AGU:
Лиза Лестер, +1 (202) 777-7494, [email protected]

Nigaistard5, 9013Ø32 Контактное лицо исследователя: 9013Ø32 Биркеландский центр космических наук и Университет Бергена, +47 4727 0653, [email protected]

, САН-ФРАНЦИСКО — Ряд новых открытий о таинственных вспышках гамма-излучения, исходящих от земных грозовых облаков, были представлены на презентациях на AGU 2019.Fall Meeting и в трех новых исследованиях, опубликованных сегодня.

Ученые случайно обнаружили наземные гамма-вспышки (TGF) в 1994 году с помощью прибора на Гамма-обсерватории Комптона НАСА, который был разработан для поиска гамма-вспышек в глубоком космосе. Последующие исследования показали, что TGF происходят в течение миллисекунд после вспышки молнии, но их причина оставалась загадкой.

Теперь ученые, работающие с полуторагодичным экспериментом Европейского космического агентства «Мониторинг атмосферно-космических взаимодействий» (ASIM) на Международной космической станции (МКС), сообщают, что они точно определили источник мощных вспышек гамма-излучения. Исследователи также сообщают о первом обнаружении с помощью ASIM электронного луча, созданного TGF, синхронизации TGF по отношению к молнии и первом обнаружении TGF и эльфа — быстрого расширяющегося кольца света, возникающего во время грозы в высота 9от 0 до 100 километров (от 55 до 60 миль).

Новые результаты будут представлены на этой неделе на осеннем собрании AGU 2019, а также в статьях, опубликованных сегодня в журналах AGU Journal of Geophysical Research: Atmospheres и Journal of Geophysical Research: Space Physics и в журнале Science .

Исследование проливает свет на электрические события, которые происходят над грозами и до сих пор были трудны для изучения учеными. Расположение ASIM на МКС на низкой околоземной орбите дает ученым невиданное ранее представление об этих событиях, и ASIM является первым экспериментом, в котором используются инструменты, предназначенные для одновременного отображения и анализа как вспышек гамма-излучения, так и видимых молний. время.

Новое понимание этих малоизученных явлений может помочь ученым понять влияние этих электрических разрядов на нашу атмосферу, а также то, как грозы влияют на наш климат.

TGF являются наиболее энергичными естественными явлениями на Земле, при этом энергия фотонов достигает нескольких десятков миллионов электрон-вольт. Узнать о них больше — как они создаются и насколько распространены — важно для точной настройки моделей энергетического баланса Земли, что необходимо для составления точных климатических прогнозов, объяснил Торстен Нойберт из Технического университета Дании, который является главным исследователем. АСИМ.

«Подняться над облаками с помощью ASIM — это как новое окно в молнию», — сказал Нойберт.

Новый вид

Нажмите, чтобы увеличить.

Одним из основных достижений ASIM, подробно описанным в новой статье в журнале AGU Journal of Geophysical Research: Atmospheres , является то, что он разрешил давний вопрос о последовательности TGF и видимых молний: происходят ли они одновременно? времени или одно следует за другим?

«Мы решили эту проблему», — сказал Николай Остгаард, профессор Университета Бергена, Норвегия, и ведущий автор новой статьи. «Оптический импульс (видимый свет) следует за TGF».

Эта последовательность, наряду с идентификацией того, что TGF создаются непосредственно перед и до того, как импульс электричества выстреливает через лидера заряженного воздуха, который становится молнией, имеет важное значение для исследователей, сказал он.

Это новое понимание означает, что теперь ученые могут сосредоточить свои исследования на этой конкретной части формирования молнии, чтобы попытаться выяснить, как электроны могут достигать невероятных скоростей, необходимых для настолько сильного воздействия на молекулы газа, что они должны излучать гамма-лучи, чтобы успокоиться. вниз.

Пойман в луче

Еще один результат ASIM, опубликованный в Журнале геофизических исследований AGU : Space Physics , является первым обнаружением ASIM наземного электронного луча, вызванного TGF.

Электронный пучок — это поток энергичных электронов, движущихся вдоль силовых линий магнитного поля Земли. В случае электронного луча, обнаруженного 16 сентября 2018 года и подробно описанного в новом исследовании, ASIM уловил двухмиллисекундный сигнал электронов, созданный TGF во время далекой грозы. Электроны были отправлены в космос, затем пойманы силовыми линиями магнитного поля Земли и направлены к МКС, находящейся на расстоянии около 650 километров. Это обнаружение подтверждает предыдущие наблюдения, сделанные Гамма-обсерваторией Комптона и космическим телескопом Ферми.

«Эти лучи очень узкие», — объяснил Дэвид Сарриа, также из Бергенского университета и ведущий автор нового исследования. «Вы должны быть в этом луче, чтобы обнаружить его. Речь идет о том, чтобы оказаться в нужном месте в нужное время».

Данные, собранные об электронном пучке, были затем сопоставлены с результатами моделирования, что позволило лучше понять создавший его TGF. Новое открытие приближает исследователей к пониманию этих вспышек радиации, которые достигают 40 миллионов электрон-вольт.

Сигнал внутриоблачной молнии

Еще одно открытие эксперимента ASIM, о котором сообщается сегодня, — это обнаружение TGF в ассоциации с эльфом. Эльфы — это расширяющиеся кольца видимого и ультрафиолетового света, которые исчезают менее чем за миллисекунду над грозой. Считается, что они создаются электромагнитным импульсом, излучаемым молнией, взаимодействующей с ионосферой.

Новые данные, о которых сообщается в журнале Science , впервые подтверждает, что TGF возникает в начале импульса молнии, который генерирует эльфа на ранней стадии вспышки молнии.

«Наши измерения показывают, что начало тока быстрое… необходимое условие для эльфов, и что TGF генерируется в электрических полях, связанных с лидером молнии», — объяснил Нойберт, ведущий автор статьи Science .

###

Примечания для журналистов

Журнальные статьи AGU, упомянутые в данном выпуске, будут доступны бесплатно до 15 января 2019 г.. Журналисты и сотрудники по связям с общественностью (СОИ) могут загрузить копию статьи в формате PDF, перейдя по ссылкам ниже.

Информацию о статье Science см. в пакете Science Press Package на сайте EurekAlert! на www.eurekalert.org/jrnls/sci/ или свяжитесь с командой SciPak по телефону +1 (202) 326 6440 или [email protected].

Видео и изображения, прилагаемые к данному пресс-релизу, можно загрузить с сайта службы новостей AGU.

Журнал геофизических исследований: Атмосферы название статьи
«Первые десять месяцев наблюдений TGF с помощью ASIM»

Контактное лицо автора:
Николай Остгаард , Центр космических наук Биркеланда и Бергенский университет, Берген, Норвегия, [email protected], +47 4727 0653

Журнал геофизических исследований: космическая физика название статьи
«Первый наземный электронный пучок, наблюдаемый Монитором атмосферно-космических взаимодействий»

Контактное лицо автора:
Дэвид Сарриа ( не на собрании AGU), Биркеландский центр космических исследований и Бергенский университет, Берген, Норвегия, [адрес электронной почты защищен]

Наука название статьи
«Наземное гамма-излучение вспышки и ионосферное ультрафиолетовое излучение, вызываемое молнией»

Контактное лицо автора
Torsten Neubert (не на заседании AGU), Технический университет Дании, Kongens Lyngby, Дания, +45 26224265

Связанные презентации и сессии AGU Fall Meeting 2019

Автор Николай Остгаард представит эти результаты сегодня и завтра на осеннем собрании AGU 2019 в Moscone Center, 747 Howard St, San Francisco, CA 94103. Для получения информации об AGU Fall Встреча, включая расписание пресс-мероприятий, пожалуйста, посетите медиа-центр Fall Meeting 2019. Пресс-конференции Fall Meeting будут транслироваться в прямом эфире на веб-странице пресс-конференций AGU. Журналисты могут посещать этот сайт на протяжении всей встречи, чтобы смотреть пресс-конференции в режиме реального времени и задавать вопросы в онлайн-чате. Записи пресс-конференций будут храниться на YouTube-канале AGU.

Николай Остгаард , AE33A-3133 — один TGF и два эльфа, созданные одной и той же грозовой системой. , Среда, 11 декабря 2019 г., 13:40 – 18:00, Moscone South – Зал плакатов

Николай Остгаард , AE23A-01 – Новые научные результаты ASIM, вторник, 10 декабря 2019 г., 13:40 – 13:55 , Moscone South — 215, L2

AE23A — Эффекты грозы в околоземной космической среде I, вторник, 10 декабря 2019 г., 13:40–15:40 Moscone South 215, L2

AE31B — Эффекты грозы в околоземном пространстве Плакаты Space Environment II, среда, 11 декабря 2019 г. , 08:00 – 12:20, Moscone South – Зал плакатов

AE33A – Энергетическое излучение от молний и гроз I Плакаты, среда, 11 декабря 2019 г., 13:40 – 18:00, Moscone South – Зал плакатов

AE41A – Энергетическое излучение от молний и гроз II, четверг, 12 декабря 2019 г., 08:00–10:00, Moscone South — 215, L2

AE43A — анализ и моделирование данных высокого разрешения в атмосферном и космическом электричестве eLightning, четверг, 12 декабря 2019, 13:40 – 15:40, Южный Москоун – Театр eLightning II

****

Основанная в 1919 году, AGU является некоммерческим научным обществом, занимающимся развитием науки о Земле и космосе на благо человечества. Мы поддерживаем 60 000 членов, которые проживают в 135 странах, а также наше более широкое сообщество посредством высококачественных научных публикаций, динамичных встреч, нашей приверженности научной политике и научным коммуникациям, а также нашей приверженности созданию разнообразной и инклюзивной рабочей силы, а также как и многие другие инновационные программы. AGU является домом для отмеченного наградами новостного издания Eos , Thriving Earth Exchange , где ученые и лидеры сообщества работают вместе над решением местных проблем, а также здание штаб-квартиры , которое представляет собой первую в Вашингтоне, округ Колумбия, коммерческую реконструкцию с нулевым потреблением энергии. В 2019 году мы отмечаем столетие . #AGU100

*****

в этом году.

LoadingЧто-то загружается.

2021 год стал еще одним важным годом для исследований коронавируса, поскольку были разрешены вакцины и разработаны новые методы лечения. Но масштаб научных открытий вышел за рамки пандемии и распространился на другие области здравоохранения.

В этом году мы увидели достижения в лечении других болезней, от новаторских до дурацких.

Вот шесть самых замечательных открытий года в области здравоохранения.

Медицинские психоделики

Психоделические исследования в Имперском колледже Лондона показали, что псилоцибин столь же эффективен, как и лексапро, при лечении депрессии.

Томас Ангус/Имперский колледж Лондона

В последние годы психоделические препараты продемонстрировали перспективность лечения ряда психических заболеваний. В 2021 году два исследования подтвердили эффективность применения изменяющих сознание веществ в сочетании с терапией.

Людям с посттравматическим стрессовым расстройством лекарство для вечеринок МДМА может принести некоторое облегчение. В фазе 3 клинического испытания, результаты которого были опубликованы в журнале Nature Medicine, 67% пациентов, получавших МДМА вместе с разговорной терапией, увидели такое улучшение, что через два месяца после лечения они больше не соответствовали диагнозу.

Крупнейшее рандомизированное контролируемое исследование псилоцибина, активного ингредиента «волшебных» грибов, показало, что галлюциногенная терапия значительно уменьшает симптомы резистентной к лечению депрессии.

В более раннем исследовании псилоцибина для лечения депрессии (апрельское и ноябрьское) два сеанса с психоделиком работали «по крайней мере так же хорошо», как суточная доза эсциталопрама, антидепрессанта, также известного как лексапро.

Анализ крови, выявляющий 50 видов рака

Ученый капает кровь в пробирку.

Сергей Гудак/Укринформ/Barcroft Media via Getty Images

Новая технология может выявить ранние признаки более 50 видов рака на основе одного взятия крови.

Тест Galleri, разработанный биотехнологическим гигантом Illumina, ищет в крови фрагменты ДНК, которые могут сигнализировать о наличии рака. Эти фрагменты также могут указывать на местонахождение опухоли с «высокой точностью», что дает пациентам преимущество в диагностике и лечении.

В клинических испытаниях с участием людей, у которых уже был диагностирован рак, тест Галлери выявил 51,9% случаев рака на любой стадии развития. Однако тест может пригодиться для выявления рака, который не диагностируется при регулярных обследованиях.

Врачи ранее сообщали Insider, что тест Галлери и аналогичные методы диагностики должны улучшить их показатели успеха, но они могут иметь реальное значение для отдельных пациентов. Доказано, что ранняя диагностика улучшает исходы рака и может позволить пациентам избежать физических последствий химиотерапии.

Рекламируется, что «жидкая биопсия» дает результаты в течение 10 рабочих дней, и ее должны заказывать поставщики медицинских услуг вместе с другими инструментами скрининга. Хотя одобрение FDA еще не получено, вы можете пройти тест Galleri по рецепту врача за 9 долларов.49. 

Первое лечение прогерии

У братьев и сестер Мишель и Амбер Вандеверт прогерия — генетическое заболевание, характеризующееся признаками ускоренного и преждевременного старения.

Мерт Бекен / Barcroft Media через Getty Images

Прогерия — это генетическое заболевание, вызывающее признаки преждевременного старения примерно у 400 детей во всем мире. До недавнего времени не существовало лечения, замедляющего прогрессирование заболевания. Обычно это приводит к летальному исходу в среднем через 13 лет.

Зокинви, новый препарат, разработанный в этом году компанией Eiger Pharmaceuticals, может увеличить срок жизни примерно на 2,5 года. Zokivny является первым и единственным одобренным FDA средством лечения синдрома Хатчинсона-Гилфорда прогерии, и он работает, предотвращая накопление определяющих белков.

Эти неисправные белки, называемые прогерином, обычно вызывают гибель клеток и повреждение сердца и костей. По данным клиники Майо, дети с прогерией обычно умирают от сердечной недостаточности или инсульта.

В ходе клинических испытаний Зоковны увеличивали продолжительность жизни в среднем на 2,5 года, а также уменьшали или отсрочивали появление симптомов, связанных с заболеванием. Чем раньше было дано лекарство, тем больше пользы.

Имплантат для лечения передней крестообразной связки

ФотоАльто/Одилон Димьер/Getty Images

Согласно отчету 2016 года, опубликованному в Журнале клинической ортопедии и травм, ACL, или передняя крестообразная связка, является наиболее распространенным источником травмы колена.

Травма столь же разрушительна, сколь и обычная. Восстановление разорванной передней крестообразной связки может включать в себя несколько операций или даже полную реконструкцию, которая требует удаления здорового сухожилия для трансплантации и означает более длительное восстановление.

Новый коленный имплантат, недавно одобренный FDA, может «в основном стимулировать переднюю крестообразную связку к самоизлечению», заявила в пресс-релизе Марта Мюррей, доктор медицинских наук, главный хирург-ортопед Бостонской детской больницы и создатель имплантата BEAR.

Новаторское устройство, изготовленное из бычьего коллагена и капли крови пациента, перекрывает разрыв между разорванными концами передней крестообразной связки. После минимально инвазивной процедуры по установке имплантата она может заживить ПКС быстрее и с большей удовлетворенностью пациента, чем реконструкция.

Новая таблетка от молочницы

Evgen_Prozhyrko/Getty Images

Ученые недавно разработали первый новый противогрибковый препарат более чем за 20 лет, чтобы блокировать рост Candida, грибков, вызывающих вагинальные дрожжевые инфекции.

Безрецептурные препараты для лечения дрожжевых инфекций работают в большинстве случаев; однако упорные случаи иногда сохраняются. Совершенно новое лечение под названием Brexafemme предлагает отход от существующих противогрибковых препаратов.

Brexafemme работает, блокируя создание защитного покрытия вокруг грибков, что приводит к их гибели. Согласно пресс-релизу, лекарство остается в организме в течение двух недель, чтобы предотвратить возвращение инфекции.

В настоящее время препарат доступен в виде двух таблеток, которые назначаются медицинскими работниками.

Смесь, близкая к грудному молоку человека

Сотрудница держит бутылочку с грудным молоком в банке донорского молока в Научном центре здоровья детей в Москве, Россия.

Сергей Бобылев / Getty Images

В этом году две женщины-ученые произвели первую партию грудного молока, выращенного в лаборатории, и в конечном итоге это может стать решением для родителей, которые не могут или не хотят кормить грудью.

самые известные снимки телескопа «Хаббл»

24 Апрель, 2020 11:31

Телескоп «Хаббл» – один из самых значимых проектов в истории изучения космоса. Ракета с телескопом была запущена с мыса Канаверал 24 апреля 1990 года, уже на следующий день телескоп начал работу. В честь 30-летия запуска «Хаббла» мы публикуем 30 снимков, сделанных легендарным телескопом

1
На снимке – рассеянное звездное скопление NGC 3603 в созвездии Киль, одна из крупнейших областей звездообразования в галактике Млечный путь. На фото четко различимы области межзвездного газа и пыли колоссальных размеров, окружающие регион с большой концентрацией массивных звезд (в центре снимка). 

2
Одно из названий этой эмиссионной туманности в созвездии Кассиопеи – «Пузырь». Находящийся в восьми тысячах световых лет от нас, «Пузырь» образовался в результате движения звездного ветра, испускаемого расположенной неподалеку сверхгорячей звездой.

3
Что вам напоминают очертания этой туманности? Астрономам, впервые обнаружившим эти гигантские облака пыли и газа, они напомнили конскую голову. Впоследствии это прозвище прижилось в качестве одного из названий этой туманности, официально именуемой Barnard 33.

4
Эта галактика, которая значится в каталогах как M104, названа астрономами «Сомбреро» из-за схожести ее формы с головным убором. Она является одним из крупнейших объектов, входящих в т.н. Скопление Девы: ее суммарная масса сравнима с 800 миллиардами наших Солнц.

5
Выглядит экзотично, не правда ли? Из-за своих ярких цветов это межзвездное облако было названо Туманностью Лагуна. На этом снимке мы видим лишь небольшую ее часть.

6
Ранее мы уже рассказывали об этом поистине легендарном изображении. Названный учеными «Столпами творения», это самый известный снимок Туманности Орел и одна из наиболее красочных фотографий, на которой изображены скопления межзвездного газа и космической пыли.

7
Это один из наиболее интересных и хорошо изученных объектов дальнего космоса — Крабовидная туманность. История ее изучения началась еще задолго до появления первых телескопов: в 1054 году китайские и арабские астрономы зафиксировали взрыв сверхновой, остатки которой мы и наблюдаем в виде этой красочной туманности.

8
В Большом Магеллановом Облаке (так называется галактика-спутник нашего Млечного Пути) находится туманность «Тарантул», которую мы и видим на этом снимке. Она известна своими обширными областями ионизированного водорода, где происходят процессы формирования звёзд.

9
С каждым годом астрономы получают все более детальные обзорные снимки космоса. Этот снимок, именуемый Hubble Ultra Deep Field, был сделан еще в начале века и на тот момент предоставил ученым со всего мира колоссальный материал для исследования. На снимке изображены около 10 тысяч галактик; чтобы снять их все, «Хабблу» потребовалось совершить свыше 400 оборотов вокруг Земли. Хотя пятнадцать лет назад этот снимок считался прорывным, сегодняшние обзорные снимки космоса уже давно обошли его по детальности изображений. Так, фотография Hubble Legacy Field, снятая в мае 2019 года, дает нам возможность взглянуть сразу на 265 тысяч галактик на одном снимке.

10
Вряд ли нужно объяснять, почему эта галактика именуется «Водоворот»: от ее центра исходят длинные «рукава», в которых находятся скопления звезд вперемешку с облаками газа и пыли. Находясь на расстоянии 23 млн световых лет от Земли, эта галактика, впрочем, не одинока: на конце одного из рукавов мы можем заметить меньшую по размерам галактику-компаньона NGC 5195.

11
Это космические «горы», словно сошедшие со страниц фэнтези-романа, находятся в Туманности Киля. «Столпы» в центре фотографии — результат движения заряженных частиц и космического ветра. Попадая в центральные области «столпов», они способствуют появлению новых звезд. По краям «горного хребта» видны исходящие потоки ионизированного газа. На изображении хорошо различимы цветовые оттенки, которые относятся к разным химическим элементам: синие зоны отличаются повышенным содержанием кислорода, зеленые — водорода и азота, красные — серы.

12
Еще одна спиральная галактика, находящаяся в созвездии Волосы Вероники. По преданию, свое название созвездие получило из-за жены египетского царя Птолемея III Вероники, которая отрезала свои волосы в благодарность богам за победу над сирийской армией.

13
«Хаббл» исследует не только объекты дальнего космоса, но и более близкие к нам космические тела. На этом снимке Сатурна хорошо различимы его знаменитые кольца, состоящие из льда и пыли. На изображении также можно найти маленькую точку на поверхности самой планеты — это тень от спутника Сатурна, Энцелада. 

14
Туманность Ориона, изображенная на снимке, — настоящая астрономическая энциклопедия, по которой ученые могут изучать огромное число различных процессов, связанных с образованием новых звезд. Яркая зона в центре — место сосредоточения четырех наиболее массивных звезд туманности, вместе именуемых Трапецией. Расположенные рядом с ним звезды имеют куда менее внушительный размер и еще пока слишком молоды, чтобы обзавестись собственным проплидом — так называют вращающийся вокруг звезды диск плотного газа, из которого затем образуются планеты.

15
Туманность NGC 6302 внешне напоминает красивую бабочку, однако, существуй такое насекомое в реальности, мало кто бы назвал его прекрасным созданием. В центре «бабочки» расположена умирающая звезда, излучающая колоссальных масштабов потоки газов и ультрафиолетового излучения. «Крылья» же космической «бабочки» — не что иное, как области газа, разогретые до 20 тысяч градусов по Цельсию, летящие сквозь космическое пространство со скоростью 950 тысяч км/ч — за это время можно достичь Луны с поверхности нашей планеты всего за 24 минуты!

16
И вновь на снимке «Хаббла» Сатурн, снимок которого был сделан в июне 2019 года в день, когда газовый гигант находился на максимальном приближении к Земле — «всего» 1360 миллионов километров.

17
Кому-то эта космическая структура напомнит призрака из «Охотников за привидениями», кому-то — морского монстра из книг Говарда Лавкрафта, однако на самом деле это всего лишь столб газа и пыли в Туманности Конус. Звезды, которые можно принять за глаза «монстра», со временем развеяли радиацией плотные слои туманности, превратив ее в подобную причудливую структуру.

18
Рождение звезд — один из главных процессов в формировании Вселенной, однако ученые знают об этом явлении далеко не все. К примеру, астрономы до сих не уверены, какие процессы играют главную роль в запуске формирования новых звезд. Этот вопрос наиболее актуален для звезд внутри флоккулентных спиральных галактик, одна из которых — NGC 2841 — на этом изображении.

19
Яркий шар света в центре галактики NGC 7049 — вовсе не звезда, а целое шаровое скопление звезд. Вокруг них можно заметить тусклые нити пыли, окольцовывающие центр галактики и внешне напоминающие терновый венец.

20
Устрашающий космический «взгляд», состоящий из двух спиральных галактик, можно увидеть, взглянув в направлении созвездия Большой Пес.

21
На этом снимке галактики NGC 5866 (также известной как «Веретено») можно подробно рассмотреть галактику с необычного ракурса — с ребра. Вдоль плоскости галактики четко различимы темные области космической пыли. В центре, вокруг светящегося галактического ядра можно заметить едва различимое красное сияние — это балдж, скопление плотно расположенных старых звезд.

22
Это наиболее четкое изображение Юпитера с момента, как аппарат «Новые горизонты» сделал снимки планеты в 2007 году. Каждый пиксель на этой фотографии в длину равняется 119 километрам атмосферы газового гиганта. 

23
А что вам напоминает туманность NGC 2174? Астрономы посчитали, что больше всего она похожа на обезьянью голову, чем и было обусловлено ее второе название. Туманность расположена в созвездии Ориона и представляет собой красочную область, состоящую из молодых звезд, облаков газа и пыли.

24
Несмотря на колоссальные расстояния между друг другом, взаимодействие между космическими объектами — обычное и неизбежное явление в космосе. Главным движущим механизмом в этом процессе выступает гравитация. На этом снимке изображена группа галактик Arp 273; по мнению ученых, меньшая по размерам галактика в один из моментов истории прошла сквозь большую галактику.

25
Эта галактика в созвездии Большой Медведицы получила название «Сигара». Она известна благодаря своей красочной структуре; из центра галактики исходят потоки рваных облаков и шлейф светящегося водорода. В самом же центре расположена зона активного звездообразования — звезды в ней формируются в десять раз быстрее, чем внутри нашей Галактики.

26
Это галактика Центавр А, одна из самых близких и ярких к нам соседних галактик, а также мощнейший источник радиоизлучения в созвездии Центавра. Галактика является очень активной — интенсивность ее излучений послужила основной для развития теорий происхождения звезд, туманностей и черных дыр.

27
Звездные скопления — одни из типичных «жителей» нашей Вселенной. И это скопление, известное под номером NGC 1866, — одно из них. Расположенное в Большом Магеллановом Облаке, это скопление вызывает целый ряд вопросов у астрономов, изучающих подобные им группы космических тел. По их мнению, возможно, что внутри скопления находятся чрезвычайно старые звезды, сформировавшиеся одними из первых в период после Большого взрыва.

28
Полярное сияние существует не только на Земле; это распространенное явление и на других планетах: Юпитере, Сатурне, а также изображенном на этом снимке Уране. Полярное сияние происходит в момент, когда заряженные частицы солнечного ветра взаимодействуют с верхними слоями атмосферы, обладающими магнитосферой.

29
На этой фотографии — Туманность Киля, которую мы уже показывали ранее с другого ракурса. Эта туманность куда ярче, чем более известная Туманность Ориона, и состоит сразу из нескольких более мелких туманностей: Туманности Замочная Скважина, Туманности Гомункулус и ряда звездных скоплений.

30
На снимке — RCS2, одно из самых массивных скоплений галактик, известных науке. Ее масса настолько велика, что она является т.н. гравитационной линзой, визуально искажающей пространство так, что наблюдатель может видеть объекты, расположенные вне поля зрения в обычных условиях. Подобное явление было предсказано Альбертом Эйнштейном, а обнаружение самих гравитационных линз стало одним из подтверждений Общей теории относительности.

Русская служба «Голоса Америки»

Поделиться

ПЛАНЕТАРНЫЕ ТУМАННОСТИ • Большая российская энциклопедия

ПЛАНЕТА́РНЫЕ ТУМА́ННОСТИ, ог­ром­ные ио­ни­зо­ван­ные га­зо­вые обо­лоч­ки, ок­ру­жаю­щие го­ря­чую ком­пакт­ную звез­ду. Обо­лоч­ка сбра­сы­ва­ет­ся звез­дой на позд­ней ста­дии её эво­лю­ции. Назв. «П. т.» по­лу­чи­ли вслед­ст­вие сво­его сход­ст­ва с изо­бра­же­ния­ми пла­нет – све­тя­щих­ся дис­ков – в от­ли­чие от изо­бра­же­ний звёзд, не имею­щих за­мет­ных раз­ме­ров.

Рис. 1. Кольцевая планетарная туманность М57 в созвездии Лира.

П. т. – срав­ни­тель­но сла­бые (туск­лые) объ­ек­ты, по­это­му не­воо­ру­жён­ным гла­зом ни од­на из них не вид­на. Пер­вая П. т. от­кры­та Ш. Мес­сье в 1764. Са­мые яр­кие и боль­шие пла­не­тар­ные ту­ман­но­сти за­не­се­ны в ка­та­лог Мес­сье 1784: коль­це­вая П. т. в со­звез­дии Ли­ра – М57 (рис. 1), в со­звез­дии Ли­сич­ка – М27, в со­звез­дии Боль­шая Мед­ве­ди­ца – М97, в со­звез­дии Пер­сей – М76. Боль­шой вклад в от­кры­тие П. т. в кон. 18 в. внёс У. Гер­шель. К кон. 19 в. на­счи­ты­ва­лось 123 П. т. В 20 в. по­ис­ки П. т. в на­шей Га­лак­ти­ке бы­ли про­дол­же­ны Г. Аро, амер. ас­тро­но­ма­ми Р. Мин­ков­ским, К. Хе­най­зом, Дж. Эй­бел­лом, чеш. ас­тро­но­мом Л.  Ко­го­уте­ком и др. Не­ко­то­рые П. т. но­сят име­на сво­их пер­во­от­кры­ва­те­лей, дру­гие име­ют собств. на­зва­ния – Ган­тель, Со­ва, Ко­ша­чий Глаз, Эс­ки­мос. В 21 в. по­ис­ки но­вых П. т. ин­тен­сив­но про­дол­жа­ют­ся на ос­но­ве спец. об­зо­ров не­ба. На 2014 в на­шей Га­лак­ти­ке от­кры­то ок. 3000 П. т. Зна­чит. чис­ло П. т. об­на­ру­же­но и в др. га­лак­ти­ках.

Пер­вый спектр П. т. по­лу­чен в 1864 англ. ас­тро­но­мом У. Хёг­гин­сом. Ока­за­лось, что спектр со­сто­ит из силь­ных ли­ний из­лу­че­ния га­за, что ука­за­ло на при­ро­ду этих объ­ек­тов. Ещё в 1791 У. Гер­шель вы­ска­зал идею све­че­ния П. т. за счёт энер­гии её центр. звез­ды (яд­ра П. т.). Толь­ко в 20 в. Х. Зан­ст­ра (Ни­дер­лан­ды), А. Боу­эн и Д. Мен­зел (США), М. Си­тон (Ве­ли­ко­бри­та­ния) и др. соз­да­ли тео­рию све­че­ния П. т., в ос­но­ве ко­то­рой ле­жа­ло по­гло­ще­ние жё­ст­ко­го УФ-из­лу­че­ния яд­ра ту­ман­но­сти с дли­ной вол­ны ко­ро­че 91,2 нм ато­ма­ми П. т., их ио­ни­за­ция и по­сле­дую­щее из­лу­че­ние в спек­траль­ных ли­ни­ях. Дол­гое вре­мя не уда­ва­лось оп­ре­де­лить, ка­ким хи­мич. эле­мен­там при­над­ле­жат не­ко­то­рые силь­ные ли­нии из­лу­че­ния, – воз­ник­ла идея не­из­вест­но­го эле­мен­та «не­бу­лия». В 1928 А. Боу­эн до­ка­зал, что ли­нии «не­бу­лия» – это из­лу­че­ние с ме­та­ста­биль­ных уров­ней O²⁺ (за­пре­щён­ное в обыч­ных ус­ло­ви­ях).

В 1956 И. С. Шклов­ский вы­дви­нул ги­по­те­зу о том, что П. т. об­ра­зу­ют­ся из крас­ных ги­ган­тов и пред­став­ля­ют со­бой про­ме­жу­точ­ную ста­дию эво­лю­ции звез­ды от крас­но­го ги­ган­та к бе­ло­му кар­ли­ку. Идея бле­стя­ще под­твер­ди­лась как по­сле­дую­щи­ми на­блю­де­ния­ми, так и рас­чё­та­ми эво­лю­ции звёзд про­ме­жу­точ­ной мас­сы (от 8 до ок. 0,8 мас­сы Солн­ца). Совр. кар­ти­на фор­ми­ро­ва­ния П. т. та­ко­ва: звез­да на ста­дии т. н. асим­пто­ти­че­ской вет­ви крас­ных ги­ган­тов мед­лен­но те­ря­ет мас­су в те­че­ние ок. 1 млн. лет; в кон­це ста­дии это ве­ще­ст­во ув­ле­ка­ет­ся и сгре­ба­ет­ся бы­ст­рым звёзд­ным вет­ром, об­ра­зуя про­стран­ст­вен­ную струк­ту­ру – бу­ду­щую П.  т. Звез­да, по­те­ряв свою обо­лоч­ку, сжи­ма­ет­ся на­гре­ва­ясь. Рас­ту­щее УФ-из­лу­че­ние звез­ды ио­ни­зу­ет обо­лоч­ку, в спек­тре воз­ни­ка­ют и уси­ли­ва­ют­ся ли­нии из­лу­че­ния. По­сле ис­чер­па­ния ис­точ­ни­ков энер­гии звез­да ох­ла­ж­да­ет­ся и ста­но­вит­ся бе­лым кар­ли­ком.

Вре­мя жиз­ни П. т. – ок. 25 тыс. лет: ту­ман­ность рас­ши­ря­ет­ся со ско­ро­стью 20–30 км/c, её плот­ность умень­ша­ет­ся, све­че­ние ос­ла­бе­ва­ет и, на­ко­нец, плот­ность ту­ман­но­сти ста­но­вит­ся та­кой же, как плот­ность ок­ру­жаю­щей меж­звёзд­ной сре­ды, – ту­ман­ность ис­че­за­ет, обо­га­тив сре­ду про­дук­та­ми син­те­за хи­мич. эле­мен­тов. Об­ра­зо­ва­ние хи­мич. эле­мен­тов ин­тен­сив­но про­ис­хо­дит в звез­де на ста­дии асим­пто­тич. вет­ви: уве­ли­чи­ва­ет­ся со­дер­жа­ние ге­лия, уг­ле­ро­да, азо­та и не­ко­то­рых др. эле­мен­тов. П. т., на­ря­ду со сверх­но­вы­ми звёз­да­ми, – гл. ис­точ­ник по­пол­не­ния меж­звёзд­ной сре­ды хи­мич. эле­мен­та­ми тя­же­лее во­до­ро­да.

Спек­тры П. т. со­дер­жат мно­го­числ. ли­нии из­лу­че­ния хи­мич. эле­мен­тов в раз­ных ста­ди­ях ио­ни­за­ции в за­ви­си­мо­сти от темп-ры яд­ра. Са­мы­ми яр­ки­ми яв­ля­ют­ся ли­нии H и O²⁺ (т.н. не­бу­ляр­ные ли­нии с дли­на­ми волн 500,7 и 495,9 нм). В спек­трах П. т. пред­став­ле­ны ли­нии бо­лее 30 хи­мич. эле­мен­тов, в т. ч. He, C, N, O, Ne, S, Ar, Cl. Мн. ио­ны (и ней­траль­ные ато­мы) из­лу­ча­ют в за­пре­щён­ных ли­ни­ях. В ИК-об­лас­ти спек­тра об­на­ру­же­но из­лу­че­ние мо­ле­кул CO, OH, H₂, HCN, NH₃ и др., в ча­ст­но­сти по­ли­цик­лич. аро­ма­тич. уг­ле­во­до­ро­дов, свя­зан­ных с пы­лью, на­хо­дя­щей­ся обыч­но на пе­ри­фе­рии П. т. В ра­дио­диа­па­зо­не по­ток из­лу­че­ния П. т. об­на­ру­жи­ва­ет­ся на час­то­тах >3 ГГц.

Спек­траль­ные дан­ные по­зво­ля­ют оце­ни­вать темп-ру и ус­ко­ре­ние си­лы тя­же­сти яд­ра, элек­трон­ную плот­ность и элек­трон­ную темп-ру га­за ту­ман­но­сти, а так­же оп­ре­де­лять хи­мич. со­став П.  т. Темп-ры ядер П. т. за­клю­че­ны в пре­де­лах от 25000 К до св. 150000 К, то­гда как элек­трон­ная темп-ра га­за П. т. ле­жит в диа­па­зо­не 8000–17000 К. Раз­ли­чие обу­слов­ле­но при­сут­ст­ви­ем за­пре­щён­ных ли­ний из­лу­че­ния, на воз­бу­ж­де­ние ко­то­рых элек­тро­ны тра­тят свою энер­гию. Диа­па­зон плот­но­сти П. т. зна­чи­те­лен – от <10² до 10⁵ элек­тро­нов в 1 см³. Ср. мас­са П. т. со­став­ля­ет 0,3 мас­сы Солн­ца, а мас­сы ядер П. т. на­хо­дят­ся в ин­тер­ва­ле от 0,55 до 0,8 мас­сы Солн­ца.

Боль­шин­ст­во П. т. име­ет пы­ле­вые обо­лоч­ки с темп-рой по­ряд­ка 100 К. Пыль на­гре­ва­ет­ся из­лу­че­ни­ем звез­ды и га­за П. т. и из­лу­ча­ет в диа­па­зо­не длин волн 20–60 мкм. Пыль со вре­ме­нем раз­ру­ша­ет­ся, её мо­ле­ку­лы дис­со­ции­ру­ют и пре­вра­ща­ют­ся в газ. Од­на­ко и у очень ста­рых П. т. пыль ещё ос­та­ёт­ся.

Рис. 2. Планетарная туманность NGC 6543 (фото космического телескопа «Хаббл»).

Фор­мы П. т. весь­ма раз­но­об­раз­ны. На­блю­де­ния, вы­пол­нен­ные кос­мич. те­ле­ско­пом «Хаббл», по­зво­ли­ли вы­явить де­та­ли мор­фо­ло­гии, не­раз­ли­чи­мые при на­зем­ных на­блю­де­ни­ях. Об­щие свой­ст­ва струк­ту­ры П. т. – сим­мет­рия и фор­ма эл­лип­са в пер­вом при­бли­же­нии, мак­си­мум яр­ко­сти в двух точ­ках, сим­мет­рич­ных от­но­си­тель­но цен­траль­ной звез­ды, по­ни­же­ние яр­ко­сти вбли­зи цен­тра. Де­та­ли, вы­яв­лен­ные те­ле­ско­пом «Хаббл», по­ка­за­ли слож­ную ди­на­ми­ку фор­ми­ро­ва­ния П. т. на очень ран­них ста­ди­ях их эво­лю­ции (рис. 2).

Цен­траль­ные звёз­ды П. т. так­же раз­но­об­раз­ны, как и са­ми П. т. Не­ко­то­рые из них име­ют спек­тры, по­хо­жие на спек­тры обыч­ных го­ря­чих звёзд. Встре­ча­ет­ся осо­бый класс ядер П. т. с ли­ния­ми из­лу­че­ния O⁵⁺ (напр., яд­ро П. т. NGC 246), не имею­щий ана­ло­гов сре­ди обыч­ных звёзд, а так­же др. яд­ра с ано­ма­лия­ми спек­тров. Мн. цен­траль­ные звёз­ды яв­ля­ют­ся двой­ны­ми, и это силь­но про­яв­ля­ет­ся в мор­фо­ло­гии П.  т. и их эво­лю­ции.

П. т. – очень важ­ная, хо­тя и крат­ко­врем. фа­за в эво­лю­ции по­дав­ляю­ще­го боль­шин­ст­ва звёзд. Изу­че­ние П. т. су­ще­ст­вен­но для по­ни­ма­ния ме­ха­низ­ма по­те­ри мас­сы звёз­да­ми, хи­мич. обо­га­ще­ния га­лак­тик и ис­то­рии звез­до­об­ра­зо­ва­ния в них. П. т. так­же да­ют воз­мож­ность де­таль­но изу­чать ди­на­ми­ку звёзд­ных сис­тем, по­сколь­ку их лу­че­вые ско­ро­сти лег­ко из­ме­ря­ют­ся по до­п­ле­ров­ско­му сме­ще­нию яр­ких эмис­си­он­ных ли­ний.

Откройте Душу и загляните в Глаз Бога

https://ru.sputnik.kz/20220507/24638754.html

Глаз Бога, Душа, Конская голова: самые необычные туманности во Вселенной — фото

Глаз Бога, Душа, Конская голова: самые необычные туманности во Вселенной — фото

Чтобы показать красоты некоторых туманностей, потребовались годы наблюдений и мощные компьютеры, которые обработали бы изображения, снятые в недоступных для человеческого глаза диапазонах

2022-05-07T12:28+0600

2022-05-07T12:28+0600

2022-05-11T14:42+0600

фото

фото

вселенная

космос

астрономия

наука

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://sputnik. kz/img/07e6/05/04/24638780_0:528:2048:1680_1920x0_80_0_0_d3f00fe81d6d0bc717d3bbf681db6c8e.jpg

Приглашаем совершить большое космическое путешествие к самым необычным и удивительно красивым туманностям нашей Вселенной. Телескопы всего мира, а также ближайшего к нам космоса открывают для человечества все больше тайн и красот галактики, знакомя с новыми звездными скоплениями и туманностями. Космический календарь на 2022 год: четыре затмения и противостояние планетБольшинство изображений, которыми мы можем любоваться, сделаны в диапазонах, обычно недоступных человеческому глазу на расстояниях, и которые с Земли представить невозможно. Астрономы обнаружили множество планет-изгоевКакие чудеса таит Вселенная, смотрите на фото. Астрономы раскрыли тайну гибели галактик

Sputnik Казахстан

[email protected]

+74956456601

MIA „Rosiya Segodnya“

2022

Sputnik Казахстан

[email protected]

+74956456601

MIA „Rosiya Segodnya“

Новости

ru_KK

Sputnik Казахстан

media@sputniknews. com

+74956456601

MIA „Rosiya Segodnya“

1920

1080

true

1920

1440

true

https://sputnik.kz/img/07e6/05/04/24638780_0:336:2048:1872_1920x0_80_0_0_f0d065f5c062a789be1e0cc19ade4ae1.jpg

1920

1920

true

Sputnik Казахстан

[email protected]

+74956456601

MIA „Rosiya Segodnya“

Sputnik Казахстан

вселенная туманности фото астрономия

вселенная туманности фото астрономия

Приглашаем совершить большое космическое путешествие к самым необычным и удивительно красивым туманностям нашей Вселенной.

Телескопы всего мира, а также ближайшего к нам космоса открывают для человечества все больше тайн и красот галактики, знакомя с новыми звездными скоплениями и туманностями.

Космический календарь на 2022 год: четыре затмения и противостояние планет

Большинство изображений, которыми мы можем любоваться, сделаны в диапазонах, обычно недоступных человеческому глазу на расстояниях, и которые с Земли представить невозможно.

Астрономы обнаружили множество планет-изгоев

Какие чудеса таит Вселенная, смотрите на фото.

Астрономы раскрыли тайну гибели галактик

1/10

© Photo : NASA/ESA/HEIC/The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Вся красота туманности «Кошачий глаз» (NGC 6543) раскрывается на этом новом детальном изображении, полученном космическим телескопом Хаббл НАСА. Изображение, полученное с помощью усовершенствованной камеры Хаббла, показывает наложение одиннадцати или даже более концентрических «колец» или оболочек вокруг «Кошачьего глаза».

2/10

© Photo : ESA/Garrelt Mellema (Leiden University, the Netherlands)

В этой двухлепестковой туманности, находящейся примерно в 3000 световых лет от нас в созвездии Стрельца, видны огромные волны. В этой теплой планетарной туманности находится одна из самых горячих известных звезд, а ее мощные звездные ветры создают волны высотой 100 миллиардов километров. Волны вызваны сверхзвуковыми толчками, образующимися при сжатии и нагреве местного газа перед быстро расширяющимися лепестками. Атомы, попавшие в ударную волну, излучают эффектное излучение, которое мы и видим на этом изображении.

3/10

CC BY-SA 3.0 / Ken Crawford / Barnard 33

Туманность «Конская Голова» (также известная как Барнард 33 в эмиссионной туманности IC 434) — темная туманность в созвездии Ориона. Изображение представляет собой мозаику кадров, полученную с использованием пяти различных фильтров.

4/10

© Photo : NASA/ESA/C.R. O’Dell (Vanderbilt University)

Туманность «Улитка», NGC 7293 или «Око Бога». Открыта она Карлом Людвигом Хардингом в 1824 году. Находится в созвездии Водолей на расстоянии 650 световых лет от Солнца и охватывает область пространства в 2,5 светового года.

Туманность образовалась в результате одной из последних стадий жизни звезды, похожей на наше Солнце, когда та сбросила с себя внешние оболочки. Расширение туманности продолжается и по сей день.

5/10

© Photo : ESO/J. Emerson/VISTA. Acknowledgment: Cambridge Astronomical Survey Unit

Впечатляющая область звездообразования, известная как «Пламенная туманность», или NGC 2024, в созвездии Ориона и ее окрестностях. На изображениях объекта в видимом свете ядро ​​туманности полностью скрыто за поглощающей свет пылью, но на этом изображении, сделанном в инфракрасном свете, видно скопление очень молодых звезд в центре объекта. Широкоугольный вид также включает призрачные очертания туманности «Конская Голова» справа внизу. Яркая голубоватая звезда справа — одна из трех ярких звезд, образующих Пояс Ориона.

6/10

© Photo : NASA/ESA/Andrew Fruchter (STScI)/ERO team (STScI + ST-ECF)

На первых же снимках после запуска в декабре 1999 года космический телескоп Хаббл запечатлел величественный вид планетарной туманности, светящихся остатков умирающей звезды, похожей на Солнце.

7/10

© Photo : NASA/JPL-Caltech/UCLA

Туманность «Душа» (также известная как Туманность «Эмбрион», IC 1848 или W5). Это рассеянное звездное скопление, окруженное облаком пыли и газа диаметром более 150 световых лет и расположенное примерно в 6500 световых годах от Земли в созвездии Кассиопеи, недалеко от туманности «Сердце». Астрономы говорят об обеих туманностях сразу — Сердце и Душа.

8/10

© Photo : NASA/ESA/Hubble SM4 ERO Team

Планетарная туманность NGC 6302, также известная как туманность «Жук» и туманность «Бабочка» поражают своими красками и размерами.

Это биполярная планетарная туманность в созвездии Скорпион. Имеет одну из самых сложных структур среди известных полярных туманностей. Центральная звезда туманности была обнаружена телескопом Хаббл в 2009 году, температура её поверхности превышает 200 000 градусов Цельсия.

9/10

© Photo : ESO

Этот необыкновенный пузырь, светящийся подобно призраку в непроглядной космической тьме, может показаться сверхъестественным и загадочным, но это планетарная туманность, остатки умирающей звезды. Это лучший вид малоизвестного объекта ESO 378-1, полученный обсерваторией в Чили.

10/10

© Photo : Raghvendra Sahai/John Trauger (JPL)/WFPC2/NASA/ESA

Телескоп Хаббл смог запечатлеть молодую планетарную туманность MyCn18, расположенную на расстоянии около 8000 световых лет от Земли.

Огненный очаг Ориона: в ESO получено новое изображение Туманности Пламя

eso2201ru — Фото-релиз

4 января 2022 г.

На этом новом снимке, полученном в Европейской Южной обсерватории (ESO), созвездие Ориона приветствует великолепным фейерверком наступающие рождественские праздники и приближающийся Новый год. Но беспокоиться не стоит – в знаменитом созвездии ничего не взрывается и не вспыхивает. “Костёр”, который вы видите на этой праздничной открытке – полученное в радиодиапазоне изображение Туманности Пламя в Орионе и её окрестностей. Фото, прекрасно соответствующее названию туманности, получено на эксплуатируемом ESO телескопе APEX (Atacama Pathfinder Experiment), установленном на холодном плато Чахнантор в высокогорной чилийской пустыне Атакама.

Это заново обработанное изображение Туманности Пламя, рядом с которой заметны и туманности меньших размеров, вроде знаменитой Конской Головы, получено по данным наблюдений, выполненных несколько лет назад работавшим тогда в ESO астрономом Томасом Штанке (Thomas Stanke) и его группой. В восторге от только что установленного на телескопе APEX нового приёмника SuperCam, астрономы тогда направили инструмент на Орион. “Астрономы говорят: если надо испытать в деле новый телескоп или приёмник, наведись на Орион, и ты всегда увидишь там что-нибудь новое и интересное!” – говорит Штанке. И вот теперь, спустя несколько лет, посвящённых другим наблюдениям, Штанке и его группа получили известие о том, что их тогдашняя работа принята к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics.

Созвездие Ориона – одна из самых известных областей неба: здесь расположены ближайшие к Солнцу гигантские молекулярные облака, состоящие в основном из водорода. Именно в них и образуются новые звёзды и планеты. Эти облака лежат на расстояниях от 1300 до 1600 световых лет от нас и представляют собой наиболее активные «звёздные ясли» в окрестностях Солнечной системы. В их число входит и изображённая на снимке Туманность Пламя. В центре этой эмиссионной туманности находится скопление молодых звёзд, высокоэнергетическое излучение которых заставляет газ вокруг них ярко светиться. 

С таким великолепным предметом наблюдений у группы не было оснований беспокоиться об их результативности. Кроме Туманности Пламя и её окружения, Штанке и его сотрудники наблюдали много других интересных объектов – к примеру, отражательные туманности Мессье 78 и NGC 2071, облака межзвёздной пыли и газа, отражающие свет окрестных звёзд. Группа даже открыла новую маленькую туманность, отличающуюся почти идеально круглой формой, назвав её Туманностью Корова.

Все наблюдения были выполнены в рамках обозрения ALCOHOLS (APEX Large CO Heterodyne Orion Legacy Survey), целью которого были поиски радиоизлучения окиси углерода (CO) в облаках Ориона. Поиски излучения этих молекул в обширных областях неба – главная задача приёмника SuperCam. Оно позволяет астрономам наносить на карты большие газовые облака, в которых рождаются новые звёзды. Несмотря на “огненный” вид туманности на приведённом снимке, в действительности эти облака очень холодные: их температуры обычно всего на несколько десятков градусов выше абсолютного нуля.  

В расчёте на разгадку множества космических секретов эта область неба в прошлом уже неоднократно «прочёсывалась» наблюдателями на различных волнах, и в каждом спектральном интервале открывались свои уникальные особенности молекулярных облаков Ориона. Одним из примеров могут служить инфракрасные наблюдения, выполненные в обсерватории ESO Параналь в Чили на обзорном телескопе видимого и инфракрасного диапазона VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy), которые позволили проникнуть сквозь однородный фон приведённого снимка Туманности Пламя. В отличие от видимого света, инфракрасное излучение проходит сквозь плотные облака межзвёздной пыли, что позволяет астрономам регистрировать скрытые за ними звёзды и другие объекты.  

Итак, встречайте Новый год с великолепным многоволновым фейерверком, устроенным для вас Туманностью Пламя в Орионе и ESO!

Узнать больше

Результаты наблюдений, о которых сообщается в пресс-релизе, представлены в статье, принятой к публикации журналом Astronomy & Astrophysics.

Состав исследовательской группы: Th. Stanke (European Southern Observatory, Garching bei München, Germany [ESO]), H. G. Arce (Department of Astronomy, Yale University, New Haven, CT, USA), J. Bally (CASA, University of Colorado, Boulder, CO, USA), P. Bergman (Department of Space, Earth and Environment, Chalmers University of Technology, Onsala Space Observatory, Onsala, Sweden), J. Carpenter (Joint ALMA Observatory, Santiago, Chile [ALMA]), C. J. Davis (National Science Foundation, Alexandria, VA, USA), W. Dent (ALMA), J. Di Francesco (NRC Herzberg Astronomy and Astrophysics, Victoria, BC, Canada [HAA] and Department of Physics and Astronomy, University of Victoria, BC, Canada [UVic]), J. Eislöffel (Thüringer Landessternwarte, Tautenburg, Germany), D. Froebrich (School of Physical Sciences, University of Kent, Canterbury, UK), A. Ginsburg (Department of Astronomy, University of Florida, Gainesville, FL, USA), M. Heyer (Department of Astronomy, University of Massachusetts, Amherst, MA, USA), D. Johnstone (HAA and UVic), D. Mardones (Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Santiago, Chile), M. J. McCaughrean (European Space Agency, ESTEC, Noordwijk, The Netherlands), S. T. Megeath (Department of Physics and Astronomy, University of Toledo, OH, USA), F. Nakamura (National Astronomical Observatory, Tokyo, Japan), M. D. Smith (Centre for Astrophysics and Planetary Science, School of Physical Sciences, University of Kent, Canterbury, UK), A. Stutz (Departmento de Astronomía, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Concepción, Chile), K. Tatematsu (Nobeyama Radio Observatory, National Astronomical Observatory of Japan, National Institutes of Natural Sciences, Nagano, Japan), C. Walker (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, AZ, US [SO]), J. P. Williams (Institute for Astronomy, University of Hawai‘i at Manoa, HI, USA), H. Zinnecker (Universidad Autonoma de Chile, Santiago, Chile), B. J. Swift (SO), C. Kulesa (SO), B. Peters (SO), B. Duffy (SO), J. Kloosterman (University of Southern Indiana, Evansville, IN, USA), U. A. Yıldız (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, CA, USA [JPL]), J. L. Pineda (JPL), C. De Breuck (ESO), и Th. Klein (European Southern Observatory, Santiago, Chile).

APEX – совместный проект Института радиоастрономии Макса Планка(MPIfR), Космической обсерватории Онсала (OSO) и ESO. Эксплуатация телескопа APEX на плато Чахнантор доверена ESO.

SuperCAM – проект Лаборатории радиоастрономии обсерватории Стюард Аризонского университета в США.

Европейская Южная Обсерватория (ESO, European Southern Observatory) даёт учёным всего мира возможность раскрывать тайны Вселенной на благо всего человечества. Мы проектируем, строим и эксплуатируем наземные обсерватории мирового уровня – в них астрономы исследуют важнейшие научные проблемы и распространяют в мире интерес к астрономии – а также способствуем международному астрономическому сотрудничеству. Основанная в 1962 году как межгосударственная организация, сегодня ESO объединяет 16 стран-участниц: Австрию, Бельгию, Великобританию, Германию, Данию, Ирландию, Испанию, Италию, Нидерланды, Польшу, Португалию, Финляндию, Францию, Чешскую Республику, Швейцарию и Швецию, а также Чили, предоставившую свою территорию для размещения обсерваторий ESO, и Австралию, её стратегического партнера. Штаб-квартира ESO, а также Общественный центр и планетарий «ESO Supernova» расположены близ Мюнхена в Германии, а наши телескопы установлены в чилийской пустыне Атакама, великолепном месте с уникальными условиями для наблюдений неба. ESO располагает тремя наблюдательными пунктами: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь установлен Очень Большой телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT), способный работать в формате Очень Большого телескопа-интерферометра VLTI, и два широкоугольных телескопа: VISTA, выполняющий обзоры неба в инфракрасных лучах, и обзорный телескоп оптического диапазона VLT (VLT Survey Telescope). Кроме того, на Паранале ESO на правах партнера предоставила место для установки Южной Решетки черенковских телескопов (Cherenkov Telescope Array South), крупнейшей в мире и рекордной по чувствительности гамма-обсерватории. В качестве участника международного партнёрства ESO эксплуатирует два инструмента миллиметрового и субмиллиметрового диапазона на плато Чахнантор: APEX и ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Параналя, мы строим Чрезвычайно Большой Телескоп ELT — «величайшее око человечества, устремленное в небо» . Офис ESO в Сантьяго, столице Чили, координирует нашу деятельность в этой стране и наше сотрудничество с чилийскими партнёрами и обществом.

Ссылки

• Текст научной статьи
• Фото APEX 
• Вниманию журналистов: подписывайтесь и получайте наши релизы на вашем языке
• Вниманию учёных: а вам есть о чём рассказать? Представьте ваши исследования

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St. -Petersburg, Russia
Телефон: +7-9112122130
Сотовый: +7-9112122130
Email: [email protected]

Thomas Stanke
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Email: [email protected]

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6670
Сотовый: +49 151 241 664 00
Email: [email protected]

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso2201.

Usage of ESO Images, Videos, Web texts and Music
Are you a journalist? Subscribe to the ESO Media Newsletter in your language.

Удивительные фотографии туманностей

Фотографии космоса > Фотографии объектов глубокого космоса > Фотографии туманности

Полюбуйтесь на красивые и качественные фотографии туманностей и галактик звезд в высоком разрешении, где можно скачать фото пейзажей туманности Андромеды.

Туманность Пузырь

Туманность Пузырь (также именуется как NGC 7635) относится к группе эмиссионных туманностей. Проживает на удаленности 8000 световых лет. Это удивительное фото из космоса получено космическим телескопом НАСА Хаббл, празднующим 26-й год функционирования в космическом пространстве.

Удивительный вид на Столпы Творения

Космическому телескопу НАСА Хабблу удалось заново взглянуть на одно из наиболее знаковых и популярных мест во Вселенной. Речь идет о Столпах Творения в туманности Орел. На фотографии туманности в высоком разрешении видны столбы в видимом свете, передающие многоцветное свечение газовых облаков, тонких усиков темной космической пыли и великолепные возвышения.

Пыль и газ в столбах страдают от интенсивного излучения юных звезд и получают удары от мощных ветров ближайших массивных звезд. Новые снимки предоставляют больший контраст и более четкий взгляд, позволяющий изучить процесс трансформации структуры сквозь время.

Космический призрак скрывается на просторах Вселенной

Порой космические туманности на фото приобретают удивительные формы. Кажется, будто перед нами невиданное чудовище, поднявшее голову из малинового моря. Однако в реальности это всего лишь прекрасный столп газа и пыли, именованный туманностью Конус (NGC 2264). Название получила за то, что на изображениях кажется, будто принимает коническую форму. Эта чудовищная колонна проживает в турбулентной зоне звездного рождения. Снимок выполнили благодаря камере ACS космического телескопа НАСА Хаббл. Здесь показаны верхние 2.5 световых лет конуса, высота которых достигает 23 млн. туров вокруг Луны. Весь столп вытягивается на 7 световых лет.

Радиация от юных звезд (находятся за верхней частью кадра) медленно разрушала туманность в течение миллионов лет. УФ-свет подогревает края темного облака, высвобождая газ в относительно пустую область окружающего пространства. Там дополнительное УФ-излучение заставляет газ водорода светиться, что и приводит к красному ореолу вокруг столба. Этот же процесс повторяется в гораздо меньших масштабах для газа вокруг звезды, формируя дугообразную дугу (возле левой части Конуса). Ранее эта дуга уже наблюдалась Хабблом, и она в 65 раз превосходит диаметр всей Солнечной системы. Сине-белый свет вокруг звезд отражается от пыли. Фоновые звезды просматриваются сквозь отражающиеся газовые усики, а турбулентное основание окрашено покрасневшими от пыли звездами.

Со временем сохранятся только наиболее плотные части Конуса. Но внутри этих участков смогут формироваться новые звезды и планеты. Туманность отдалена от нас на 2500 световых лет и проживает на территории созвездия Единорог.

Конус можно считать родственником колонн М16, показанных в 1995 году Хабблом на фото. Столбы представлены холодным газом и противостоят разрушению УФ-излучения от юных массивных звезд. Астрономы считают, что такие столпы способны играть роль инкубаторов для развития звезд. Фотография туманности из космоса получена 2 апреля 2002 года.

Туманность Спирограф

В глубоком пространстве можно отыскать настоящую драгоценность, представленную планетарной туманностью IC 418 (Спирограф). Проживает на территории созвездия Заяц при удаленности в 2000 световых лет. На конкретном фото туманности космическому телескопу Хаббл удалось отметить великолепные текстуры, пронизывающие туманность. Но их происхождение все еще остается загадкой.

Космическое произведение искусства от умирающей звезды

Космический телескоп Хаббл предоставил новое качественное фото удивительной туманности Кошачий Глаз. Здесь она действительно выглядит как пугающее око бесплотного колдуна Саурона из «Властелина колец».

Туманность формально именуется NGC 6543. Знаменита тем, что стала одной из первых обнаруженных планетарных туманностей, но при этом считается также одной из самых сложных в пространстве. Планетарная туманность формируется после того, как звезды солнечного типа мягко выбрасывают внешние газообразные слои, формируя яркие туманности с удивительными закрученными формами.

Таинственная дымка в космическом пространстве

На удаленности в 4200 световых лет проживает одиночная планетарная туманность NGC 7354. Ее сложно заметить в любительский телескоп, зато представлена во всей красе объектива космического телескопа НАСА Хаббл. Перед нами яркий шар задымленного света в детальном очертании.

Несмотря на название, планетарные туманности не имеют ничего общего с планетами. Именование категории придумал Уильям Гершель, потому что при первом обзоре в телескопе подумал, что это дымчатая сфера вокруг планеты, вроде Урана. Улучшенные телескопы показали, что перед нами внешние слои, выброшенные умирающей звездой, но название осталось.

Считается, что ветры центральной звезды играют важную роль в определении формы и морфологии планетарных туманностей. Структуру NGC 7354 относительно легко отличить. Состоит из круговой внешней оболочки, эллиптической внутренней, коллекции ярких углов, сосредоточенных в середине, и пары симметричных выстреливающих по бокам струй. Анализ говорит о том, что эти формирования способны поддерживать связь со спутником центральной звезды, но его наличия пока не подтвердили.

NGC 7354 проживает на территории созвездия Цефей и охватывает в диаметре половину светового года.

Туманность Яйцо

Перед вами фото красивой туманности Яйцо (CRL2688) из космоса. Проживает на удаленности в 3000 световых лет. Изображение добыто красным светом от камеры WFPC2 космического телескопа Хаббл.

Этот кадр проливает новый свет на недостаток информации касательно выбрасывания звездной материи. Конкретный процесс сопровождает медленную смерть звезд солнечного типа. Фотография космоса и Вселенной отображается в ложном цвете.

Яркий глаз NGC 6751

Космическому телескопу НАСА Хаббл удалось запечатлеть небесный глаз, известный в качестве планетарной туманности NGC 6751. Проект «Наследие Хаббла» выпустил этот снимок, чтобы отметить 10-ю годовщину функционирования аппарата в космосе. Туманность светится на территории созвездия Орел. Это газовое облако, выброшенное несколько тысяч лет назад раскаленной звездой, наблюдаемой в центре.

Стоит запомнить, что планетарные туманности никак не связаны с планетами. Это газовые раковины, сбрасываемые звездами солнечного типа на этапе гибели. Потери внешних газообразных слоев активируются раскаленным ядром, чье мощное УФ-излучение освещает туманность.

Звездный остаток издает последние импульсы

На фото галактики от космического телескопа Хаббл показана планетарная туманность NGC 2452, проживающая на территории южного созвездия Корма. Синяя дымка – то, что осталось от звезды солнечного типа после того, как она израсходовала запас топлива. На этом этапе звездное ядро теряет устойчивость и высвобождает в пространство огромный объем энергичных частиц.

В центре синего облака расположен остаток от звездного прародителя туманности. Эта холодная, туманная и крайне плотная звезда представляет собою белый карлик. То есть, его яркость меняется со временем, так как гравитация вызывает волны, пульсирующие по всему телу крошечного звездного объекта.

NGC 2452 в 1847 году нашел Джон Гершель. Сначала он написал, что «это объект, который мне не удается разглядеть. Точно не звезда и не близкая двойная звезда. Я буду называть его продолговатой планетарной туманностью». В ранних наблюдениях такие туманности напоминали газообразные планеты, поэтому получили соответствующее название. Современные телескопы понимают на что смотрят (нет никакой связи с планетами), но именование категории приелось.

Туманность Андромеды: редкий снимок получил главный приз на конкурсе космических фото

11 сентября 2020

Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.

Француз Николя Лефодо объявлен главным победителем конкурса фотографов-астрономов 2020 года за его снимок галактики Андромеды, известной также как туманность Андромеды.

Автор фото, Nicolas Lefaudeux

Фото, сделанное в Форж-ле-Бэн в Иль-де-Франсе (окрестности Парижа), заняло первое место среди тысяч профессиональных и любительских снимков со всего мира и завоевало приз в 10 тысяч фунтов (почти 13 тыс. долларов).

«В восприятии большинства из нас галактика Андромеды, хотя и близкий космический сосед, невероятно далека и абсолютно недостижима. Создать фотографию, на которой ее, кажется, можно коснуться — это настоящее чудо, особенно в нынешний период социального дистанцирования», — объяснил решение член жюри Эд Робинсон.

Чтобы наклонить изображение, автор использовал устройство, удерживающее камеру под углом к оптической оси телескопа, которое сам изготовил при помощи 3D-принтера.

Легкая размытость по краям галактики создает иллюзию ее близости, хотя на самом деле до нее два миллиона световых лет (около 19 квадриллионов километров).

А вот снимки, победившие в отдельных номинациях конкурса, с краткими комментариями организаторов.

«Полярное сияние»: «Дама в зеленом», Николас Руммельт, Германия

Автор фото, Nicholas Roemmelt

Путешествуя по Норвегии, автор неожиданно увидел полярное сияние, напоминавшее женскую фигуру и окрасившее все небо зеленым, голубым и розовым.

«Лучший дебют»: «Волны», Бенс Тот, Венгрия

Автор фото, Bence Toth

На снимке изображена центральная часть туманности Калифорния (NGC 1499).

«Наша Луна»: «Кратер Тихо в красках», Алэн Паллу, Франция

Автор фото, Alain Paillou

Кратер Тихо, названный в честь великого датского астронома XVI века Тихо Браге — один из самых известных на Луне.

Фото отражает немыслимую красоту и сложность естественного спутника Земли.

Голубые пятна указывают на высокую концентрацию оксида титана, а красные — оксида железа.

«Наше Солнце»: «Жидкий свет», Александра Харт, Британия

Автор фото, Alexandra Hart

Это не безумная булыжная мостовая.

Это конвективные ячейки площадью около 1000 кв. км и толщиной в 100 км, которые постоянно поднимаются из глубин Солнца, как пузырьки в кипящей воде, и существуют всего 15-20 минут.

Все вместе создает фантастический и прекрасный вид.

«Люди и космос»: «В плену технологии», Рафаэль Шмаль, Венгрия

Автор фото, Rafael Schmall

Двойная звезда Альбирео в окружении следов летящих спутников.

«Планеты, кометы и астероиды»: «Между нами космос», Лукаш Суджка, Польша

Автор фото, Lukasz Sujka

На снимке видно визуальное сближение Луны и Юпитера 31 октября 2019 года.

«Небо»: «Раскрашивая небо», Томас Каст, Германия

Автор фото, Thomas Kast

Каст долго искал в зимней Лапландии чистое небо, чтобы запечатлеть красоту полярной ночи, пока не набрел на эти арктические стратосферные облака.

«Звезды и туманности»: «Космический ад», Питер Уорд, Австралия

Автор фото, Peter Ward

NGC 3576 — хорошо известная туманность, видимая в южном полушарии.

Автор использовал компьютерную программу, чтобы запечатлеть ее на снимке без окружающих звезд и поместить на искусственный цветовой фон.

Получился небесный огненный водоворот.

«Юность»: «Четыре планеты и Луна», Алис Фок-Хан, 11 лет, остров Реюньон

Автор фото, Alice Fock Hang

Венера, Меркурий, Юпитер, Сатурн и звезда Антарес над Индийским океаном.

Специальный приз имени Энни Маундер (британский астроном) за инновационное фото: «Темная Река», Джулия Хилл, Британия

Автор фото, Julie F Hill

«Темная Река» — скульптурная карта нашей галактики, Млечного Пути, сделанная на основе одного из самых крупных снимков ее центральной части, включающего около 84 миллионов звезд.

Фото, сделанное при помощи телескопа Vista в Европейской южной обсерватории в Паранале, Чили, состоит из почти девяти миллиардов пикселей.

***

Спонсор конкурса — британский инвестиционный фонд Insight Investment. Лучшие снимки будут выставлены с 23 октября 2020 года до 8 августа 2021 года в Национальном морском музее в Гринвиче.

NSSDCA Фотогалерея: Туманности

Туманности

Эти снимки были сделаны космическим телескопом «Хаббл».
предоставлено Научным институтом космического телескопа. Все
изображения были получены с помощью широкоугольной планетарной камеры 2.
или камера ближнего инфракрасного диапазона и мультиобъектив
Спектрометр (НИКМОС).

M16: Туманность Орла #1

Столбы холодного межзвездного водорода и пыли в M16,
туманность Орла.
(Размер: 293К)

Идентификатор изображения: STScI-PRC95-44a

M16: Туманность Орла #2

Крайний левый «столп» межзвездного пространства, вид вблизи.
газообразный водород и пыль в M16, туманность Орла.
(Размер: 389 КБ)

Идентификатор изображения: STScI-PRC95-44b

М42: Туманность Ориона

Мозаика из 45 изображений, сделанных в период с января 1994 г. по
Март 1995 г., M42, туманность Ориона.
(Размер: 246 КБ)

Идентификатор изображения: STScI-PRC95-45a

Планетарная туманность, MyCn18

MyCn18 — молодая планетарная туманность, расположенная примерно
8000 световых лет от нас.
(Размер: 387 КБ)

Идентификаторы изображений: STScI-PRC96-07, P-46535

Туманность Улитка

Столкновение двух газов («кометных узлов») в спирали
Туманность в созвездии Водолея.
(Размер: 104 КБ)

Идентификатор изображения: STScI-PRC96-13a

Туманность Улитка: деталь

Крупный план «кометных узлов» в туманности Улитка.
(Размер: 69 КБ)

Идентификатор изображения: STScI-PRC96-13b

М1: Крабовидная туманность

Крабовидная туманность, M1, изображение HST и Mount
Паломарский телескоп.
(Размер: 308 КБ)

Идентификатор изображения: STScI-PRC96-22a

НГК 604

Область звездообразования в туманности NGC 604, в ближайшем
спиральная галактика M33, полученная HST и гора Паломар
телескоп.
(Размер: 47 КБ)

Идентификатор изображения: STScI-PRC96-27

НГК 2363

Область звездообразования в туманности NGC 2363, в
Магелланова галактика NGC 2366, полученная с помощью HST и
Канада-Франция-Гавайи (CFHT) 3,6-метровый телескоп на
Мауна Кеа.
(Размер: 35 КБ)

Идентификатор изображения: STScI-PRC96-31

M8: Туманность Лагуна

Межзвездные «вихри» длиной в полсветового года в
Туманность Лагуна (M8) в созвездии Стрельца.
(Размер: 25 КБ)

Идентификатор изображения: STScI-PRC96-38a

Туманность Лагуна: деталь

Крупный план «вихрей» в туманности Лагуна.
(Размер: 26 КБ)

Идентификатор изображения: STScI-PRC96-38b

Курица-1357: туманность Скат

Изображение самой молодой из известных планетарных туманностей, Ската.
туманность (Hen-1357).
(Размер: 18 КБ)

Идентификатор изображения: STScI-PRC98-15a

НГК 3603

Звездное образование в NGC 3603.
(Размер: 175 КБ)

Идентификатор изображения: STScI-PRC99-20

Туманность Папийон

Звездное образование в туманности Папийон в Большом
Магелланово Облако.
(Размер: 165 КБ)

Идентификатор изображения: STScI-PRC99-23

He2-104: Южная Крабовидная туманность

Крупный план «Южной Крабовидной туманности» (He2-104).
(Размер: 194 КБ)

Идентификатор изображения: STScI-PRC99-32

30 Дорадус

Место рождения массивных звезд, Туманность 30 Золотой Рыбы (WFPC2
и НИКМОС).
(Размер: 209К)

Идентификатор изображения: STScI-PRC99-33a

30 Дорадус: деталь

Более близкий вид звезд в туманности 30 Золотой Рыбы (WFPC2
и НИКМОС).
(Размер: 153 КБ)

Идентификатор изображения: STScI-PRC99-33b

M20: Трехраздельная туманность

Звездное образование в Трехраздельной туманности (M20).
(Размер: 45 КБ)

Идентификатор изображения: STScI-PRC99-42

NGC 7635: Туманность Пузырь

Туманность Пузырь (NGC 7635) в Кассиопее.
(Размер: 67 КБ)

Идентификатор изображения: STScI-PRC00-04

NGC 3372: Туманность Киля

Туманность Киля (NGC 3372).
(Размер: 143 КБ)

Идентификатор изображения: STScI-PRC00-06

NGC 2392: Туманность Эскимо

Туманность «Эскимо» (NGC 2392).
(Размер: 93К)

Идентификатор изображения: STScI-PRC00-07

NGC 6888: Туманность Полумесяц

Туманность Полумесяц (NGC 6888).
(Размер: 544 КБ)

Идентификатор изображения: STScI-PRC00-23

NGC 6822: Хаббл-X

Хаббл-X (NGC 6822).
(Размер: 46 КБ)

Идентификатор изображения: STScI-PRC01-01

Связанные ресурсы

Миссии

• Космический телескоп Хаббл (HST)

+ Дом

NSSDCA

• Услуги
• Исследование Вселенной
• Гелиофизика
• Исследование Солнечной системы
• Ресурсы изображений

100+ изображений туманности [HQ] | Скачать бесплатные картинки на Unsplash

100+ Nebula Pictures [HQ] | Download Free Images on Unsplash

• A framed photoPhotos 4. 7k
• A stack of photosCollections 10k
• A group of peopleUsers 21

galaxy

universe

outer space

astronomy

wallpaper

background

outdoor

природа

Space Images & Pictures

Star Images

Природные изображения

HD Обои

Фоновые изображения

Cosmic

HD Серые обои

995595595595595595595595595595595595595595595595559559559559559559559559559559559559000

95595595595595595595595595595595559559559559559559559559559559559559559559559559559559595595955

9 обои

Космос картинки и картинки

ma

usa

Космос картинки и картинки

newton

Hd красные обои

HD Blue Wallpapers

HD Обои

ХК Фоновые изображения

Night

Science

Astro

Universe

Солнечная система

––––––– –– –– –– –– –– ––––––––––– –– – –––– –– – –– –––– – – –– ––– –– –––– – –.

Изображения и изображения галактик

НАСА

buzios

Космические изображения и изображения

ma

Космические изображения

Космические изображения и изображения

newton

Hd purple wallpapers

Space images & pictures

united states

outdoors

russia

eagle nebula

colorful

m31

m33

astronomy

deep space

soul nebula

Мауи

Млечный Путь

Гавайи изображения и картинки

Коричневый фон

Астрофотография

Огненные обои Hd

Связанные коллекции

туманность

451 Фотографии · Куратор Bircan çelik

Туманность

85 Фотографии · Куратор Silviya Carrier

Тямовая

. глубокое небо

обои глубокого неба

астрофотография обои высокого разрешения

темные и теплые цвета

космические изображения и картинки

звездные изображения

Nature images

Space images & pictures

ma

Outer space pictures

Space images & pictures

united states

outdoors

russia

eagle nebula

colorful

Hd blue wallpapers

Hd wallpapers

Hq фоновые изображения

ночь

наука

астрономия

обои глубокого неба

астрофотография обои высокого разрешения

dark and warm colors

Galaxy images & pictures

nasa

buzios

Space images & pictures

newton

Hd purple wallpapers

Hd sky wallpapers

painting

Hd art wallpapers

m31

m33

Мауи

Млечный Путь

Гавайи изображения и картинки

Вселенная

Солнечная система

Португалия

–––– –––– –––– – –––– – –––– – –– –––– – – –– ––– –– –––– – –.

HD Обои

HQ фоновые изображения

Cosmic

HD Grey Wallpapers

Yosemite Valley

CA

Космические изображения и картинки 9000

MA

USA

Space Images & Pictures 9000

Space Images & Pictures 9000

40004

.

Связанные коллекции

Nebula

451 фото · Куратор Bircan Çelik

Nebula

85 фото · Куратор silviya Carrier

туманность

45 Фотографии · Куратор Джулиана Н.К.

Астрономия

Глубокое пространство

Душевая туманность

Коричневый фон

Astrophotography

HD Fire Wallpapers

. изображения и изображения

Изображения звезд

Изображения природы

Shot by Cerqueira

Изображения и изображения галактик

НАСА

бузиос

–––– –––– –––– – –––– – –––– –– – –– –––– – – –– ––– –– –––– – – .

Hd wallpapers

Hq background images

cosmic

Aldebaran S

Space images & pictures

ma

Outer space pictures

Aldebaran S

Space images & pictures

newton

Hd purple wallpapers

Gary Scott

Серые обои Hd

Yosemite Valley

ca

Aldebaran S

Space images & pictures

united states

outdoors

Aldebaran S

Hd sky wallpapers

painting

Hd art wallpapers

Tengyart

russia

eagle nebula

colorful

Aldebaran S

Космические снимки и снимки

ma

usa

Chen Liu

m31

m33

Aldebaran S

Space images & pictures

newton

Hd red wallpapers

David Monje

Hd blue wallpapers

Hd wallpapers

Hq background images

Beat Schuler

astronomy

deep space

soul nebula

William Чжан

Мауи

Млечный путь

Гавайи изображения и картинки

Александр Эндрюс

ночь

наука

астрономия

Aldebaran S

коричневые фоны

Астрофотография

HD Fire Walpapers

Tengyart

Фоны текстуры

HD Patterpaper

обои глубокого неба

астрофотография обои высокого разрешения

темные и теплые цвета

Просматривайте изображения премиум-класса на iStock | Скидка 20% на iStock

Unsplash logo

Make something awesome

Nebula — Bilder und Stockfotos

116. 283Bilder

• Bilder
• Fotos
• Grafiken
• Vektoren
• Videos

AlleEssentials

Niedrigster Preis

Signature

Beste Qualität

Durchstöbern Sie 116.283

туманность Фото и фотографии. Odersuchen Sie nach пространство или галактика, um noch mehr faszinierende Stock-Bilder zu entdecken.

Заубернебль над NGC 7380 на корме Кефей — фото и фотографии туманности

Заубернебель над NGC 7380 на корме Кефей

Был обнаружен, это собственная астрофотография с собственными датами и телесканированием.

weltraumhintergrund, vektoruniversum galaxienhimmel, kosmische nacht neonplanetenansicht, sci-fi-spielillustration. — туманность сток-график, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Weltraumhintergrund, Vektoruniversum Galaxienhimmel, kosmische. ..

пурпурный круг стерн — туманность сток-фотографии и изображения

Purple Raum Sternen

weltraum-nebel — туманность стоковые фотографии и изображения

Weltraum-Nebel

Weltraumnebel mit vibrierenden Farben und hellen Sternen

raum und galaxy lichtgeschwindigkeit reisen. elemente des bildes von der nasa eingerichtet. — фото туманности и изображение

Области и галактики Reisen Lichtgeschwindigkeit. Elemente des Bildes…

Абстрактное изображение глубокого космоса — туманность, стоковые фотографии и изображения

Абстрактное изображение Deep-Space-Nebel-Hintergrund

0004 Abstrakter Weltraumhintergrund mit bunten Nebeln und Sternen

der adlernebel mit dem berühmten säulen der schöpfung — nebula stock-fotos und bilder

Der Adlernebel mit dem berühmten Säulen der Schöpfung

der seelennebel (sh3-199, ic 1848) im sternbild kassiopeia, hst- изображение — туманность стоковые фотографии и изображение

Der Seelennebel (Sh3-199, IC 1848) im Sternbild Kassiopeia, HST-Bi

Der Seelennebel (IC 1848, Sh3-199)) ist die große Wasserstoff-, Schwefel- und Sauerstoffgaswolke im Штернбильд Кассиопейен. Der Nebel ist 7.500 Lichtjahre von der Erde entfernt. Amateurbild, Gesamtbelichtungszeit 57 Stunden (15 Minuten Hilfsrahmen von Wasserstoff, Sauerstoff und Schwefel, HST-Palettenbild).

Galaxienraumhintergründe-Туманность Сток-Фотос и Билдер

Galaxienraumhintergründe

Hochwertige Weltraumstern Stern…

universum mit der erde und der sonne im hintergrund. — фото туманности и фотография

Universum mit der Erde und der Sonne im Hintergrund.

Universe-Konzept mit Blender erstellt. 3D-иллюстрация, 3D-рендеринг.
Das Bild der Erdkarte wird von der NASA https://visibleearth.nasa.gov zur Verfügung gestellt. (Kartensammlung https://visibleearth.nasa.gov/collection/1484/blue-marble)

векторов реалистичной космической галактики. vorstellung von raum, nebel und kosmos. — туманность сток-графика, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Вектор реалистической космической галактики Hintergrund. Vorstellung…

абстрактная спиральная галактика. — туманность сток-графика, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Абстрактное определение спиральной галактики.

3D Render Raum-Nebel — туманность стоковые фото и изображения

3D Render Raum-Nebel

der große orionnebel im Sternbild Orion / der Jäger — nebula stock-fotos und bilder

Der große Orionnebel im Sternbild Orion / der Jäger 90 туманность и космическая фотография — туманность стоковые фото и фото

Лила Небель и космическая фотография

розетки-небели (ngc 2237, caldwell 49) в sternbild monoceros, hst-bild — туманность сток-фото и фотография

розетка-небель (NGC 2237, Колдуэлл 49) im Sternbild Monoceros,

weltraumfantasie — туманность стоковых фотографий и изображений

Weltraumfantasie

Nebel aus Farbe und Licht zum Thema Kunst, Design und Kreativität.

satz blau leuchtender plasma-energieobjekte im weltraum — nebula stock-fotos und bilder

Satz blau leuchtender Plasma-Energieobjekte im Weltraum

Set von blau leuchtenden Plasmaenergieobjekten auf schwarzem Raum, computergeneriertes abstraktes 3D-Rendering

vollmond und schwarzer abstrakter himmel. абстрактный фон. — фото и изображения туманности

Фоллмонд и Шварцер абстрактный Химмель. Abstrakter Hintergrund.

nachthimmel mit sternen und nebel — туманность стоковые фото и фотографии

Nachthimmel mit Sternen und Nebel

южное небо — туманность стоковые фотографии и изображения

Southern Skies

синее глухое облако фон ätherischem массивный schwarzen 90 bilder сток — туманность Glühende Geburt von ätherischem massem schwarzen Loch

Blau leuchtende Geburt eines ätherischen massen Schwarzen Lochs, computergenerierter abstrakter Hintergrund, 3D-рендеринг

bunte besuchen — туманность стоковые фото и картинки

Bunte besuchen

asteroiden und gasriesen — туманность стоковые изображения, -клипарты, -мультфильмы и -символы

Asteroiden und Gasriesen

universum gefüllt mit sternen, nebel und galaxie stock-fotos — nebulaund изображение

Универсум, созданный звездой, туманностью и галактикой

фон галактики и звезды — фото туманности и изображение

фон галактики и звезды

синее и розовое небо — фото туманности и фото

Blau und Rosa Nebel

Schöner blauer und rosa Nebel mit Sternen.

etherial bild von Himmelswelten — фото туманности и изображения

etherial bild von Himmelswelten

raumhintergrund. туманность туманности с планетой — фото туманности и изображения

Raumhintergrund. Bunter Nebel mit Planeten

Space-Hintergrund. Бантер Небель с планетой. https://asd.gsfc.nasa.gov/blueshift/wp-content/uploads/2015/07/eso0932a.jpg

universum gefüllt mit sternen, nebel und galaxie — туманность стоковые фотографии и изображения

Universum gefüllt mit Sternen, Nebel und Galaxie

Nachthimmel-Hintergrundbild mit Nebeln, Galaxien und Sternen

spacehintergrund mit sternen, universum, galaxy und nebel — nebula stock-fotos und bilder

Space Hintergrund mit Sternen, 0 Universum, 0 3D-рендеринг звездных облаков и космических объектов, космических газовых кластеров и созвездий в глубоком космосе. 3D визуализация звездного неба и космоса Стауб, космос…

3D-Darstellung eines stellaren Nebels und kosmischen Staubs, kosmischer Gashaufen und Konstellationen im Weltraum. Идеально подходит для Weltraumwissenschaftsprojekt, поэтому для презентации oder als heller Hintergrund для Ihre Kompositionen. Elemente dieses Bildes von der NASA zur Verfügung gestellt

Milky Way — nebula stock-fotos und bilder

Milky Way

Landschaft, Himmel, Nacht, Stern — Weltraum, Milchstraße, Natur, Weltraum und Astronomie, Weltraum, Astronomie, nur fürwach, Galaxie, Schönheit in der Natur,

der rosettennebel (ngc 2244) in schmalbandiges licht — nebula stock-fotos und bilder

Der Rosettennebel (NGC 2244) in schmalbandiges Licht

traumhafter hintergrund der raumfahrt — nebula stock-fotos und bilder

Traumhafter Hintergrund der Raumfahrt

nachthimmel mit sternen und weiche Млечный Путь-Вселенная alshintergrund oder textur — nebula stock-fotos und bilder

Nachthimmel mit Sternen und weiche Milky Way-Universum als…

strahlende Sonne über dem Horizont auf dem planeten erde im raum — nebula stock-fotos und bilder

Strahlende Sonne über dem Horizont auf dem Planeten Erde im Raum

Цифровые генераторы Bild

raumhintergrund mit realistischem nebel und leuchtenden sternen. bunter kosmos mit sternenstaub und milchstraße. волшебная галактика. unendliches universum und sternennacht. вектор-иллюстрация — туманность сток-графика, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Raumhintergrund mit realistischem Nebel und leuchtenden Sternen….

Weltraumhintergrund mit realistischem Nebel und leuchtenden Sternen. Farbenfroher Kosmos mit Sternenstaub und Milchstraße. Magische Farbgalaxie. Unendliches Universum und sternenklare Nacht. Векториллюстрация.

schöner Hintergrund der Sternenhimmel, bunte nebel, licht, glanz der sterne — туманность стоковые фото и изображения

Schöner Hintergrund der Sternenhimmel, bunte Nebel, Licht, Glanz…

пространство между sternenstaub und leuchtenden sternen. реалистический, бантер космос мит небель и milchiger искусства. синяя галактика. schöner außenraum. бесконечный универсум. vektorabbildung — туманность сток-графика, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Raum Hintergrund mit Sternenstaub und leuchtenden Sternen. …

Weltraumhintergrund mit Sternenstaub und leuchtenden Sternen. Realistischer bunter Kosmos mit Nebel und Milchstraße. Синяя Галактика-Кулисс. Wunderschöner Weltraum. Бесконечный Универсум. Векториллюстрация.

больших планет и звезд в общей галактике — фото и изображения туманностей

Большие планеты и звезды в общей галактике -фотографии и фотографии

Der Rosette-Nebel (NGC 2237, Caldwell 49) im Sternbild Monoceros,

Der Rosettennebel (NGC 2237, Caldwell 49) ist die große Wasserstoff-, Schwefel- und Sauerstoffgaswolke im Sternbild Monoceros. Der offene Sternhaufen NGC 2244 (Caldwell 50) лучше всего подходит для Sternen, умирает от Nebel gebildet werden. Der Nebel ist 5.200 Lichtjahre von der Erde entfernt. Amateurbild, Gesamtbelichtungszeit: 15h55m, HST-Palettenbild.

astronautenhelm ist ein spiegelbild von sternen und galaxien. bei der weltraumforschung blickt ein астронавт в den weltraum. 3D-рендеринг — фото и изображения туманности

Astronautenhelm ist ein Spiegelbild von Sternen und Galaxien….

raum-nebel — туманность стоковые фотографии и изображения

Raum-Nebel

Helle Galaxie im Weltraum

weltraum, universum, nebel, sterne, sternhaufen, blaurosa, lider , hell, astronomie, wissenschaft — nebula stock-fotos und bilder

Weltraum, Universum, Nebel, Sterne, Sternhaufen, blau, lila, rosa,

Abstrakt, Astrologie, Astronomie, Hintergrund, schön, schwarz, lila, rosa, blau, Konstellation, Raum, Dunkelheit, für Design, Galaxie, funkeln, interstellar, Licht, Natur, Nebel, Nacht, Nachthimmel, Outdoor, Sternenstreuung, Wissenschaft, Himmel, Raum, Stern, Sternenhimmel, Sternenhimmel, Textur, Universum, Raum, Fantasie, Flamme , Unendlichkeit, Grafik, Tiefe, Spot, hell, Wallpaper

kosmischer nebel und die leuchtenden sterne — nebula stock-fotos und bilder

Kosmischer Nebel und die leuchtenden Sterne

Kosmischer Nebel und die leuchtenden Sterne, abstrakte Raumillustration

sternhaufen und plasma im blauen raumhintergrund — nebula stock-fotos und bilder

Sternhaufen und Plasma im blauen Raumhintergrund

Sternhaufen und Plasma im Weltraum

вектор-галактика — туманность сток-графика, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Вектор-галактика

Isolierte Spiralgalaxie auf transparentem Hintergrund, die Andromeda-Galaxie, die Milchstraße, der kosmische Nebel

nacht szene milchstraße hintergrund — nebula stock-fotos und bilder

Nacht Szene Milchstraße Hintergrund

deep space hintergrund — nebula stock-fotos und bilder

Deep space Второстепенное значение

в пространстве варпа во вселенной — туманность сток-фотографии и изображения

Внутреннее искривление во вселенной

вектор космических иллюстраций. schöner bunter weltraumhintergrund. aquarell kosmos — туманность сток-графика, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Вектор космические иллюстрации. Schöner bunter Weltraumhintergrund.

Общая галактика — туманность, стоковые фото и изображения

Общая галактика

lila nebel und cosmic staub — туманность, стоковые фотографии и изображения

Lila Nebel und Cosmic,

mit sternen gefüllten nachthimmels und besuchen — gellten sternen stock-fotos90 und bilder 3D-рендеринг. weltraumhintergrund mit nebel und sternen. umgebung 360 hdri карт. прямоугольная проекция, сферическая панорама. — фото и изображения туманности

3D-рендеринг. Weltraumhintergrund mit Nebel und Sternen….

radioteleskop — nebula stock-fotos und bilder

Radioteleskop

Radioteleskop mit Blick in den Himmel

spiralgalaxie, illustration der milchstraße — nebula stock-fotos und bilder

Spiralgalaxie, illustration der Milchstraße

von 100

Изображение туманности Тарантул, полученное космическим телескопом NASA Webb

Уэбб сделал самый четкий снимок колец Нептуна за более чем 30 лет.

НАСА/ЕКА/CSA/STScI

Внутренняя область туманности Ориона, видимая с помощью прибора NIRCam телескопа. Изображение раскрывает сложные детали того, как формируются звезды и планетарные системы.

NASA/ESA/CSA/PDRS4all

Во вторник, 6 сентября, НАСА опубликовало мозаичное изображение туманности Тарантул. Изображение, охватывающее 340 световых лет, показывает десятки тысяч молодых звезд, которые ранее были скрыты космической пылью.

NASA/ESA/CSA/STScI/Webb Производственная группа ERO

Первое прямое изображение экзопланеты, сделанное Уэббом, демонстрирует ее в различных диапазонах инфракрасного света. Планета, названная HIP 65426 b, является газовым гигантом.

НАСА

Новое изображение Фантомной Галактики, которая находится на расстоянии 32 миллионов световых лет от Земли, объединяет данные космического телескопа Джеймса Уэбба и космического телескопа Хаббла.

НАСА/ЕКА

В понедельник, 22 августа, НАСА опубликовало изображение Юпитера, на котором видно, что знаменитое Большое Красное Пятно планеты кажется белым.

NASA/ESA/CSA/Jupiter ERS Team

Космический телескоп Джеймса Уэбба запечатлел галактику Колесо Телеги, которая находится на расстоянии около 500 миллионов световых лет, на фотографии, опубликованной НАСА 2 августа.

NASA/ESA/CSA/STScI

Пейзажный снимок Уэбба, названный «Космические скалы», на самом деле является границей соседней молодой области звездообразования NGC 3324 в туманности Киля. Инфракрасное изображение телескопа показывает ранее невидимые области рождения звезд.

NASA/ESA/CSA/STScI

Пять галактик Квинтета Стефана можно увидеть здесь в новом свете. Галактики, кажется, танцуют друг с другом, демонстрируя, как эти взаимодействия могут управлять галактической эволюцией.

НАСА/ЕКА/CSA/STScI

На этом параллельном сравнении показаны наблюдения туманности Южное кольцо в ближнем инфракрасном свете (слева) и среднем инфракрасном свете (справа) с помощью телескопа НАСА Уэбб. Туманность Южное кольцо находится на расстоянии 2000 световых лет от Земли. Эта большая планетарная туманность включает в себя расширяющееся облако газа вокруг умирающей звезды, а также вторичную звезду, находящуюся на более раннем этапе ее эволюции.

NASA/ESA/CSA/STScI

Президент Джо Байден опубликовал одно из первых изображений Уэбба 11 июля, и, по данным НАСА, это «самое глубокое и четкое инфракрасное изображение далекой Вселенной на сегодняшний день». На изображении показан SMACS 0723, где массивная группа скоплений галактик действует как увеличительное стекло для объектов позади них. Названный гравитационным линзированием, Уэбб создал первое глубокое поле зрения невероятно старых и далеких слабых галактик.

НАСА/ЕКА/CSA/STScI

Подпишитесь на информационный бюллетень CNN по теории чудес. Исследуйте вселенную, узнавая новости об удивительных открытиях, научных достижениях и многом другом.

Си-Эн-Эн
—

cnn.com/_components/paragraph/instances/paragraph_37DD0031-EBD8-EE8F-0D55-EF3788E89028@published» data-editable=»text» data-component-name=»paragraph»>
Потрясающие новые изображения, полученные телескопом Хаббл и телескопом Джеймса Уэбба, демонстрируют Фантомную Галактику, спираль солнечных систем, удаленную от Земли на 32 миллиона световых лет.

Туманность Тарантул, расположенная на расстоянии 161 000 световых лет от Земли в галактике Большое Магелланово Облако, — это прозвище 30 Золотой Золотой Рыбы, «самой большой и яркой области звездообразования в Местной группе, ближайшей к нашему Млечному Пути галактике», согласно НАСА. Лаборатория реактивного движения.

По данным НАСА, напоминая своим шелком родную линию роющего тарантула, он содержит самые горячие и самые массивные звезды, известные астрономам.

По данным НАСА, камера ближнего инфракрасного диапазона телескопа Уэбба, также называемая NIRCam, помогла исследователям увидеть этот регион «в новом свете, в том числе десятки тысяч невиданных ранее молодых звезд, которые ранее были окутаны космической пылью».

Самые плотные окружающие области туманности сопротивляются эрозии сильными звездными ветрами, образуя столбы, которые, кажется, указывают назад к скоплению и удерживают формирующиеся протозвезды.

На этом мозаичном изображении, простирающемся на 340 световых лет в поперечнике, камера ближнего инфракрасного диапазона Уэбба (NIRCam) показывает область звездообразования в туманности Тарантул в новом свете.

NASA/ESA/CSA/STScI/Webb Производственная группа ERO

Эти протозвезды появляются из своих «пыльных коконов» и помогают формировать туманность. Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона телескопа Уэбба (NIRSpec) зафиксировал это на очень молодой звезде, что изменило прежние представления астрономов об этой звезде.

«Ранее астрономы думали, что эта звезда может быть немного старше и уже находится в процессе очистки пузыря вокруг себя», — сообщает НАСА. «Однако NIRSpec показал, что звезда только начала выходить из своего столба и все еще сохраняла вокруг себя изолирующее облако пыли.

cnn.com/_components/paragraph/instances/paragraph_CF3AF701-3C8A-2AB7-63EC-13A61E7D7AEB@published» data-editable=»text» data-component-name=»paragraph»>
«Без спектров Уэбба с высоким разрешением в инфракрасном диапазоне этот эпизод звездообразования в действии не был бы обнаружен».

900:04 Ракета NASA Artemis I находится на стартовой площадке 39-B в Космическом центре Кеннеди 3 сентября 2022 года на мысе Канаверал, Флорида. НАСА планирует запустить Artemis I сегодня, начиная с 14:17, после того как первая попытка была отменена из-за проблемы с двигателем. Миссия доставит беспилотную космическую капсулу Orion на орбиту Луны, чтобы вернуть людей на Луну и, в конечном итоге, высадить миссии с экипажем на Марс.

Кевин Дитч / Getty Images

Следующая попытка запуска Artemis I может состояться только в конце этого года.

Наблюдение через другой инструмент Уэбба, который обнаруживает более длинные инфракрасные волны и, следовательно, проникает сквозь частицы пыли в туманности, выявил «ранее невидимую космическую среду», заявило НАСА — горячие звезды погасли, а более холодный газ и пыль светились.

Туманность Тарантул долгое время была в центре внимания астрономов, изучающих звездообразование, потому что ее химический состав аналогичен химическому составу гигантских областей звездообразования в космический полдень Вселенной, когда космосу было всего миллиард лет, а звездообразование было в самом разгаре. его пик, по данным НАСА.

Поскольку области звездообразования в нашей галактике не производят звезды с той же скоростью, что и туманность Тарантул, и имеют другой химический состав, Тарантул является наиболее близким примером того, что происходило во Вселенной в момент, когда она достигла полудня.

cms.cnn.com/_components/paragraph/instances/paragraph_63ED9547-99ED-AC5E-FEA6-13A61E8154E2@published» data-editable=»text» data-component-name=»paragraph»>
Запись звездообразования в туманности Тарантул — это последнее открытие, сделанное телескопом Уэбб НАСА.

НАСА, ЕКА, CSA и Дж. Олмстед (STScI)

Телескоп НАСА Уэбб зафиксировал первое свидетельство наличия углекислого газа на экзопланете

Уэбб был запущен в Рождество в прошлом году после десятилетий работы над созданием самого большого в мире самого сложного космического телескопа.

НАСА впервые опубликовало первые изображения Уэбба в высоком разрешении всего несколько недель назад, в июле.

Телескоп больше, чем Хаббл, и способен наблюдать за очень далекими галактиками, что позволяет ученым узнать о раннем звездообразовании. Хаббл вращается вокруг Земли, а Уэбб вращается вокруг Солнца на расстоянии около 1 миллиона миль от Земли.

Уэбб из НАСА показал нам самую крутую космическую фотографию

Когда я смотрю на это изображение, полученное новым космическим телескопом Джеймса Уэбба, у меня в голове постоянно возникает один вопрос: как это реально? Я следил за историей Уэбба в течение многих лет, ведя хронику взлетов и падений и противоречий, которые испытала миссия на пути к тому, чтобы стать настоящим функционирующим телескопом. Я разговаривал со многими десятками ученых и инженеров о том, как работает обсерватория и какие изображения с высоким разрешением она должна производить. Я был там, в трех милях от стартовой площадки, когда эта штука оторвалась от планеты в прошлом году. Это все очень реально. И все же я до сих пор не могу поверить в то, что вижу на этом снимке туманности Киля, светящейся области на расстоянии около 7600 световых лет.

Туманность является домом для бесчисленных молодых звезд, сверкающих, как драгоценные камни. Эти звезды настолько полны энергии, что они раскручивают космический газ, придавая ему форму пиков и долин на краю туманности. За этой завесой пыли еще больше звезд, мерцающих во тьме.

В этом маленьком уголке вселенной так много всего, и гораздо больше, чем мы обычно представляем, когда думаем о космосе, лежащем далеко за пределами нашей маленькой планеты. Рассмотрим язык, который мы часто используем для описания того, что находится за пределами нашей атмосферы: простор , пустое пространство , пустота . Этот образ полностью переворачивает это представление.

Вместо того, чтобы подчеркивать необъятность космоса, изображение туманности Киля показывает его богатство. Мы видим сцену, наполненную плотностью и текстурой. На первый взгляд край туманности напоминает скалистую вершину горы, что-то твердое и масштабируемое. Присмотритесь, и туманность кажется мягкой и дымчатой. Вы можете представить себе, как вы идете по нему и чувствуете, как порошкообразные частицы касаются вашей кожи. Когда я сегодня увидел эту фотографию, я почувствовал странный укол негодования, какое бывает, когда понимаешь, что тебе солгали или, по крайней мере, не сказали всей правды. Все это было здесь? 909:35 Все время?

Одним словом, да. Вещи на этом изображении «всегда были там», — заявила сегодня журналистам на пресс-конференции НАСА Джейн Ригби, астрофизик НАСА и научный сотрудник проекта Уэбба. «Нам просто нужно было построить телескоп, чтобы увидеть, что там было».

Туманность Киля — одно из нескольких изображений, опубликованных НАСА на этой неделе в ознаменование начала научной деятельности Уэбба. Новая обсерватория проведет следующие 20 лет, сканируя Вселенную, собирая неисчислимые объемы данных, которые помогут астрономам изучить все, что находится между Марсом и самыми дальними уголками известной Вселенной. Уэбб видит Вселенную в инфракрасном диапазоне, оптимальной длине волны для телескопов, пытающихся увидеть сквозь космическую пыль и уловить свет от самых далеких звезд и галактик. Телескоп Уэбба был разработан для обнаружения небесных объектов, которые примерно в 100 раз слабее, чем те, которые может обнаружить другой известный космический телескоп НАСА, Хаббл. (Хаббл, если вам интересно, все еще там и тикает, захватывая космос в основном в видимом и ультрафиолетовом диапазонах волн — все еще красиво, но просто не так мощно.)

Инфракрасное излучение для нас невидимо, а это значит, что самые блестящие снимки Уэбба, включая снимок Карины, были обработаны и заполнены цветом. Ученые изучают каждый пиксель, измеряя входящий свет и то, как он растянулся на своем пути через вселенную. Мы здесь, на Земле, воспринимаем видимый свет с более длинными волнами как красный, поэтому самые длинные волны инфракрасного света на изображении Уэбба отображаются красным цветом. Более короткие волны кажутся нам синими, поэтому более короткие волны в инфракрасном диапазоне кодируются синим цветом. Другие цвета радуги соответствуют средним длинам волн. Думайте об этом как о переводе одного языка на другой, сказал на сегодняшней пресс-конференции Клаус Понтоппидан, ученый проекта Webb. «Инфракрасные цвета так же реальны, как и видимые цвета», — сказал он. «Если бы у вас были инфракрасные глаза, чувствительные к этому свету, вы бы увидели именно это».

Однако здесь задействована некоторая художественная лицензия. «Вы действительно пытаетесь показать различные детали и процессы, происходящие на астрономических изображениях, но, в конце концов, вы хотите, чтобы это было очень убедительно», — Алисса Пэган, разработчик научных визуальных изображений в Space Telescope Science. Институт, в котором работает Уэбб, сказал во время сегодняшней трансляции НАСА. «Вы хотите, чтобы он был очень красивым, потому что космос прекрасен».

Астрономы, с которыми я разговаривал за несколько дней до большого открытия, не были удивлены тем, что НАСА выбрало туманность Киля в качестве одной из первых целей Уэбба. Туманность — одна из самых больших и ярких на нашем ночном небе, и она хорошо известна своей фотогеничностью. Но когда изображение появилось на экране в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Мэриленде, где сотни людей собрались для большого открытия, раздались вздохи, а затем тишина. Ранее мероприятие напоминало митинг воодушевления, когда сотрудники трясли золотыми помпонами и возглавляли толпу аплодисментами, вдохновленными Уэббом. Столкнувшись с Кариной, толпа в зале казалась просто ошеломленной. Он определенно видел впечатляющие космические снимки раньше; Взгляд Хаббла на туманность Киля, например, прекрасен сам по себе. Но ничего похожего на это, где каждый квадратный дюйм наполнен газом, пылью и звездами, и все это так же реально, как планета, на которой мы находимся.

Подробные изображения туманности Ориона, полученные телескопом Джеймса Уэбба

Подробные изображения туманности Ориона, полученные телескопом Джеймса Уэбба

Значок поискаУвеличительное стекло. Это означает: «Нажмите, чтобы выполнить поиск».

Значок шевронаОн указывает на расширяемый раздел или меню, а иногда и на предыдущие/следующие параметры навигации.ДОМАШНЯЯ СТРАНИЦА

Значок «Сохранить статью» Значок «Закладка» Значок «Поделиться» Изогнутая стрелка, указывающая вправо.

Скачать приложение

Изображение туманности Ориона, полученное космическим телескопом Джеймса Уэбба.

НАСА, ЕКА, CSA, команда PDRs4All ERS; обработка изображений Оливье Берне.

• Подробные изображения туманности Ориона были получены телескопом Джеймса Уэбба.
• По данным AFP, в создании изображений участвовало более 100 ученых из 18 стран.
• Изучение туманности помогает исследователям лучше понять формирование нашей Солнечной системы.

LoadingЧто-то загружается.

На недавно опубликованных изображениях, сделанных космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST), туманность Ориона, звездный питомник, расположенный на расстоянии 1350 световых лет от Земли, показана в мельчайших деталях.

Изображения, опубликованные в понедельник группой международных исследователей, стали результатом сотрудничества более 100 ученых из 18 стран, сообщает Agence France-Presse. Туманность Ориона, расположенная в созвездии Ориона, находится в той же среде, что и наша Солнечная система, которая формировалась более 4,5 миллиардов лет назад.

«Мы поражены захватывающими дух изображениями туманности Ориона. Мы начали этот проект в 2017 году, поэтому мы ждали более пяти лет, чтобы получить эти данные», — сказал астрофизик Элс Питерс из Западного университета в Канаде, один из учреждения, участвующие в проекте, говорится в заявлении колледжа.

«Эти новые наблюдения позволяют нам лучше понять, как массивные звезды трансформируют газопылевое облако, в котором они рождаются», — добавила она.

Хотя сердцевины звездных питомников, таких как туманность Ориона, невозможно изучить из-за того, что они окутаны звездной пылью, JWST принимает инфракрасный свет, который позволяет исследователям видеть сквозь пылевые облака.

Туманность Ориона, видимая через космический телескоп Хаббла (слева) и космический телескоп Джеймса Уэбба (справа).

НАСА, ЕКА, CSA, команда PDRs4All ERS; обработка изображений Оливье Берне.

Изображения достаточно подробны, чтобы показать структуры внутри туманности в масштабе, близком к размеру нашей Солнечной системы.

«Мы ясно видим несколько плотных нитей. Эти нитевидные структуры могут способствовать появлению звезд нового поколения в более глубоких областях облака пыли и газа. Также видны уже формирующиеся звездные системы», — сказал Оливье Берне, исследователь из Французский национальный центр научных исследований, согласно заявлению Западного университета.

«Внутри ее кокона в туманности наблюдаются молодые звезды с диском из пыли и газа, в котором формируются планеты. Также отчетливо видны небольшие полости, вырытые новыми звездами, уносимыми интенсивным излучением и звездным ветром новорожденных звезд,» добавил он.

В пресс-релизе Мичиганского университета заведующий кафедрой астрономии колледжа Эдвин Бергин сказал, что он и другие исследователи надеются «получить представление обо всем цикле рождения звезд» на основе изображений.

«На этом изображении мы наблюдаем этот цикл, когда первое поколение звезд по существу излучает материал для следующего поколения. Невероятные структуры, которые мы наблюдаем, детализируют, как цикл обратной связи звездного рождения происходит в нашей галактике и за ее пределами, — сказал Бергин.

Вид внутренней туманности Ориона через космический телескоп Джеймса Уэбба.

НАСА, ЕКА, ККА, обработка и анализ данных: команда PDRs4All ERS; графическая обработка С. Фуэнмайор и О. Берне

Запущенный в декабре, JWST заработал в июле и с тех пор сделал впечатляющие изображения туманности Тарантул и полярных сияний Юпитера. Ранее в этом году JWST также обнаружил водяной пар на планете размером с Юпитер на расстоянии 1150 световых лет.

В Калифорнии разбился конвертоплан морской пехоты США — РБК

www.adv.rbc.ru

www.adv.rbc.ru

www.adv.rbc.ru

Скрыть баннеры

Ваше местоположение ?

ДаВыбрать другое

Рубрики

Курс евро на 5 октября
EUR ЦБ: 56,17

(+1,78)

Инвестиции, 04 окт, 16:13

Курс доллара на 5 октября
USD ЦБ: 58,79

(+1,22)

Инвестиции, 04 окт, 16:13

CNN узнал о «панике» в Белом доме из-за планов России сократить добычу

Политика, 03:54

Южная Корея и США запустили четыре ракеты в ответ на испытания КНДР

Политика, 03:13

NYT узнала об иске Анджелины Джоли к Бреду Питту о домашнем насилии

Общество, 02:46

www. adv.rbc.ru

www.adv.rbc.ru

В Новой Каховке сообщили о работе ПВО и около 15 взрывах

Политика, 02:02

Венгрия рассказала, каких исключений из санкций против России добилась

Политика, 02:01

Львовский университет присвоил Борису Джонсону звание почетного доктора

Политика, 01:43

ФСБ рассекретила документы о воевавших против Гитлера словаках

Политика, 01:19

Объясняем, что значат новости

Вечерняя рассылка РБК

Подпишитесь за 99 ₽ в месяц

Захарова назвала «гадкой» позицию Дании по взрывам на «Северных потоках»

Политика, 01:05

Госдолг США достиг рекордных $31 трлн

Экономика, 00:55

Посла России вызвали в МИД Швейцарии из-за присоединения новых территорий

Политика, 00:44

«Барселона» проиграла «Интеру» и установила антирекорд в Лиге чемпионов

Спорт, 00:41

Суд продлил арест автору блога «Адские бабки» до 7 ноября

Технологии и медиа, 00:36

Умерла обладательница трех «Грэмми» кантри-певица Лоретта Линн

Общество, 00:35

В Пентагоне допустили атаку Украины на Крым с помощью HIMARS

Политика, 00:30

www. adv.rbc.ru

www.adv.rbc.ru

www.adv.rbc.ru

Video

В американском штате Калифорния разбился конвертоплан MV-22B Osprey подразделения Корпуса морской пехоты США, сообщили в пресс-службе Военно-морского института США.

«Подтверждаем, что воздушное судно, принадлежащее третьему авиакрылу Корпуса морской пехоты, разбилось рядом с Глэмисом, штат Калифорния», — говорится в сообщении. Всего на борту находились пять человек. По данным местного телеканала 8newsnow, четыре члена экипажа погибли, поиски одного продолжаются.

В Сирии разбился конвертоплан Корпуса морской пехоты США

Общество

Военные отметили, что вопреки слухам, распространяемым в социальных сетях, на борту разбившегося самолета не было ядерных материалов.

www.adv.rbc.ru

Профильный портал USNI-News ранее сообщил, что, по предварительным данным, на борту разбившегося конвертоплана могли находиться ядерные материалы.

В начале апреля в Южной Корее столкнулись два тренировочных самолета KT-1 Военно-воздушных сил. В результате авиапроисшествия погибли три пилота, еще один получил ранения. Самолеты приземлились на рисовые поля в Сачхоне, примерно в 300 километрах к югу от Сеула.

Американцы уменьшили конвертоплан и сделали его беспилотным многоцелевым дроном

Компания Bell представила новый беспилотный тилтротор V-247 Vigilant, намного более дешевый, надежный и экономичный, чем прежние модели

Александр Сычев

Компания намерена предложить его не только своему главному заказчику – Морской пехоте, но также военно-морским силам США в надежде получить долю в программе «Будущая ударная платформа вертикального взлета морского базирования» (FVL-MS).

Тилтротор или конвертоплан, по сути дела, гибрид вертолета и самолета. При взлете и посадке поворотные двигатели создают вертикальную подъемную силу, а в полете – горизонтальную тягу. В этом случае подъемная сила, как на самолете, обеспечивается крылом.

Идея очень привлекательна тем, что позволяет использовать небольшие, даже необустроенные посадочные площадки размером 45 на 45 метров, а в полете развивать самолетные скорости.

Однако при очевидных достоинствах у подобных транспортных средств есть и значительные недостатки. Они заключены в сложном поворотном механизме – его не просто обслуживать, а пилот должен обладать высокой квалификацией, чтобы не совершить ошибки при изменении угла ротора. Эта операция нередко приводит к катастрофам. За годы своего существования конвертоплан терпел катастрофы около 20 раз, в последний – в марте нынешнего года в Норвегии во время учений «Cold Response» («Холодный ответ»).

Тем не менее с 80-х годов прошлого века американские вооруженные силы широко использовали аналогичные машины V-22 Osprey, созданные совместно компаниями Bell и Boeing. Пытались их продавать другим странам, но торговля не задалась – уговорили только Японию.

Новая модель компании Bell не только значительно меньше V-22, но еще и беспилотная. Это сразу дает пару преимуществ перед пилотируемым предшественником. При аварии пилоты не пострадают, так как их нет, и компьютер не должен, по идее, ошибаться. На кораблях военно-морских сил можно разместить больше V-247 Vigilant, чем V-22 Osprey. Лопасти складываются, а крыло вместе с роторами разворачивается вдоль корпуса. Получается очень компактно – по своим габаритам беспилотный конвертоплан помещается в ангар любого корабля ВМС США и Морской пехоты, на котором используются вертолеты.

Максимальная взлетная масса Vigilant составляет около 13 тонн. Osprey – от 23 до 28 тонн. V-247 развивает максимальную скорость до 570 километров в час. V-22 – 509 километров в час. Боевой радиус полета Vigilant достигает 830 километров. Osprey – 690 километров. Максимальная полезная нагрузка на внешних подвесках и во внутреннем грузовом отсеке беспилотника составляет около шести тонн, V-22 – больше шести тонн.

Летать и таскать тяжести М-227 помогают два двигателя Rolls-Royce 1107C с раздвоенным воздухозаборником и одним кормовым выхлопом, которые обеспечивают мощность в 7 тыс. лошадиных сил.

Планер построен с применением композиционных материалов. Для повышения подъемной силы, улучшения топливной эффективности и увеличения дальности полета крыло, в отличие от Osprey, за мотогондолами продолжено и заканчивается винглетами.

Впервые информация о работах над V-247 появилась в 2016 году. Тогда командование Морской пехоты, главного эксплуатанта конвертопланов в США, задумалось о новых транспортных средствах, более надежных и экономичных. А мода на автономность подтолкнула еще и к беспилотному варианту. Конструкторы утверждают, что заказчики останутся довольны. Надежность системы они даже зашифровали в ее цифровом индексе. 247, то ли в шутку, то ли всерьез, они расшифровывают так – машина будет работать 24 часа семь дней в неделю.

В компании Bell постарались сделать Vigilant универсальной воздушной платформой за счет разнообразной оснастки и вооружения. В базовую комплектацию V-247 входит набор радиоэлектронного оборудования различного назначения – средства наблюдения, навигации. В подвесные контейнеры можно установить достаточно радиолокационную станцию обнаружения и слежения, лазерный целеуказатель, средства ведения радиоэлектронной борьбы и разведки и многое другое. Под носовой частью помещается сферическая оптико-электронная станция со стандартным набором приборов наблюдения оптического диапазона.

Платформа совместима со многими из существующих систем вооружений. С нее можно запускать управляемые ракеты AGM-114 Hellfire и бомбы Textron Fury, ракеты класса «воздух-воздух» AIM-9X Sidewinder и торпеды для поражения морских целей, а также много другое.

Конвертопланы V-22 Osprey нещадно критиковали за чрезмерную дороговизну – более 70 млн долларов в ценах 2015 года и около 15 тыс. долларов за час полета. Это в несколько раз дороже любого вертолета. Заявленная стоимость нового беспилотника около 20 млн долларов. Такая цена может заинтересовать многих в вооруженных силах США и, не исключено, на внешних рынках.

Материалы по теме:

Винтокрыл против конвертоплана: американские военные испытывают вертолеты будущего

Американские военные получили мобильную систему защиты от роевых дронов

Британский флот намерен обзавестись грузовыми дронами

АрмияСШАВВСТехнологиисамолетАмерикаПентагонбеспилотниктехникавертолет Дроны

Нашли опечатку в тексте? Выделите её и нажмите ctrl+enter

В США продемонстрировали массовый полет военных конвертопланов Bell V-22 Osprey

Тема дня

1. Главная

2. Мир

14 июня, 2019, 04:49

Распечатать

Bell V-22 Osprey – единственный конвертоплан в мире, который массово производится и состоит на вооружении.

• Вам также будет интересно

  >

  • Удар в спину: из-за действий Китая российские железные пути терпят огромные потери

    03:30

  • Южная Корея совместно с США запустили ракеты ATACMS в ответ на провокацию Пхеньяна

    01:59

  • США инвестируют в производство боеприпасов, чтобы обеспечить ВСУ — Пентагон

    01:40

  • В ЕС все же договорились о введении потолка цен на российскую нефть – Йозвяк
    Обновлено
    04. 10 23:05

  • Британия направила к месту инцидента с Nord Stream фрегат Королевского флота

    04.10 22:42

  • Министр обороны Великобритании назвал войну в Украине «тревожным звонком» для НАТО

    04.10 22:41

  • Около 1 млн человек выехали из РФ за последние две недели

    04. 10 22:08

  • Генассамблея ООН обсудит российскую «аннексию» территорий в Украине

    04.10 22:02

  • Германия не будет платить Польше репарации за Вторую мировую войну — Бербок

    04.10 22:02

  • Маск снова готов покупать Twitter

    04.10 21:33

  • Эксперт о твитах Маска: «В вопросах этой войны Украина – в кресле водителя»

    04. 10 18:34

  • Bloomberg: Россия не сможет быстро нанести тактический ядерный удар по Украине, названа причина

    04.10 17:22

Последние новости

• Белую Церковь обстреляли из дронов-камикадзе – Кулеба

  04:01

• В Белом доме «мирный план» Маска не поддержали

  03:30

• Удар в спину: из-за действий Китая российские железные пути терпят огромные потери

  03:30

• Последняя речь Путина должна вылечить западных политиков от иллюзий, что с ним можно договориться — эксперт Atlantic Council

  02:59

• Первый российский мобилизованный сдался в плен с помощью проекта «Хочу жить»

  02:39

Все новости

Добро пожаловать!
Регистрация
Восстановление пароля
Авторизуйтесь, чтобы иметь возможность комментировать материалы
Зарегистрируйтесь, чтобы иметь возможность комментировать материалы
Введите адрес электронной почты, на который была произведена регистрация и на него будет выслан пароль

Забыли пароль?
Войти

Пароль может содержать большие и маленькие буквы латинского алфавита, а также цифры
Введенный e-mail содержит ошибки

Зарегистрироваться

Имя и фамилия должны состоять из букв латинского алфавита или кирилицы
Введенный e-mail содержит ошибки
Данный e-mail уже существует
У поля Имя и фамилия нет ошибок
У поля E-mail нет ошибок

Напомнить пароль

Введенный e-mail содержит ошибки

Нет учетной записи? Зарегистрируйтесь!
Уже зарегистрированы? Войдите!
Нет учетной записи? Зарегистрируйтесь!

Move Over Osprey: новый армейский вертолет с конвертопланом готов к бою

Много лет назад видение армии США своего парка вертолетов и самолетов с вертикальным подъемом будущего было направлено на разработку платформ, которые могли бы работать в опасной среде угроз в 2030-х и не сосредотачиваться на ближайшей перспективе, когда речь идет о разработке нового самолета, меняющего парадигму.

В рамках этого видение армии США своего будущего винтокрыла основано на расширенной устойчивости, а это означает, что самолет необходимо будет обслуживать и модернизировать в течение десятилетий в будущем.

Инженеры компании Bell V-280 Valor, конвертоплана, представленного в настоящее время в качестве предложения на конкурс будущих дальнобойных штурмовых самолетов армии США, стремились предвосхитить и согласовать видение армии США в отношении долгосрочной надежности и устойчивости его платформа. Стратегия Bell направлена ​​на использование модульной архитектуры открытых систем (MOSA) для обеспечения долгосрочной возможности обновления и устойчивости за счет использования общих технических стандартов, интернет-протоколов и специальных интерфейсов, предназначенных для улучшения функциональной совместимости.

MOSA является чрезвычайно важным ключом, потому что самолет в течение многих лет проектировался для работы в 2030-х годах и далее, отчасти за счет введения изменяющей парадигму скорости, дальности, маневренности, оружия, датчиков и вычислений. Все эти компоненты технологий следующего поколения должны не только достичь прорывных характеристик, таких как способность летать быстрее и дальше, чем вертолет Black Hawk, без дозаправки, но и поддерживаться и модернизироваться десятилетиями в будущем.

В частности, улучшения живучести и устойчивости будут иметь решающее значение, поскольку противники приобретут больше дальности, точности, возможностей создания помех и технологий кибервойны. MOSA специально предназначен для того, чтобы идти в ногу с этими возникающими проблемами, если не полностью опережать их, чтобы обеспечить долгосрочную безопасность самолета и его экипажа.

«MOSA добивается того, что менялось чаще всего, и может обновляться с той скоростью, которую я называю актуальной. Если противник придумает новый способ натолкнуть на вас что-то, чтобы сбить самолет, вам нужно будет быстро противостоять этому с помощью снаряжения для обеспечения живучести», — сказал рет. Генерал-майор Джеффри Шлёссер, исполнительный вице-президент отдела стратегических исследований Центра вертикального подъема компании Bell. За свою 34-летнюю военную карьеру Шлоссер командовал хорошо известной 101-й воздушно-десантной дивизией армии США.

Используя MOSA, инженеры Bell могут модернизировать электронику V-280, вычислительную технику, систему управления и контроля, а также оборудование для обеспечения живучести самолета (ASE), чтобы обеспечить надежность, производительность и способность противостоять передовым ракетам класса «земля-воздух» при любых условиях. разработчики называют это «скоростью актуальности», имея в виду, что усовершенствования платформы не будут ограничиваться проприетарными технологиями поставщиков или необходимостью использования «привинчиваемых» исправлений, требующих перенастройки оборудования.

«Будь то радиооборудование для обеспечения живучести, ASE (авиационное оборудование для обеспечения живучести), как его называют в армии, вы сможете быстро продвинуться вперед с новой конструкцией. И каждый раз, когда вы это делаете, вы делаете это в конкурентной среде или не пытаетесь использовать систему для решения проблемы», — сказал Шлёссер.

Благодаря MOSA новые аппаратные конфигурации не нужно создавать с нуля и интегрировать в существующую высокотехнологичную систему. Приложения общих стандартов с упором на обеспечение подключения и транспортных уровней «защищены», что не только ускоряет сроки важных обновлений, но также обеспечивает устойчивую совместимость и устойчивую защиту.

В качестве способа обучения тому, как обеспечить долгосрочную надежность своего V-280 Valor, качество, которое значительно повышает живучесть, предотвращая сбои в полете или какие-либо сбои в боевых действиях, инженеры Bell полностью разобрали самолет. Такой подход помог Bell укрепить свою стратегию MOSA.

«Когда мы разобрали самолет, что мы и делали, начиная с марта, мы обнаружили, что коробки передач были в норме. Чрезмерного износа не было. Другими словами, наш подход к созданию редукторов, а также всех других компонентов самолета был разумным, мы фактически построили дополнительные редукторы винта, дополнительные лопасти, нам никогда не приходилось использовать их с таким риском», — сказал Шлёссер. .

Технологическая предпосылка для создания самолета, по словам разработчиков Bell, относится к конкретному инженерному подходу модульной архитектуры открытых систем. По сути, этот подход обеспечивает общие интернет-протоколы, интерфейсы и общие стандарты данных, что обеспечивает быструю и безопасную интеграцию обновлений и улучшений поддержки. Они часто принимают форму обновлений программного обеспечения или корректировок электроники, систем управления и управления. Темпы модернизации, особенно с компьютерной обработкой, системами с искусственным интеллектом (ИИ) и датчиками, настолько высоки, что инженеры Bell предприняли целенаправленные усилия для разработки нового V-280 с технической инфраструктурой, достаточной для обеспечения долгосрочной возможности модернизации и надежность. Это вещи, которые не только обеспечивают успешную модернизацию, но и значительно повышают живучесть самолета, поскольку его системы становятся более надежными.

Разработчики Bell разработали V-280 с учетом экологических требований, опираясь на свой многолетний опыт создания конвертопланов, таких как Osprey. Тем не менее, V-280 представляет собой полностью «чистый лист», который находится в воздухе уже несколько лет и налетал 215 часов.

«Конвертоплан — проверенная полевая возможность. Наш конвертоплан нового поколения создан на основе 700 000 летных часов и боевых операций. Мы не экспериментируем с неизвестным», — добавил Шлёссер.

Например, разработчики Bell повысили надежность и потенциал устойчивости V-280, выявляя и устраняя или избегая проблем или проблем, связанных с Osprey.

«Мы устранили проблемы в источнике и перепроектировали компоненты, чтобы повысить надежность ядра и упростить производство. Большее время нахождения в полете уменьшило объем работ по техническому обслуживанию», — сказал Шлёссер.

Крис Осборн — редактор отдела защиты National Interest . Осборн ранее служил в Пентагоне в качестве высококвалифицированного эксперта в канцелярии помощника министра армии по закупкам, логистике и технологиям. Осборн также работал ведущим и военным специалистом в эфире национальных телеканалов. Он появился в качестве приглашенного военного эксперта на Fox News, MSNBC, The Military Channel и The History Channel. Он также имеет степень магистра сравнительного литературоведения Колумбийского университета 9.0036 .

Изображение: DVIDS .

Боинг: V-22 Osprey

V-22 Osprey — многоцелевой боевой самолет совместной службы, в котором используется технология конвертоплана, позволяющая сочетать вертикальные характеристики вертолета со скоростью и дальностью полета самолета. С его роторами в вертикальном положении он может взлетать, приземляться и зависать, как вертолет. Поднявшись в воздух, он может превратиться в турбовинтовой самолет, способный к высокоскоростному полету на большой высоте. Эта комбинация приводит к возможностям глобального охвата, которые позволяют V-22 заполнить оперативную нишу, в отличие от любого другого самолета.

Тяжелый подъемник

«Оспри» может перевозить 24 боевых десанта или 20 000 фунтов внутреннего груза или 15 000 фунтов внешнего груза.

Высокая скорость

Обладая максимальной скоростью 270 узлов (500 км/ч) при SL, Osprey может быстро реагировать на отдаленные угрозы.

Складные винты

Крылья Osprey складываются в конфигурации 63 фута, 18 футов на 18 футов, что занимает меньше места на авианосце.

Универсальная проверенная технология

Два заказчика использовали технологию поворотного винта и налетали на самолете более 500 000 часов.

Поддержка на протяжении всего жизненного цикла

Компания Boeing обеспечивает поддержку и услуги для миссии V-22 по всему миру, не отставая от двух заказчиков самолета.

Оптимизация готовности флота Osprey по всему миру — одна из многих задач Boeing. От заключения контрактов на логистику и комплексной поддержки парка до технического обслуживания, модификации и ремонта вертикальных подъемников, Boeing предлагает широкий спектр инновационных продуктов и услуг, которые напрямую поддерживают и расширяют возможности при одновременном снижении общей стоимости владения. Эти отмеченные наградами услуги варьируются от транзакционных запасных частей до полных решений поддержки жизненного цикла, которые уникально адаптированы к требованиям каждого клиента V-22.

21 марта 2022 г. в Defense

Boeing передает оригинальную модель аэродинамической трубы V-22 Osprey Американскому вертолетному музею и образовательному центру.

Узнать больше

29 апреля 2022 г. в Defense

На фотографии CV-22 проводит операции с подводными лодками для Командования специальных операций США.

Узнать больше

1 марта 2022 г. в Defense

Коммодор ВМС высоко оценивает возможности конвертоплана и недавние характеристики на борту авианосца «Карл Винсон».

Узнать больше

3 сентября 2020 г. в Defense

Группа комплексных испытаний V-22 недавно провела важные летные испытания на борту амфибийных кораблей ВМС США USS Wasp и USS New York .

Узнать больше

27 августа 2020 г. в Defense

Группа подростков из Сент-Луиса провела летние каникулы, повышая боевую готовность парка самолетов CV-22 ВВС США.

Узнать больше

1 августа 2019 г. в Defense

Boeing празднует открытие современного завода V-22 Osprey за пределами Филадельфии.

Узнать больше

8 сентября 2015 г. в Defense

Пилот ВВС США майор Бретт Кэссиди воссоединяется с CV-22, на котором он летел через перестрелку. Их невероятная история, когда они собираются вместе в Херлбурт Филд, штат Флорида,

Узнать больше

12 июня 2013 г. в Defense

Пятилетние контракты на производство конвертопланов V-22 Osprey и вертолетов CH-47 Chinook.

Узнать больше

13 мая 2013 г. в Defense

Летя низко и быстро на CV-22, капитан Уилл Томпсон глубокой ночью маневрирует самолетом через узкий горный перевал.

Узнать больше

19 сентября 2013 г. в Defense

Компания Boeing обратилась к команде инженеров с опытом работы в NASCAR, чтобы они помогли создать элегантный, универсальный и быстрый автомобиль, который даже не отрывается от земли.

Узнать больше

Компания Boeing выполняет роль штурмовой поддержки Корпуса морской пехоты США с помощью MV-22 с 2007 года. ВВС США и Командование специальных операций ВВС используют вариант CV-22 с 2009 года.. ВМС США начали получать CMV-22 с топливными баками большой дальности в 2020 году. Сухопутные силы самообороны Японии используют модифицированный MV-22 для гуманитарной поддержки, поисково-спасательных и транспортных операций. Морские пехотинцы США также используют свои MV-22 в роли поддержки президента на HMX-1.

• Япония

• США

• Соответствует требованиям ВМС США в отношении боевых поисково-спасательных операций, тылового обеспечения флота и поддержки специальных боевых действий
• Соответствует требованиям Командования специальных операций США в отношении высокоскоростного дальнемагистрального самолета с вертикальной подъемной силой

.

• Может храниться на борту авианосца или десантного корабля, поскольку несущие винты могут складываться, а крылья вращаться
• Имеет возможность дозаправки в воздухе, что является краеугольным камнем возможности самостоятельного развертывания
• Посмотрите сюжет Смитсоновского канала о V-22 «Воздушные воины: чрезвычайно рискованная миссия на вражеской территории»
• Посмотрите сюжет Смитсоновского канала «Воздушные воины: скопы быстро победили военачальника талибов»

Июль/август 2019 г. — V-22 в 30 лет: оглядываясь на три десятилетия существования единственного в мире серийного конвертоплана земной шар недоступен тому, что остается единственным в мире серийным конвертопланом.

«Солнце никогда не заходит над империей V-22, можно сказать», — недавно высказался на мероприятии под Вашингтоном полковник Мэтт Келли, руководитель программы V-22 вооруженных сил США.0003

«Если бы у меня был V-22, припаркованный здесь снаружи, я мог бы взлететь и, по сути, проехать мимо Сент-Луиса на одной ноге», — сказал он. «С одной дозаправкой я могу приземлиться в Сан-Франциско. Если вы посмотрите на все места, где развернуты V-22 с этими услугами и с нашим партнером Японией, в мире не будет слишком много мест, где вы сможете спрятаться от V-22. ”

Это впечатляющее резюме для самолета, у которого был ошибочный и часто фатальный период разработки и ввода в эксплуатацию, начавшийся 19 марта.1989 год, когда Bell-Boeing V-22 Osprey впервые оторвался от земли. Этот полет положил начало программе, которая претерпела трагические испытания, прежде чем поступила на вооружение и стала одним из самых востребованных боевых самолетов в военном флоте США.

Компания Bell, которая в то время все еще использовала в своем названии слово «вертолет», отметила это событие на обложке своего внутреннего печатного информационного бюллетеня за апрель 1989 года под заголовком «V-22 Osprey совершил успешный первый полет».

Как и планировалось, самолет оставался в режиме вертолета с направленными вверх гондолами все 15 минут полета. Максимальная скорость была ограничена 20 узлами на высоте 30 футов от земли. Согласно передовой статье, тогдашний президент Bell Джек Хорнер назвал успешный полет «одним из величайших авиационных достижений за последние 40 лет». 900:03 MV-22B Osprey взлетает с борта авианосца USS Boxer. Александр Кубица/США. Navy Photo

Заместитель коменданта морской пехоты по авиации генерал-лейтенант Чарльз Питман и почти 2000 человек, связанных с программой, присутствовали при этом, чтобы стать свидетелями полета.

«Osprey даст нам большую дальность полета, большую живучесть, скорость, маневренность и возможности загоризонтного полета», — сказал Питман после полета. «Я очень рад получить его в войска как можно скорее».

В то время армия рассматривала возможность покупки 231 MV-22 для медицинской эвакуации, боевой поддержки и воздушных перевозок внутри театра военных действий. Армия, однако, так и не приняла конвертопланы, в то время как Корпус морской пехоты пошел ва-банк, так что дальность полета и скорость MV-22 коренным образом изменили способ действий его войск с кораблей передового базирования и заморских баз.

«Это действительно штурмовая платформа пятого поколения и единственный серийный конвертоплан, который может делать то, что он делает», — сказал Келли. «Пятикратная дальность полета и вдвое большая скорость, чем у обычного вертолета, позволяют выполнять критически важные миссии даже в темное время суток. Это действительно важно для CV-22, парней, занимающихся специальными операциями, но наличие такого большого радиуса действия и высокой скорости очень удобно для Корпуса морской пехоты, а также очень удобно для ВМФ, поскольку они пополняют запасы своих кораблей».

Более 375 конвертопланов Osprey с тех пор налетали 450 000 часов в составе Корпуса морской пехоты США, Командования специальных операций ВВС и воздушно-десантного окружения президента.

После того первого полета, проведенного в режиме вертолета, самолету потребуется еще шесть месяцев, чтобы продемонстрировать полет вперед в режиме самолета. Программа понесла свою долю задержек в разработке, перерасхода средств и серии фатальных происшествий в испытательных полетах — печально предсказуемый результат статуса программы как радикально новой концепции вертикального подъема. В 2000 году 23 морских пехотинца погибли в двух авариях, что привело к длительной посадке на мель. Поступление Osprey в эксплуатацию было отложено до 2007 года.0003

С тех пор Корпус морской пехоты использовал превосходную скорость и дальность полета Osprey, чтобы коренным образом изменить свои воздушные операции корабля-берег. Другие службы и международные заказчики начинают понимать тактические преимущества конвертоплана. ВМС США начнут использовать новый вариант CMV-22 для доставки личного состава и грузов на свои авианосцы, заменив устаревший C-2 Greyhound в роли бортового носителя. Япония стала первым международным покупателем V-22.

Модификации и испытания японского варианта V-22 завершены, и в этом году начнется обучение японских пилотов. В следующем году в эту страну будет доставлен первый из 17 В-22.

Первые два фюзеляжа CMV-22 находятся в Амарилло, штат Техас, где Белл прикрепляет крыло, гондолы и хвостовое оперение. Эти самолеты имеют более крупные запасы топлива для увеличения дальности полета до 11 050 морских миль, перевозя 6000 фунтов, ВЧ-антенну для радиосвязи управления воздушным движением на дальних океанских маршрутах и ​​внутреннюю систему громкой связи для перевозки VIP-персон сзади.

CMV-22 также может нести двигатель Pratt & Whitney F135, используемый на F-35, что недоступно ни одному другому самолету авианосца. Фактически, первое развертывание F-35C совпадет с первым развертыванием CMV-22 на борту авианосца класса Nimitz.

Пока строятся CMV-22, ВМФ тестирует некоторые оперативные концепции, используя MV-22 для выполнения миссии COD во время боевого эксперимента флота.

«Мы использовали MV-22… чтобы снабдить авианосец с большой палубой материально-техническим обеспечением и припасами, чтобы начать извлекать эти уроки оперативного типа на раннем этапе, потому что, когда CMV попадет в парк, он сразу же пойдет на [эксплуатационные испытания], а затем прямо в развертывание, — сказал Келли. «Мы думаем, что сюрпризов не будет. Мы использовали MV-22 на этих авианосцах с большой палубой в течение достаточно долгого времени на различных учениях».

Крис Гелер, вице-президент программы Bell V-22 и заместитель программного директора совместного предприятия Bell-Boeing, говорит, что военно-морской флот может найти применение V-22 вне миссии COD. По его словам, поскольку развертывание CMV-22B запланировано на 2021 год, ВМС «хотят проверить свои операции и оценить, хотят ли они покупать больше самолетов».

«Я думаю, что военно-морской флот видит, что у самолета много полезности, много универсальности, которые просто еще не были использованы для того, что они могли сделать», — сказал Гелер. «Очевидно, что есть миссия авианосца, но есть и другие вещи, которые нужно сделать, и, вероятно, ВМС нуждаются в дополнительных самолетах для выполнения других миссий, не отвлекая от самой миссии COD».

Производственная линия V-22 — Boeing собирает фюзеляж в Филадельфии, Bell прикрепляет гондолы и крылья в Амарилло, штат Техас, — согласно текущему многолетнему контракту, по словам Гелера, она будет работать до 2025 года.

Bell и Boeing работают по многолетнему контракту на сумму 4,2 миллиарда долларов, который предусматривает производство и техническое обслуживание не менее 58 самолетов V-22.

Два CMV-22B должны быть доставлены в авиабазу Патаксент-Ривер, штат Мэриленд, в конце этого года для проведения летных испытаний, а еще один испытательный самолет будет доставлен в 2020 году9. 0003

Общая цель закупки V-22 для вооруженных сил США составляет 464 самолета: 360 самолетов MV-22 Корпуса морской пехоты, 48 самолетов ВМФ и 56 самолетов CV-22 для USSOCOM (финансируется USSOCOM и ВВС).

Варианты V-22 были задействованы в операциях в Афганистане, Ираке и Кувейте, а также участвовали в гуманитарных операциях, включая ликвидацию последствий землетрясения на Гаити и в Японии и реагирование на ураганы в США. Как русские Т-34 с завода на поле боя в Сталинграде в 1942, настолько популярным и востребованным был V-22 в войнах в Афганистане и Ираке, что Osprey сходил с конвейера и сразу же вступал в боевые действия более десяти лет, в результате чего на вооружении находилось более 70 различных конфигураций.

Теперь компания Bell работает над тем, чтобы Osprey оставался в рабочем состоянии еще сорок лет, упрощая обучение и техническое обслуживание с помощью программы Common Configuration Readiness and Modernization (CCRAM), чтобы объединить парк из более чем 77 конфигураций в менее чем 17 вариантов.

Из 129 самолетов MV-22 Block B, построенных от пяти до 15 лет назад, четыре включены в CCRAM и будут доведены до конфигурации 2019 года путем замены систем и капитального ремонта на заводе Boeing за пределами Филадельфии. Работа включает в себя около 60 предложений по инженерным изменениям, направленным на повышение как надежности, так и возможностей.

Усовершенствования направлены на сокращение времени, затрачиваемого обслуживающим персоналом на уход за гондолами, вращающимися деталями на концах крыльев, в которых размещаются двигатель, коробка передач и несущая система. По словам Келли, гондолы требуют непропорционально большого объема обслуживания по сравнению с остальной частью самолета.

«Этот проект направлен на перепроектирование важнейших частей гондолы — проводки и некоторых конструктивных усовершенствований — чтобы сделать ее более надежной и ремонтопригодной по мере продвижения в будущее», — сказал он.

И Корпус морской пехоты, и ВВС планируют модернизировать датчики и системы лечения своих «Оспреев», чтобы помочь пилотам приземляться в ухудшенных визуальных условиях. По словам Келли, длинноволновые инфракрасные камеры проходят испытания, чтобы выяснить, могут ли они давать пилотам визуальные подсказки, когда они приближаются к зонам приземления.

Программное обеспечение для подсказок поможет пилотам понять, где находится самолет в космосе, и какие управляющие входы использовать для управления и безопасной посадки. Келли добавил, что модернизация текущей системы отображения на шлеме пилота позволит в полете получить доступ к информации и визуализации данных от новых датчиков и процессоров.

«Что мы хотим сделать, так это убедиться, что он останется центральным элементом пятого поколения [Морской воздушно-наземной оперативной группы]. … Что это может быть этот узел, что он может передавать информацию от наземных сил потенциально другим наземным силам, о том, что в воздухе, о том, что происходит на корабле».

Обеспечение возможности подключения привело к заявлению о неотложных универсальных потребностях с просьбой о краткосрочной технологической модернизации самолета, который находится на эксплуатационных испытаниях. По словам Келли, более постоянное и долгосрочное решение все еще находится в разработке.

Первый прототип Bell-Boeing V-22 переходит к прямому полету. Bell Flight

«Морская пехота будет летать на этом самолете 20, 30, 40 лет, — сказал он. «Мы точно не знаем, но знаем, что много. Мы знаем, что в самолете осталось еще много жизни».

FVL: Не выбирайте конвертоплан, летчик-испытатель V-22 рассказывает армии

Составные вертолеты Defiant-X, загружающие тяжелый груз (концепция художника) с. Но в этой статье бывший летчик-испытатель V-22 Корпуса морской пехоты Скотт Трейл говорит, что, хотя конвертопланы хорошо подходят для дальних миссий Корпуса морской пехоты, составной вертолет лучше подходит для армии. Почему? Читать дальше! Редакторы.

Какой самолет должна купить армия, чтобы заменить UH-60 Black Hawk эпохи Рейгана? 30 марта армия объявила, что конвертоплан V-280 Valor компании Bell Textron и составной вертолет Sikorsky-Boeing Defiant X перейдут к следующему этапу программы Future Long Range Assault Aircraft (FLRAA).

Основываясь на моих исследованиях и личном опыте летчика-испытателя конвертоплана в Корпусе морской пехоты, составной вертолет является очевидным выбором, когда речь идет о выборе конфигурации, которая наилучшим образом поддерживает миссию армии и минимизирует затраты.

В то время как конвертопланы обладают превосходными крейсерскими характеристиками на большой высоте, это менее актуально для будущих высокоинтенсивных боевых действий, когда армейская авиация должна будет оставаться на низком уровне, чтобы избежать передовой противовоздушной обороны. Кроме того, составной вертолет более манёврен на малых высотах, лучше зависает на больших высотах в жаркую погоду и может поддерживать более плотный строй. Что еще более важно, затраты на обучение и военное строительство для перехода с H-60 ​​на составной вертолет будут намного ниже, чем затраты на переход на конвертоплан.

Составной вертолет Sikorsky-Boeing SB>1 Defiant (слева) и конвертоплан Bell Textron V-280 Valor (справа) ниже 200 футов, затем массируйте цель, чтобы обеспечить боевую мощь. Быстрая посадка на цель имеет решающее значение для поддержания элемента внезапности и подавления сил противника.

У морских пехотинцев уже есть дальнобойная штурмовая платформа в конвертоплане V-22. Можно предположить, что армия может последовать решению морской пехоты и использовать свой опыт конвертопланов. Однако у морской пехоты и армии разные задачи. Конфигурация конвертоплана соответствует концепции морского пехотинца: « сражаться и побеждать в битвах нашей страны … быстро реагировать на сложный спектр кризисов и конфликтов, а также получать доступ или проводить операции по насильственному проникновению ». (курсив добавлен) Для победы в битвах, реагирования на кризисы и судебного преследования за насильственное вторжение требуется самолет, который летает далеко и быстро, особенно в огромном Тихом океане.

Армейский FLRAA поддерживает другую миссию. Миссия армии: «… победить в войнах нашей страны … на неопределенный срок захватить и контролировать те вещи, в которых противник больше всего нуждается…» (выделено мной) Победа в войнах и бесконечный захват ресурсов и контроль над ними требуют способности быстро наращивать боевые силы и поддерживать операции, где сомкнутые боевые порядки и эффективность зависания являются критическими возможностями. Именно в этих областях составной вертолет превосходит другие.

Обе эти миссии потребуются для победы в Азиатско-Тихоокеанском регионе.

Прибытие незамеченным

Чтобы избежать сложной противовоздушной обороны Китая, штурмовой самолет должен лететь низко, чтобы его не обнаружили. Низкий полет не позволяет V-280 летать на большой высоте и снижает его преимущество в расходе топлива перед составным вертолетом Defiant X. В самолетном режиме низкая акустическая сигнатура V-280 является преимуществом. Но когда конвертоплан переходит на посадку, он «чертовски громкий», согласно отчету The War Zone. Исторически сложилось так, что наземные войска получают предупреждение о приближающихся вертолетах, слыша их, а это означает, что более громкие самолеты дают противнику больше времени, чтобы подготовиться и даже сбить их.

Быстрое наращивание боевой мощи

Скорость и дальность полета как V-280, так и Defiant X трансформируются. Однако быстрое наращивание боевой мощи достигается не только за счет скорости. Это достигается за счет полетов плотным строем и приземления в ограниченных зонах приземления.

По данным 101 ^st Airborne, вертолеты H-60 ​​могут безопасно приземляться на расстоянии всего 30 метров (98 футов). Для сравнения, для V-22 требуется расстояние 76 м (250 футов), что в два с половиной раза больше, чем для H-60.

Это увеличенное расстояние не является произвольным требованием. В июне 2012 года ВВС США потерпели крушение CV-22 специального назначения из-за того, что тянущийся за ним CV-22 пролетел сквозь омывающую жидкость от несущего винта головного самолета. В то время как V-280, вероятно, потребует меньшего разделения, чем V-22, разделение группы конвертопланов будет значительно больше, чем составной вертолет Defiant X. Важно отметить, что увеличение эшелонирования также увеличивает количество полетов, необходимых для наращивания боевой мощи, что увеличивает подверженность вражескому огню, особенно во время первоначальных посадок, когда солдаты наиболее уязвимы.

Поддерживающие операции

Как только быстрое наращивание боевых сил завершено, миссия армии переходит к поддерживающим операциям. На этом этапе особое внимание уделяется характеристикам зависания и вертикальному маневрированию на пересеченной местности. Благодаря более крупному коаксиальному ротору, эффективность и производительность зависания Defiant X превосходят V-280, особенно в высоких и жарких условиях. Defiant X будет нести больше и иметь увеличенный запас мощности на высоте по сравнению с V-280.

Стоимость жизненного цикла

По оценкам Бюджетного управления Конгресса (CBO), можно приобрести от 450 до 900 FLRAA по цене от 23,8 до 47,6 миллиардов долларов. Вероятно, армии понадобится больше FLRAA, чтобы заменить нынешний парк вертолетов H-60, состоящий из 2279 вертолетов. При таком количестве необходимых новых самолетов даже относительно небольшое увеличение расходов на содержание в расчете на один самолет приведет к существенному увеличению бюджетных потребностей. По данным Университета оборонных закупок, 72 процента затрат в течение жизненного цикла приходится на этап поддержки приобретения. Чтобы обеспечить успех программы, такие затраты должны быть серьезно взвешены, и затраты на переход от H-60 ​​к одному из двух вариантов FLRAA, вероятно, будут сильно различаться. Лучший способ ограничить эту «стоимость переключения» — выбрать конфигурацию, которая больше всего соответствует потребностям H-60 ​​в обучении и инфраструктуре.

Обучение

Из-за уникальных летных характеристик V-280 армия должна будет обучать своих пилотов управлять тремя разными самолетами: так, как морские пехотинцы сегодня обучают пилотов V-22: сначала вертолет, затем самолет с неподвижным крылом и только потом конвертоплан.). На этой модели, в дополнение к 32 неделям обучения армейским вертолетам, пилотам конвертопланов потребуется 20 недель многодвигательной подготовки и 20 недель обучения на тренажерах и конвертопланах в полете, то есть почти полтора года обучения для летать на конвертоплане. Это бремя обучения требует дополнительных самолетов, инструкторов, инфраструктуры и военного строительства. Несмотря на то, что потребуется специальная подготовка по соединениям, она, безусловно, будет меньше, чем подготовка конвертоплана, и сведет на нет необходимость в обучении работе с несколькими двигателями.

Военное строительство

Поскольку диаметр несущего винта Defiant X аналогичен диаметру несущего винта H-60 ​​53 фута 8 дюймов, то же пространство рампы и существующее ангарное пространство вмещает самолет Defiant X, что позволяет избежать каких-либо затрат на новое военное строительство. Напротив, Valor имеет ширину 81,8 фута, что на 45 процентов шире, чем у Defiant X. Это увеличение ширины требует более широких ангаров и больших пандусов, что означает увеличение затрат на военное строительство. Блок из шести V-280 требует расширения рампы и ангара примерно на 150 футов. Умножается на 900 конвертопланов FLRAA, это означало бы более четырех миль расширения рампы и ангарного пространства.

Заключение

В этом соревновании конвертоплан побеждает по скорости и дальности полета. Для быстрого наращивания боевой мощи и поддержания операций характеристики составного вертолета в режиме зависания и плотный строй дают явное преимущество. Когда дело доходит до конфигурации, которая лучше всего соответствует миссии армии при минимальных затратах на жизненный цикл, Defiant X работает лучше всего там, где это важнее всего.

Скотт Трейл — отставной пилот вертолета морской пехоты CH-46E, летчик-испытатель V-22 и член Общества летчиков-испытателей. С 2014 по 2015 год он работал корпоративным научным сотрудником министра обороны в Sikorsky, но так и не получил никакой компенсации ни от этой компании, ни от Boeing, ни от Bell.

Наклонные винты

Набор для получения гражданской сертификации.

31.05.2022 11:37

Леонардо принял Ее Высочество шейху Мозу бинт Марван Аль Мактум в своем вертолетном штабе в США в Филадельфии, предоставив ей возможность лично испытать AW-609, мировая пихта. .. подробнее

Министерство транспорта и Федеральное управление гражданской авиации (FAA) объединились для сертификации летающих кабин

08.03.2022 14:26

Будущее авиаперевозок с летающими такси ставит «новые и сложные проблемы безопасности» перед Федеральным авиационным управлением США (FAA), которое в настоящее время рассматривает заявки на сертификацию… подробнее

Компания Collins Aerospace объявляет об окончании испытаний

02.02.2022 11:44

Американская технологическая компания Collins Aerospace, дочерняя компания Raytheon Technologies, специализирующаяся на аэрокосмической и оборонной промышленности, объявила об успешных испытаниях новых систем для вооруженных дронов для армии США.

Самолет является частью текущей модернизации

01.02.2022 15:01

Компания Bell, входящая в состав Textron Inc. , завершила первую модернизацию гондолы. Модификация конвертоплана CV-22 Osprey ВВС США. Самолет является частью продолжающейся модернизации Bell и Boeing с целью улучшения… подробнее

Это конвертоплан калифорнийского производства, управляемый военным пилотом

.
24.01.2022 14:00

ВВС США (USAF) совершили первый полет на частном электрическом самолете вертикального взлета и посадки, дистанционно управляемом военным летчиком. Он представляет собой кульминацию серии испытаний… more

Тендер на 1,6 миллиарда долларов на поставку сотен самолетов

10.01.2022 11:43

Американские производители Bell и Boeing выиграли в эти дни тендер Министерства обороны США на техническое обслуживание, ремонт и поддержку конвертоплана V-22 (самолета-вертолета), находящегося на вооружении… подробнее

Самолет эксплуатируется ВВС США, ВМС США и Сухопутными силами самообороны Японии

25. 03.2021 13:50

Конвертоплан V-22 Osprey (самолет и вертолет) налетал более 600 000 часов, обеспечивая постоянную поддержку клиентов для поддержания готовности к выполнению миссии и перевозки важных грузов и персонала. еще

Событие состоится в следующем октябре

24.02.2021 10:23

Компания Leonardo and Falcon Aviation Services со штаб-квартирой в Италии объявила о начале строительства нового вертолетного терминала, который облегчит мобильность на «Экспо-2020» и обратно… подробнее

Революционное сообщение с островом Огасавара

02.09.2020 14:03

Этот самолет присоединится к парку из более чем 130 вертолетов, выполняющих гражданские, государственные и военные функции, а также к надежной сети служб поддержки клиентов на местах. подробнее

Он становится первым международным эксплуатантом с возможностями конвертоплана

15. 07.2020 12:41

Компания Bell Boeing доставила первый конвертоплан (самолет-вертолет) V-22 Osprey в Кэмп Кисаразу в Японии в последние дни, но сообщила об этом только вчера. Сухопутные силы самообороны Японии (JGSDF)… more

Третий в общем зачете Вооруженных Сил — ВИДЕО

25.06.2020 10:09

Bell Textron Inc., компания Textron Inc., и Boeing поставили первый конвертоплан CMV-22B (самолет-вертолет) для операций флота ВМС США в последние дни. V-22 базируется в компании Fleet Logistics… подробнее

CV-22 для Командования специальных операций ВВС США

10.06.2020 15:17

Команда Bell Boeing V-22 недавно поставила свой 400-й самолет CV-22 для Командования специальных операций ВВС США. Первый серийный V-22 был доставлен 24 мая 19 года.99, а сегодня происходят поставки… подробнее

Новый вариант ВМС США демонстрирует возможности конвертоплана

22. 01.2020 13:35

Первый конвертоплан CMV-22B Osprey (самолет-вертолет), построенный Boeing и Bell Textron, компанией Textron Inc., завершил первый полет в сборочном центре Bell в Амарилло. CMV-22B i… еще

Для повышения готовности флота

11.12.2019 10:53

Обновление позволяет сократить количество типов конфигураций для упрощения обслуживания и ремонта Подробнее

Конвертоплан для поддержки военных миссий по всему миру

08.10.2019 15:59

Парк конвертопланов V-22, построенных Bell Textron Inc., компанией Textron Inc. и Boeing, преодолел отметку в 500 000 летных часов. Более 375 Ospreys зарегистрировали часы, в том числе… more

Здесь также будет производиться производство фюзеляжей для Вооруженных сил и международных заказчиков

02.08.2019 15:58

Компания Boeing, Корпус морской пехоты США, ВВС США и ВМС США объявили о преобразовании объекта площадью 350 000 квадратных футов за пределами Филадельфии в современный завод, где сотрудники компании будут строить фюзеляжи. .. больше

Промышленность создает с NAS рабочую группу для оценки использования транспорта и коммунальных услуг

07.03.2019 11:57

Японская компания Leonardo и Nakanihon Air Service, Co., Ltd. (Nakanihon Air Service, NAS) подписали на выставке «Хели-Экспо» (см. AVIONEWS) Меморандум о взаимопонимании (MoU) создать совместную рабочую группу, которая будет… подробнее

И первого американского тренажера вертолета AW-169

06.03.2019 17:21

Компания Leonardo объявила вчера на выставке «Heli-Expo 2019» в Атланте (см. AVIONEWS) о начале производства первого в мире конвертоплана (самолета-вертолета) AW-609 полнопилотажного тренажера уровня D ( FFS) и т… подробнее

Во время испытательного полета погибли два летчика-испытателя

04.09.2018 15:00

16 октября следующего года состоится первое предварительное слушание в отношении руководителей AgustaWestland-Leonardo по делу об аварии AW-609конвертоплан (самолет+вертолет) регистрационный N609AG, который. .. подробнее

Два самолета плюс учебный пакет в 2020 году

27.02.2018 06:30

Leonardo и Era Group (Era) объявили сегодня о подписании знаменательного соглашения, согласно которому конвертоплан AW-609 (самолет-вертолет) будет запущен в эксплуатацию на коммерческом рынке США и продемонстрирует его. .. еще

Филадельфия, США — включая варианты CV-22 и MV-22

15.11.2017 14:34

Компания Boeing и Bell Helicopter Компания Textron объявила вчера, что парк конвертопланов Bell Boeing V-22, включая варианты CV-22 и MV-22, превысил отметку в 400 000 единиц. … еще

Милан, Италия. Он рассчитан на пять лет и организован Миланским политехническим институтом

.
05.07.2017 13:52

Реализовать с помощью дополнительных технологий в 3D инновационную огибающую трансмиссии конвертоплана (летающего аппарата, который взлетает как вертолет, а летает как самолет) — цель «Горизонта 2020». . , еще

Рим, Италия — сертификация FAA запланирована на 2018 год

09.02.2017 17:11

Ожидается, что вскоре после недавних наземных и летных испытаний программа AW-609 TiltRotor (самолет+вертолет) начнет испытания на обледенение. Эти авансы были сделаны в поддержку FAA (Федеральный… more

Токио, Япония — у Токио были объяснения. Действия возобновились, за исключением дозаправки в полете, расследование по которой продолжается

19.12.2016 15:44

Вертолет MV-22 Osprey (гибрид, между самолетом и вертолетом) возвращается в полеты в Японии после того, как его посадили на мель по требованию правительства Токио из-за крушения, из-за которого он стал главным героем в последний раз Вторник… больше

Рим, Италия — Leonardo-Finmeccanica подтверждает сертификацию на 2018 год

11.08.2016 08:59

Компания Leonardo-Finmeccanica объявила сегодня, что после недавнего возобновления летных испытаний в Филадельфию прибыл первый летающий прототип конвертоплана AW-609 (самолет и вертолет).
Отправление… еще

Рим, Италия. Сертификация ожидается в 2018 г.

05/05/2016 10:09

Компания Leonardo-Finmeccanica объявила вчера, что третий прототип (A/C3) AgustaWestland AW-609 TiltRotor (самолет+вертолет) завершил свой первый наземный обкат на объектах компании в C. .. еще

Рим, Италия. Он должен пройти гражданскую сертификацию FAA в 2017 году

15.09.2015 15:01

Самолет Finmeccanica-AgustaWestland AW-609 TiltRotor (самолет+вертолет) установил рекорд скорости на 1000-километровом пути «из точки в точку». Самолет с уникальным сочетанием скорости турбовинтового самолета… далее

Токио, Япония — 15 тысяч демонстрантов также выступают против развертывания CV-22 «Osprey» на авиабазе Йокота

.
26.05.2015 08:47

В минувшие дни перед зданием японского парламента в Токио выстроилась живая цепь протеста против строительства новой военной базы США на южном острове Окинава. 15 тысяч… еще

Окинава, Япония — Сильная оппозиция на японской земле после недавнего инцидента на Гавайских островах

20.05.2015 12:22

Последний инцидент, произошедший 17 мая 2015 года недалеко от авиабазы ​​Беллоуз на Гавайях, в очередной раз подогрел полемику в Японии по поводу намерения США развернуть группу специальных операций, созданную CV- 22 «Оспри»… подробнее

Вашингтон, США — Тендер запланирован на 2017 год

20.05.2015 06:56

Американское командование специальных операций (SOCOM) ищет машину для использования в связке с конвертопланом CV-22 «Osprey»: самолет, который может выполнять функции обоих самолетов и вертолет,… еще

Все, что вам нужно знать об инновационном конвертоплане AW609

Leonardo AW609 во время демонстрации полета на авиашоу в Йезоло, Италия, 28 августа 2022 года. (Все изображения: Алессандро Фучито / The Aviationist)

Leonardo AW609 был представлен публике во время недавнего авиашоу в Италии.

Несмотря на то, что он готовится к сертификации в качестве первого в мире коммерческого конвертоплана, он также может быть сконфигурирован для множества других приложений, включая национальную безопасность, VIP, коммунальные услуги, специальные операции, военно-морские силы и эвакуацию персонала.

После двухлетнего ожидания 27 и 28 августа авиасалон в Езоло вернулся с выпуском 2022 года. На выставке было представлено 17 различных дисплеев, в том числе активы итальянских ВВС, одиночный дисплей французских ВВС Rafale и Leonardo AW609.конвертоплан. Последний, в частности, дебютировал во время авиашоу в Италии.

Показ AW609 вызвал большой интерес у публики и властей, так как они смогли увидеть в действии один из самых передовых проектов итальянского производителя вертолетов, укрепляющий его позиции в этом секторе. Фактически, AW609 в настоящее время считается одним из наиболее значительных технологических нововведений в мировой авиационной отрасли и может проложить путь к крупномасштабному распространению конвертопланов.

L’#AW609 di #Leonardo fa il suo ingresso al #Jesolo Air Show: проект аэромобиля и его стоимость для получения единой эффективности за счет универсальности операций на электороне и преимуществах, установленных для аэроплана pic.twitter.com/tKxp8UlOeO

— Leonardo (@Leonardo_IT) 28 августа 2022 г.

AW609 родился как совместный проект Bell и Agusta, BA609, который впервые поднялся в воздух в 2003 году как первый гражданский конвертоплан. Позже Bell вышла из проекта с Agusta, которая тем временем была переименована в Leonardo Helicopters, продолжила разработку с планом внедрения AW609.на рынке в середине 2020-х гг.

Конвертоплан разработан с учетом преимуществ как вертолетов, так и самолетов с неподвижным крылом. Результатом являются гондолы пропроторов, которые можно ориентировать вертикально для полета в конфигурации вертолета и автоматически поворачивать вперед при достижении нужной скорости для перехода в режим неподвижного крыла примерно за 40 секунд. Этот процесс преобразования передает подъемную силу от винтов к крылу без резких изменений высоты или летных характеристик, поскольку он происходит в пределах оптимального «коридора» преобразования, автоматически управляемого бортовыми компьютерами.

N609PH во время выставки в Езоло.

Планер AW609 полностью изготовлен из современных композитных материалов, взлетная масса составляет около 8 тонн. Он оснащен двумя двигателями Pratt & Whitney PT6C-67A, что позволяет конвертоплану летать со скоростью более 275 узлов и высотой 25 000 футов с максимальной дальностью полета 1000 морских миль, которую можно увеличить за счет вспомогательных баков, при этом перевозя до девяти пассажиров плюс пилот и второй пилот. AW609 предназначен для полетов в известных условиях обледенения и отвечает самым высоким требованиям FAA как к самолетам, так и к вертолетам, включая работу с одним двигателем и авторотацию.

Основные системы AW609 зарезервированы для обеспечения бесперебойной работы в случае отказа, включая тройную цифровую систему управления полетом по проводам (FBW), обеспечивающую превосходную маневренность. Кабина оснащена усовершенствованной авионикой Collins Aerospace Fusion с тремя жидкокристаллическими сенсорными экранами, полностью совместимыми с очками ночного видения (NVG).

«То, что вы получаете с AW609, — это преимущества обеих конфигураций: независимость от взлетно-посадочной полосы и вертикальная маневренность вертолета, а также скорость, дальность и высота полета, обычно присущие турбовинтовым самолетам», — сказал нам Уильям Суник-младший, старший менеджер AW609.Маркетинг в Leonardo Helicopters. «У этого самолета высота потолка 25 000 футов, и он герметизирован, в отличие от почти всех винтокрылых машин, что означает, что он может летать выше и дальше, в менее турбулентном воздухе, избегать препятствий и гор, снижая расход топлива двигателей: так что у него есть скорость, преимущества по топливу, высоте и дальности по сравнению со стандартными вертолетами».

AW609, вид сбоку.

Leonardo в настоящее время разрабатывает конфигурации для различных вариантов использования конвертоплана AW609. Уникальные характеристики идеально подходят для пассажирских перевозок, морских перевозок в поддержку энергетической отрасли, патрулирования и наблюдения, поисково-спасательных операций, медицинского транспорта, оказания помощи при стихийных бедствиях, специальных операций и правительственных задач.

В критичных по времени сценариях производительность конвертоплана значительно улучшает время реагирования и зону покрытия во время поисково-спасательных операций (SAR) и аварийно-медицинских служб (EMS). В этих ролях широкая дверь кабины AW609 и подъемник весом 600 фунтов могут легко справиться со спасательной корзиной, а для пациентов можно быстро загрузить две носилки. До четырех медиков могут обеспечить бесперебойную медицинскую помощь пациенту в полностью оборудованной с медицинской точки зрения кабине.

Изначально AW609 проектировался как коммерческий самолет.будет иметь интересную разработку для военных миссий, где требуется скорость вмешательства и возможность приземляться и взлетать в ограниченном пространстве. Основные возможности, которые рассматриваются, включают в себя самолет, настроенный для многочисленных приложений, таких как внутренняя безопасность, VIP, утилита, специальные операции и спасение персонала.

Впервые вижу конвертоплан AW609 в версии «Службы безопасности» на сайте Леонардо. Военизированная версия AW609 долго обсуждалась, но теперь добавилась. Леонардо сообщает о задачах, а также о задачах национальной безопасности, а также об операциях SoF и восстановлении персонала. pic.twitter.com/1Y2XAMpSMz

— Ciro Nappi (@CiroNappi6) 28 августа 2022 г.

Возможность работать на расстоянии 500 км от берега добавляет морское и пограничное патрулирование, дальнее наблюдение, борьбу с пиратством, охрану национальных вод, контроль рыболовства и дальнее морское судоходство. SAR для широкого спектра ролей безопасности, подходящих для AW609. В последнем случае скорость конвертоплана и дальность полета позволят выполнять эти миссии только с одним типом самолета, не полагаясь на несколько самолетов, как с неподвижным, так и с вертолетным крылом, для своевременного достижения зоны спасения.

В последнее время разработка AW609 значительно приблизилась к сертификации FAA США. Прототипы, использованные в кампании летных испытаний как в США, так и в Италии, на сегодняшний день налетали более 1700 часов. Окончательная сборочная линия находится на американском заводе Leonardo в Филадельфии, где также открыта вся учебная программа и службы технической поддержки. Также задействовано большинство итальянских заводов Леонардо, производящих ключевые компоненты для окончательной сборки.

N609PH — четвертый и последний прототип (но полностью серийный образец) AW609.

Bristow Group, мировой лидер в области решений для вертикального подъема, является первым заказчиком AW609. Leonardo и Bristow Group будут сотрудничать, чтобы ввести самолет AW609 в эксплуатацию и определить возможности миссии, оценивая концепции эксплуатации, правила, техническое обслуживание, оптимизацию конфигурации и возможные области улучшения или модификации. Производство первого самолета Bristow уже находится на завершающей стадии.

Значительный интерес к AW609 существует в таких регионах, как Австралия и Япония. В Австралии было проведено несколько исследований по использованию конвертоплана в секторе здравоохранения. Самолет позволит быстро добраться до отдаленных районов страны, а затем доставить пациентов прямо в больницу, не прибегая к смешению самолетов, способных приземляться на полуподготовленные взлетно-посадочные полосы, и машин скорой помощи в аэропорту.

Столичное правительство Токио также объявило о намерении оценить AW609чтобы в будущем обеспечить более быструю транспортировку на остров Огасавара, который находится примерно в 1000 км от Токио. Миссии будут выполняться при любых погодных условиях и с ограниченным воздействием на инфраструктуру благодаря его площади, похожей на вертолет, что не потребует строительства новой инфраструктуры на острове.

В прошлом году тот же прототип AW609, который был представлен на авиасалоне в Йезоло, впервые был представлен публике за пределами США и Европы, на авиасалоне в Дубае и во время выставки Expo2020. Конвертоплан был доставлен туда также для церемонии открытия нового вертолетного терминала, построенного Леонардо в сотрудничестве с Falcon Aviation Services, на площадке Expo 2020 Dubai.

Сообщается, что многие операторы заинтересованы в конвертоплане также для пассажирских и VIP-перевозок, особенно на Ближнем Востоке, где Леонардо имеет сильное присутствие. Ранее в этом году было объявлено о заказе четырех самолетов AW609, предназначенных для неназванного частного оператора в Европе для выполнения пассажирских перевозок.

На международном авиасалоне в Фарнборо 2022 у нас была возможность поговорить с Клайдом Уолтманом, генеральным директором Leonardo Helicopters U.S. Уолтман имеет значительный опыт работы в качестве морского и морского летчика, летая на самолете AV-8V Harrier во время боевых действий и в качестве командира. из 11-го экспедиционного подразделения морской пехоты, отряда AV-8B Harrier, 311-й ударной эскадрильи морской пехоты и 13-й авиационной группы морской пехоты. Опыт г-на Вольтмана простирается от операций «Буря в пустыне» до операций «Южный дозор», «Иракская свобода» и «Иракская свобода II», в ходе которых он совершил 200 боевых вылетов.

Вид спереди AC4

«Я пилот силового подъемника, летаю на AV-8B и командую эскадрильей и авиагруппой, поэтому я очень чувствителен и неравнодушен к способности управлять самолетом в вертикальном и самолетном режимах. А еще я очень люблю конвертоплан, как морской пехотинец в отставке, посчитал, что V-22 сделал для нас в боевой обстановке. При этом для меня большая честь быть частью организации, ведущей в этой области, поскольку способность летать вертикально и ставить самолет на крыло в одной миссии феноменальна. Это открывает так много дверей для многих клиентов, в коммерческой сфере, EMS, SAR дальнего действия и т. д.: например, чтобы спасти кого-то в море, вам, как правило, потребуется задействовать пару самолетов. Этот конвертоплан может быстро добраться туда, провести разведку местности, найти все, что вам нужно, и выполнить миссию, как это был вертолет. И это потрясающая способность».

«С точки зрения пилота, этот летательный аппарат чрезвычайно удобен в использовании и прощает ошибки. Я был впечатлен его возможностями, когда мы устроили аварийную ситуацию [в симуляторе], мы отключили двигатель и смогли совершить тяжелый взлет с крыши здания с минимальным ударом, а также совершили аварийную посадку. Это чрезвычайно мощный и универсальный самолет», — сказал Уолтман.

Вольтман твердо верит, что в будущем технология наклонного ротора станет еще более актуальной, поскольку она будет доступна для поддержки новых вариантов использования. «Это только начало, в будущем мы увидим более крупный и совершенный конвертоплан. Преимущество вертикального взлета есть, никуда не деться. Переход от этого к тому, чтобы быстро добраться из точки А в точку Б, возможен благодаря возможности поставить самолет на крыло. Это чудесно.»

Тренажер AW609 также демонстрировался на FIA 22, где у нас была возможность протестировать его. Ниже короткое видео, снятое во время нашей тренировки на тренажере:

Смерть: как будет умирать Вселенная?

Однажды вы умрете. Через секунд или через тысячу лет, неважно. Ваше тело и все его составляющие перестанут функционировать и воссоединятся с Землей как обычный, безжизненный материал. Земля тоже умрет, охваченная расширяющимся, стареющим Солнцем. Солнце выжжет все свое топливо, превратится в белого карлика, затем догорит и умрет. Млечный Путь столкнется с Андромедой и образует гигантскую эллиптическую галактику, которая погибнет, растеряв все свои звезды в межгалактическом пространстве.

Трупики этих оставшихся звезд умрут, распадаясь на свои составные части. Вселенная будет стареть до тех пор, пока вся материя не окажется в черных дырах или не будет плавать в виде свободных элементарных частиц. Эти черные дыры испарятся и вселенная умрет. Все, что было, станет холодным ничем, навсегда.

Как будет умирать Вселенная

Эта концовка — одна из возможных счастливейших, «тепловая смерть», она же смерть тепла, которая хотя бы оставит нам время попрощаться. Правда в том, что Вселенная намного старше людей, она была задолго до нас и будет еще долгое время после нас, и созерцать ее смерть нам, вероятнее всего, не придется. Потому что мы ничтожны. Нам остается только изучать физику и развлекаться, ожидая своего воссоединения с Землей.

«Мы можем попытаться понять это, но повлиять хоть каким-нибудь образом — нет», говорит Кэти Мак, помощник профессора из Университета штата Северная Каролина. «Мы не унаследуем космос. Это интересная концепция».

Тепловая смерть, или «большое замерзание», обычно рассматривается как наиболее вероятное будущее, основанное на том, какими вещи выглядят сегодня. Вселенная расширяется и будет продолжать расширяться. По мере развития вселенной, звезды будут формироваться все реже из-за разрежения пыли и газа. Последние черные дыры будут медленно испаряться, теряя энергию в процессе излучения Хокинга, возможно, в течение 10¹⁰⁰ лет. Через некоторое время распадутся оставшиеся частицы, и вся вселенная примет среднюю температуру почти абсолютного нуля. Вселенная, по своей сути, будет такой большой и скудной, что шансы найти в ней хоть что-то вообще будут практически нулевыми.

Конечно, случится все это нескоро. Если люди переживут собственное стремление к саморазрушению, атмосфера Земли просуществует еще миллиард лет, а Солнце еще 7-10 миллиардов лет, после чего станет красным гигантом, выбросит свои внешние слои и останется светящимся ядром размером с Землю, но намного тяжелее. Это белый карлик. Небольшие красные звезды могут просуществовать еще сотню триллионов лет, отмечает Джон Баэз, физик из Калифорнийского университета в Риверсайде. Возможно, люди смогут переселиться на одну из планет возле красного карлика вроде Проксимы Центавра, чтобы доживать свои дни. Эти временные масштабы за пределами человеческого понимания — просто попробуйте представить, сколько времени займет преодоление вселенной в нынешних ее размерах, если останавливаться и считать каждый атом на своем пути.

«Наверное, эта картина очень грустная», говорит Баэз. «Люди это животные, которые думают о будущем, и нам нравится думать о жизни как об истории с счастливым концом».

Тепловая смерть Вселенной или что-нибудь другое?

Некоторые гораздо более богатые событиями теоретические судьбы Вселенной могут настигнуть ее гораздо раньше. Например, Большой Разрыв. Как вам известно, в 1998 году ученые обнаружили, что вселенная не просто расширялась, но расширялась все быстрее и быстрее. Они предположили, что за ускоренным расширением стоит некая энергия, кажущаяся присущей вакууму Вселенной, — темная энергия. Существует вероятность того, что через 100 миллиардов лет темная энергия приведет к тому, что вселенная будет расширяться так быстро, что разорвет галактики, солнечные системы, планеты и атомы до того, как они потеряют энергию самостоятельно. Пространство между каждой отдельной точкой будет расти бесконечно. Физики-теоретики делают ставку на тепловую смерть вселенной, но кто знает, как она закончит на самом деле — наблюдения не запрещают других вариантов.

Также есть шанс, что изменится сам вакуум пространства. Возможно, «поле Хиггса», пронизывающее вселенную и наделяющее субатомные частицы массой, находится не в самой низкоэнергетической конфигурации. Возможно, оно «метастабильное» по своей сути и есть более низкоэнергетическое состояние, до которого оно может распасться. Представьте, что вы проводите всю жизнь, обитая на платформе, и думаете, что находитесь на твердой почве — эта платформа находится в метастабильном состоянии. Однажды эта платформа коллапсирует и покажет истинное дно в сотнях метров под собой. Законы физики, известные нам, перестанут работать, вы упадете вниз и умрете. Это может произойти, если вселенная перейдет из метастабильного состояния в более стабильное — если мы все это время находились на платформе. Вселенной придет конец, потому что эта новая вселенная с более низкой энергией не сможет поддерживать существование нынешней Стандартной модели, всех эти частиц, составляющих материю. Маловероятно, впрочем, что это событие произойдет до тепловой смерти. Но было бы красиво.

«В каком-то месте Вселенной родится пузырь истинного вакуума, который будет расширяться со скоростью света и поглотит Вселенную, уничтожая все», говорит Мак. Световая скорость этого события означает, что вы не увидите его на подходе — смерть будет мгновенной.

Впрочем, не все возможные космические исходы связаны с опустошением и пустотой. Возможно, в каком-то далеком будущем, энергия вакуума вселенной спонтанно подскочит и инициирует инфляцию в этой точке пространства, из которой начнут формироваться совершенно новые вселенные. Алан Гут, физик Массачусетского технологического института, который изобрел теорию космической инфляции, предвидел такой поворот событий. Может быть, именно так сформировалась и наша Вселенная. Может быть, бесконечное число вселенных сформировались таким образом. Возможно, за пределами досягаемости нашей собственной вселенной есть множество мест, которых не затронет ее кончина.

«Это самая оптимистичная теория, потому что даже если наша часть Вселенной умрет, другие части, возможно, хранящие жизнь, будут существовать вечно», говорит Гут. В любом случае, наша Вселенная умрет.

Возможно, темная энергия не является присущей пространству, постоянной величиной. Возможно, ее сила будет падать, что в конечном итоге замедлит расширение вселенной. Сила гравитации снова вступит в права владения и все коллапсирует с «большим хрустом».

Есть многое, чего мы не знаем о вселенной, поэтому любая из этих идей может быть верной. Любое новое открытие о природе темной энергии, бозона Хиггса или самого пространства-времени может раскрыть совершенно другую судьбу Вселенной, в которой рушатся или возникают миры, бесконечности переплетаются и время замирает. Человечество будет обречено, вне зависимости от того, хочет оно того или нет.

Вас устраивает такое развитие событий? Расскажите в нашем чате в Телеграме.

Вселенная проходит заключительную стадию своей эволюции

https://inosmi.ru/20220131/evolyutsiya-252787623.html

Вселенная проходит заключительную стадию своей эволюции

Вселенная проходит заключительную стадию своей эволюции

Вселенная проходит заключительную стадию своей эволюции

Каждое живое существо на нашей планете рождается, взрослеет и умирает. Все эти законы действуют и за пределами Земли — звезды, солнечные системы и галактики… | 31.01.2022, ИноСМИ

2022-01-31T00:15

2022-01-31T00:15

2022-01-31T11:01

big think

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn1.inosmi.ru/img/24112/49/241124907_0:0:1041:586_1920x0_80_0_0_9295bd75d6ee4aa143c6c2ef6f9025d8.jpg

Процесс эволюции Вселенной не приостанавливается ни на один день. Каждое мгновение в ней происходит ряд неуловимых, но важных изменений – пусть даже многие из них по нашим, человеческим меркам вообще незаметны. Вселенная расширяется, а это значит, что расстояния между гигантскими космическими объектами и структурами непрерывно увеличиваются.Еще, буквально, секунду назад ее размеры были чуть меньше. Но, вот, секунда прошла и Вселенная немного расширилась. Все эти едва уловимые изменения накапливаются на протяжении очень и очень долгого времени, в результате чего изменяются не только расстояния. Процесс расширения Вселенной оказывает влияние также на характеристики излучения, материи, нейтрино и темной энергии. Температура Вселенной меняется. Пройдет какое-то время, и всё, что можно увидеть в ночном небе, также кардинально изменится. Эволюция Вселенной насчитывает шесть стадий. Сейчас она проходит завершающую – шестую стадию.Всё, что существует во Вселенной, – материя, излучение, темная энергия и так далее – обладает определенной энергией. По мере расширения Вселенной объем, занимаемый этими формами энергии, меняется, при этом, плотность каждой из них изменяется по-разному. В частности, если обозначить космологический горизонт [т.е. горизонт, в пределах которого только и возможны наблюдения – прим.перев.] переменной “а”, то:- плотность энергии материи будет изменяться как 1/a3, поскольку (в случае материи) плотность – это просто отношение массы к объему, а массу можно легко преобразовать в энергию по формуле E = mc2;- плотность энергии излучения будет изменяться как 1/a4, поскольку (в случае излучения) концентрация частиц равна числу частиц, деленному на объем, а энергия каждого отдельного фотона увеличивается по мере расширения вселенной, в результате чего (по сравнению с материей) прибавляется дополнительный коэффициент 1/a;- темная энергия является свойством самого пространства, поэтому плотность ее энергии остается постоянной (1/a0), вне зависимости от расширения вселенной или ее объема. Следовательно, чем дольше Вселенная существует, тем больше ей придется расширяться. В прошлом она была жаркой, но впоследствии станет охлаждаться. В прошлом, благодаря гравитации, она была более однородной, однако теперь в ней все больше и больше выделяются отдельные структуры-сгустки. В прошлом ее размеры были меньше, а в будущем они сильно увеличатся.Если посмотреть, как именно законы физики действуют во Вселенной, а затем сравнить теоретические выкладки, описывающие ее, с реальными результатами наблюдений, то это нам позволит, наконец, понять, откуда мы идем и куда направляемся. Мы сможем проследить ее историю, начиная с эпохи Большого взрыва (а, быть может, и раньше) и вплоть до эпохи космической инфляции. Мы также сможем спрогнозировать далекое будущее нашей сегодняшней Вселенной и предсказать окончательную судьбу, которая уготована всему сущему.С учетом тех изменений, которые претерпевает Вселенная в ходе своей эволюции, можно выделить шесть разных эпох.1. Инфляционная эра: она предшествовала горячему Большому взрыву и, в конце концов, привела к нему. 2. Эпоха «первичного бульона»: она длилась от момента начала горячего Большого взрыва до окончательных трансформирующих взаимодействий между ядрами и частицами, имевшими место в ранней Вселенной.3. Эпоха плазмы: она длилась с момента окончания этапа, на котором проявлялись нерассеивающие взаимодействия ядер и частиц, до того момента, пока Вселенная в достаточной степени не остыла, чтобы затем в устойчивом порядке образовать нейтральную материю.4. Эпоха «темных веков»: с момента образования нейтральной материи до полной ре-ионизации межгалактической среды Вселенной первыми звездами и галактиками.5. Эра звезд: от окончания этапа ре-ионизации до прекращения гравитационного формирования и прекращения роста крупномасштабных структур, когда плотность темной энергии начинает преобладать над плотностью вещества.6. Эпоха темной энергии: заключительный этап эволюции Вселенной, когда расширение ускоряется, а разъединенные объекты безвозвратно и необратимо удаляются друг от друга.Несколько миллиардов лет назад Вселенная уже вступила в эту последнюю эру своей эволюции – большинство важных событий, которые определяют ее историю, уже произошли. 1.) Инфляционная эпоха. До вспышки горячего Большого взрыва Вселенная еще не была заполнена материей, антиматерией, темной материей или излучением. Кроме того, она не была заполнена частицами любого вида. Вместо этого Вселенная была наполнена некой формой энергии, присущей самому пространству – той формой энергии, которая заставляла вселенную расширяться чрезвычайно быстрыми темпами.Произошло растяжение Вселенной: из первоначальной конфигурации, какой бы она ни была, Вселенная эволюционировала до состояния, неотличимого от пространственно плоского.Небольшой, причинно связанный участок Вселенной расширился до размеров гораздо больших, чем наша нынешняя видимая Вселенная – до размеров, превосходящих нынешний причинный горизонт.Элементарные частицы любого вида, которые могли тогда присутствовать, привели к расширению Вселенной настолько быстро, что ни одна из них не осталась внутри области размером с нашу видимую Вселенную. И квантовые флуктуации, происходившие во время инфляции, создали зачатки структуры, которые к сегодняшнему дню превратились в гигантскую космическую сеть. А затем внезапно, примерно 13,8 миллиарда лет назад, эпоха инфляции закончилась. Вся энергия, некогда присущая пространству как таковому, превратилась в частицы, античастицы и излучение. С этим превращением закончилась инфляционная эра и начался горячий Большой взрыв.2.) Эпоха «первичного бульона». Как только расширяющаяся Вселенная заполнилась материей, антиматерией и излучением, она стала остывать. Всякий раз, когда частицы начинают сталкиваться между собой, они по законам физики производят пары «частица-античастица». Основное ограничение исходит только от энергии столкновений, что определяется формулой E = mc2.По мере остывания Вселенной ее энергия резко снижается, при этом более массивным парам частица-античастица появиться сложнее, однако процессы уничтожения и другие реакции частиц продолжаются. Через 1–3 секунды после Большого взрыва вся антиматерия исчезает, остается только материя. Через три-четыре минуты после Большого взрыва может появиться стабильный дейтерий и начаться процесс нуклеосинтеза легких элементов. И после серии радиоактивных распадов и нескольких финальных ядерных реакций остается горячая (но остывающая) ионизированная плазма, состоящая из фотонов, нейтрино, атомных ядер и электронов.3.) Эпоха плазмы. После того, как эти легкие ядра сформировались, они становятся единственными положительно (электрически) заряженными объектами во Вселенной, – они повсюду. Конечно, они уравновешиваются равным количеством отрицательного заряда в виде электронов. Ядра и электроны образуют атомы, поэтому может показаться вполне естественным, что эти два вида частиц немедленно найдут друг друга, образуя атомы и обуславливая появление звезд.Количество фотонов значительно меньше (соотношение более чем миллиард к одному). Каждый раз, когда электрон и ядро соединяются вместе, появляется фотон достаточно высокой энергии и разрывает их на части. Только когда Вселенная резко остынет – с нескольких миллиардов до нескольких тысяч градусов – наконец-то, могут сформироваться нейтральные атомы. (И даже тогда этот процесс возможен только благодаря особому атомному переходу. )Во Вселенной в начале эпохи плазмы преобладало излучение как единственная энергетическая составляющая. Но, в конце концов, в нем стали преобладать нормальная и темная материя. Эта третья фаза относится нас к эпохе, отстоящей от Большого взрыва на 380 тысяч лет.4.) Эпоха «темных веков». В эту эпоху происходит заполнение нейтральными атомами и в результате, наконец, гравитация может начать во Вселенной процесс структурообразования. Но если бы оставались только все эти нейтральные атомы, то видимый свет, был бы невидим. Почему? Потому что нейтральные атомы, особенно в виде космической пыли, превосходно блокируют видимый свет.Чтобы положить конец «темным векам», межгалактическую среду необходимо было ре-ионизировать. Для этого нужны были следующие условия: более мощный процесс звездообразования и наличие огромного количества ультрафиолетовых фотонов, а для этого необходимы также время, гравитация и запуск процесса формирования так называемой «космической паутины». Первые крупные области реионизации появляются через 200–250 миллионов лет после Большого взрыва, но в среднем реионизация не завершается до тех пор, пока возраст вселенной не достигнет 550 миллионов лет. К тому моменту скорость звездообразования все еще увеличивается, и первые массивные скопления галактик только начинают формироваться.5.) Эра звезд. Как только «темные века» закончились, вселенная становится прозрачной для звездного света. Теперь доступны отдаленные районы космоса и находящиеся там звезды, звездные скопления, галактики, скопления галактик и огромная растущая «космическая паутина». В энергетическом отношении во вселенной преобладают темная материя и обычная материя, а гравитационно-связанные структуры продолжают все больше и больше разрастаться.Непрерывно возрастает и скорость звездообразования, достигнув своего пика примерно через 3 миллиарда лет после Большого взрыва. В этот момент продолжают формироваться новые галактики; при этом, уже существующие к тому моменту галактики продолжают расти и сливаться друг с другом, а скопления галактик – начинают притягивать к себе все больше и больше материи. Но количество свободного газа в галактиках начинает уменьшаться, поскольку значительное его количество уже было израсходовано во время интенсивного звездообразования. Медленно, но непрерывно падает интенсивность звездообразования.Со временем, образно говоря, звездная смертность начинает опережать рождаемость, и данный процесс лишь усугубляется следующим неожиданным фактом: по мере того, как вместе с расширением Вселенной резко уменьшается плотность материи, начинает появляться и доминировать новая форма энергии — темная энергия. Примерно через 7,8 миллиарда лет после Большого взрыва далекие галактики перестают замедляться в своем удалении друг от друга и снова начинают двигаться с ускорением. Мы наблюдаем ускоряющуюся Вселенную. Чуть позже, через 9,2 миллиарда лет после Большого взрыва, темная энергия становится преобладающей формой энергии во вселенной. В этот момент начинается последняя стадия эволюции вселенной.6.) Эпоха темной энергии. Как только темная энергия становится преобладающей формой энергии, начинает происходить нечто странное: вся гигантская структура Вселенной перестает расти. Объекты, которые были гравитационно связаны друг с другом до появления темной энергии, так и останутся связанными, но те, которые еще не были связаны к началу эпохи темной энергии, никогда уже связанными не станут. Вместо этого они будут просто ускоряться, удаляясь друг от друга и существуя в одиночестве на огромном пространстве небытия.Отдельные связанные структуры, такие как галактики и группы/скопления галактик, в конечном итоге сольются в одну гигантскую эллиптическую галактику. Существующие звезды умрут; образование новых звезд очень сильно замедлится, а затем и вовсе остановится; из-за гравитационных взаимодействий произойдет выброс большинства звезд в межгалактическую бездну. Из-за процессов распада под действием гравитационного излучения планеты будут превращаться в родительские звезды или звездные остатки. Даже черные дыры с необычайно долгим временем жизни в конечном итоге станут распадаться под действием излучения Хокинга.В конечном итоге, в этом пустынном, непрерывно расширяющемся космическом пространстве останутся только черные карлики и отдельные массы, слишком небольшие для запуска ядерного синтеза, практически необитаемые и разъединенные друг с другом. Эти трупы, появившиеся на финальной стадии, будут существовать еще в течение астрономически долгого времени до тех пор, пока во Вселенной будет доминировать темная энергия. Пока стабильные атомные ядра и вся структура пространства не претерпевают непредвиденных распадов, и пока темная энергия ведет себя идентично космологической постоянной, описанная выше судьба неминуема.И эта последняя эра господства темной энергии уже началась. 6 миллиардов лет назад темная энергия стала важным фактором расширения вселенной, и она начала доминировать в энергетическом контексте вселенной примерно в те времена, когда зарождались наше Солнце и Солнечная система. Эволюция вселенной, возможно, включает шесть стадий, но вся история Земли укладывается в последнюю. Внимательно рассмотрите Вселенную вокруг нас: она никогда больше не будет столь же богатой… или легкодоступной.

/20150227/226519071.html

/20220130/kosmos-252712674.html

/20210406/249494468.html

ИноСМИ

[email protected]

+7 495 645 66 01

ФГУП МИА «Россия сегодня»

2022

ИноСМИ

[email protected]

+7 495 645 66 01

ФГУП МИА «Россия сегодня»

Новости

ru-RU

https://inosmi. ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

ИноСМИ

[email protected]

+7 495 645 66 01

ФГУП МИА «Россия сегодня»

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn1.inosmi.ru/img/24112/49/241124907_130:0:911:586_1920x0_80_0_0_1cd6fc245b2ecb08ec26c2c112d450ec.jpg

1920

1920

true

ИноСМИ

[email protected]

+7 495 645 66 01

ФГУП МИА «Россия сегодня»

ИноСМИ

[email protected]

+7 495 645 66 01

ФГУП МИА «Россия сегодня»

big think

Человек – не вершина эволюции, весь мир – нейросеть: учёный-физик раскрыл главную тайну Вселенной

Комсомольская правда

НаукаНаука: Клуб любознательных

Евгений АРСЮХИН

12 мая 2022 7:00

Профессор физики Виталий Ванчурин: «Никто из нас не умирает, Вселенной это невыгодно»

Нейросеть прекрасно объясняет тот мир, который мы знаем. Время предсказывать то, что мы не знаем!Фото: Shutterstock

Профессор физики Виталий Ванчурин из университета Миннесоты ворвался на первые полосы мировых СМИ, что в наши дни для ученого — редкость. «Исследователи доказали, что мы живем в Матрице», кричали заголовки. Ну а как не кричать, если статья Ванчурина называется ясно и просто: «Мир – это нейросеть»? Понятно же, раз нейросеть, значит, кто-то ее создал. Верующие скажут – Бог, поклонники фильма Матрица заподозрят мировой заговор. Но так или иначе, выходит, все вокруг – иллюзия, а Некто дергает нас за ниточки, как кукол.

Вот мы и подступили к Виталию с ребром поставленным вопросом: кто Творец? Кто стоит за кулисами видимого мира? И весьма его смутили. Он сначала принялся писать ответ. Потом – нет, надо поговорить. И мы поговорили. Все оказалось немного не так, не в лоб. И – намного интереснее.

ДОСЬЕ «КП»

Виталий Ванчурин закончил математическую школу номер 57 в Москве. Выиграл олимпиаду и получил приглашение на бесплатное обучение в Саффолском университете в США. После окончания университета поступил в аспирантуру в университет Тафтс, где защитил докторскую диссертацию по теме космических струн. Затем работал в Мюнхенском университете в Германии и в Стэнфордском университете в США над теорией космологической инфляции и квантовой космологией. Получил профессорскую степень в университете Миннесоты в США, где продолжил работу над квантовой гравитацией, и разработал физическую теорию нейронных сетей. Сегодня работает в Национальных институтах здравоохранения США, где разрабатывает физический подход к теории биологической эволюции.

Профессор физики Виталий Ванчурин из университета Миннесоты ворвался на первые полосы мировых СМИФото: Личный Архив

«ФИЗИКА НИКОГДА НИЧЕГО НЕ ДОКАЗЫВАЕТ»

— Меня о подобном – про Творца, про Матрицу — еще никто не спрашивал. Жена ужинать зовет, а я в себя прийти не могу, думаю, что бы вам ответить.

— Правду.

— Так, стоп. Давайте я сначала расскажу, как вообще строятся физические теории.

Я – теоретик, и у меня все скучно; кроме формул, ничего нет. Я сажусь, пишу уравнения. В принципе я могу написать, что угодно. Но, если я прав, и мир в самом деле устроен именно так, как я думаю, из моих формул что-то следует. Какое-то предсказание. Которое надо проверить.

Я иду к экспериментатору. И говорю: «Засунь вот эту штуку в свой коллайдер, у тебя загорится лампочка». Тот, как правило, ерепенится – «а с чего ты решил». Я настаиваю – «а ты засунь». Засовывают. Лампочка горит. Его удивлению нет предела: «Откуда ты знал»?

— Или не горит.

— Или не горит. Но, допустим, загорелось. Газеты тут же начинают писать – «физики доказали». Конечно, нет. Физика вообще ничего не доказывает. Всегда найдутся ученые, которые скажут: «А меня не убеждает». Хорошо, нет проблем. Строим еще один коллайдер. Тратим еще миллиарды долларов. Ставим новые эксперименты. И так до посинения. Потому что наша цель – не «доказать», а поставить, наконец, эксперимент, который опровергнет теорию.

— Вам-то это зачем, чтобы вашу же теорию и опровергли?

— Да просто так интереснее. Мы же природу познаем, а не самоутверждаемся. Если сегодня факты подтверждают теорию, завтра отыщутся те, что ее низвергнут. Любая теория рано или поздно пойдет в утиль. Хуже всего – зависнуть в состоянии мнимого всезнайства.

Если сегодня факты подтверждают теорию, завтра отыщутся те, что ее низвергнут. Любая теория рано или поздно пойдет в утильФото: Shutterstock

Теория Птолемея утверждала, что в центре мира находится неподвижная Земля. Она прекрасно предсказывала затмения и движения планет. Поэтому люди думали, что Земля НА САМОМ ДЕЛЕ висит в центре Вселенной. Но нет: теория изумительно точно предсказывала события, будучи ложной.

Взять теорию струн. Изначально она была безумно красивой. Я занимался теорией струн. Все занимались теорией струн. Глупо было не заниматься такой клевой вещью. Но шло время. Теория не дала результата. А деньги выделены. Люди работают. И началась политика. Давайте результат, оправдывайте финансирование любой ценой. Зрелище жалкое: ребята уперлись в стену, и не знают, куда идти дальше. Я на это посмотрел. Взял, и поставил в основу мироздания не струну, а нейросеть. При этом может, потом окажется, что правы «струнщики», а не я. Я понятия не имею.

СПРАВКА «КП»

К 1970-м годам физики оказались в смятении: количество элементарных частиц росло, как на дрожжах, а нечто, лежащее в основе мира, никак не улавливалось. Придумали кварки – мол, они-то точно элементарны. Но и те принялись «размножаться». Теория струн казалась прорывом: материя состоит из неких колебаний, из энергии, которая и порождает вещество. Но – не получилось. Как и в случае кварков, количество струн абсурдно выросло, а сама теория развалилась на массу вариантов, и уже ничего толком не объясняет и не предсказывает. Согласно теории Ванчурина, кварки, фотоны и другие частицы – подсистемы нейросети, уже достаточно хорошо «обученные».

«МЫ ПОНЯЛИ, ОТКУДА НА ЗЕМЛЕ ПОЯВИЛАСЬ ЖИЗНЬ»

— Вы просто взяли, и написали уравнения, что мир – это нейросеть?

— Да. Я описал, какая она. Мне пока абсолютно неважно, кто ее создал. Пришельцы из других измерений, Бог или иллюзия в нашем мозгу.

Ладно, описал. Теперь вопрос, а как это сечется с известным нам миром? Есть теория относительности, есть квантовая механика. И тут я со своей нейросетью. Они вообще «подружатся»? Если нет, я даже к экспериментатору не пойду. Он меня с порога пошлет. И вот я сижу, и понимаю, что нейросеть прекрасно объясняет тот мир, который мы знаем. Отлично. Время предсказывать то, что мы не знаем!

Штука в том, что Эйнштейн предсказал вещи, которые были невероятны с точки зрения Ньютона

СПРАВКА «КП»

Когда появилась теория относительности Эйнштейна, она прекрасно описывала известный нам мир. Камень падает вниз. Земля вращается вокруг Солнца. Но зачем она вообще понадобилась, если мир и так был описан теорией Ньютона? Штука в том, что Эйнштейн предсказал вещи, которые были невероятны с точки зрения Ньютона. Например, что лучи звезд «притянутся» гравитацией Солнца. В 1919 году проверили – так и есть. Еще Эйнштейн говорил, что время на Земле бежит быстрее, чем на земной орбите. Тогда этого нельзя было проверить. Сегодня спутники GPS вынуждены вносить поправку на время. Экзотическое стало обыденным. Теория относительности сначала описала то, что есть, а потом предсказала то, чего «не было».

— И что вы предсказали?

— Честно? Пока ничего. Но я сделал кульбит. Я ушел в биологию. Вот там мы и предскажем.

— Неожиданно.

— Понимаете, в физике все худо-бедно объяснено. Ты можешь объяснить какое-нибудь непонятное явление лучше других, но придется побороться с конкурирующими трактовками. В биологии же куча необъясненных фактов. Там ничего не понятно. Это как пруд, в который можно прыгнуть, и поймать осетра руками.

Я пришел к биологам, и говорю: «Ребята, если мир – это нейросеть, это ведь должно работать не только на уровне элементарных частиц, но и на уровне клеток». Те ухватились. Стали искать, что бы проверить.

— Да хотя бы теорию эволюции. Все равно я не понимаю, как животные отращивают органы, если меняется среда обитания. Человек, когда переезжает на Север, шерсть на себе не отрастит.

— В корень смотрите. Никто не понимает, как работает эволюция. Она просто как бы есть.

Нам сразу стало ясно, что эволюция прекрасно описывается теорией обучения. Той самой, с помощью которой «учат» компьютерные нейросети. Более того, теория обучения объясняет, как появилась жизнь на Земле.

Происхождение жизни – «проклятый» вопрос науки. Магниты тянутся друг к другу, как живые, молекулы соединяются в сложные конструкции, но между ними и простейшей бактерией – непроходимая пропасть. Где эта «душа», которая есть в бактерии, но не в молекуле? Хотя биологи говорят, что «тут все понятно», со стороны их конструкции выглядят как нечестный фокус: поболтаем раствор, раз, и из него вылезает бактерия.

— И как?

— Если я употреблю слово «энтропия», вас это сильно напугает?

— Если не будете упоминать термодинамику, то – выдержу как-нибудь.

— Эх, придется и термодинамику. Ну, попробуем.

СПРАВКА «КП»

Любую вещь сложно сделать, но просто испортить. Ломать — не строить! И это не просто поговорка, а закон природы. Второй закон термодинамики говорит, что Вселенная стремится к беспорядку, а порядок для нее — аномалия, от которой она спешит избавиться. Энтропия – это и есть мера беспорядка. А термодинамика – наука, изучающая, нет, не термометры, а энергии Вселенной.

«ЧЕЛОВЕК – ДАЛЕКО НЕ ВЕРШИНА ЭВОЛЮЦИИ»

— Обычно как говорят? Вселенной «нравится» беспорядок, энтропия. Вот человек – упорядоченное скопление клеток. Он аномален. Рано или поздно во Вселенной установится полный хаос, и все сложное, включая нас, погибнет.

— Мне всегда это казалось странным. Ведь когда-то человека не было, и звезд не было. Что-то плохо Вселенная «стремится» к беспорядку, если она, напротив, усложняется.

— Верно замечено. Мы термодинамику «подкрутили», и добавили в нее теорию обучения. Что у нас получилось? Во Вселенной есть силы, которые «хотят» хаоса. Но в ней же есть, не знаю, алгоритм, или энергия, которая, напротив, обучается и делает мир все сложнее. Обучение делает «тупую» термодинамику совершенно другой. И эта, новая, термодинамика позволяет понять, как материя, обучая сама себя, стала из неживой – живой.

— А что такое вообще «живое»? Квантовые физики говорят, что и камни живые, и вся Вселенная живая.

СПРАВКА «КП»

Одно из странных положений квантовой механики – эффект наблюдателя. Природа меняется в зависимости от того, смотрят на нее или нет. В лаборатории фотоны действительно словно «чувствуют», наблюдают ли за ними. Жесткие гипотезы предполагают: мира нет, пока мы его не видим. В мягком варианте «наблюдателем» является не только человек, но и животное, дерево, даже камень, но из этого следует, что и камень – тоже обладает сознанием и жизнью.

— Я согласен с теми физиками, кто считает, что все вокруг живое. Но квантовый физик меня поймет. А биолог – нет. У биолога четкое разделение: вот бабочка, а вот камень. Я ему объясняю: смотри, когда-то были только камни. Потом появились бактерии. Потом многоклеточные. Камень не двигается. Дерево тоже не двигается, но растет. Животное движется, растет, размножается. Это непрерывная цепочка усложнения природы. И принципиальной разницы между камнем и бабочкой нет. Просто у камня меньше степеней свободы которые способны обучаться. Когда так поговорим, биологи соглашаются, как правило.

— Как это все-таки работает? Из камня же бабочку не получишь.

— Природа в какой-то момент изобретает алгоритм. Мы его называем фенотипом. Это как генотип – признаки, передающиеся по наследству. Но тут не признаки, а знания и навыки. И не от особи к особи, а, например, от молекулы к молекуле. Как юный львенок учится ловить добычу, так учится вся Вселенная. Что-то усваивает, что-то забывает. Если эти процессы в равновесии, энтропия постоянна.

Такого в физике нет. Ни один физик не думал, что протон будет учить протон. Но биологу эта идея понятна.

Моменты, когда происходит «изобретение» алгоритма, мы назвали фазовым переходом. Такие прорывы, революции случались не раз. Появление живого (в понимании биологов). Переход от одноклеточных существ к многоклеточным. «Создание» человека.

— А как так, «природа изобретает»?

— Она ищет, что выгоднее. Быть многоклеточным выгоднее: одна клетка отвечает за одно, другая за другое. Другой пример: люди жили когда-то разрозненными общинами. И «вдруг» стали создавать государства. Государства оказались выгоднее общин – в том числе для познания Вселенной.

— Вселенная усложняется, чтобы познавать себя?

— Именно так. В этом ее цель. И природа не остановилась, и не остановится никогда. Человек – не вершина эволюции. Будут еще более изощренные существа.

Рано или поздно во Вселенной установится полный хаос, и все сложное, включая нас, погибнетФото: Shutterstock

«НАМ ПРИДЕТСЯ СОРЕВНОВАТЬСЯ С ДРУГИМИ МИРАМИ»

— Трудно представить, что природа экспериментирует только тут, на Земле. И тем не менее, инопланетян не наблюдается. Куда они делись?

— Отличный вопрос. Проще всего было бы сослаться на антропный принцип.

СПРАВКА «КП»

Вселенная словно создана под человека. Чуть иное соотношение масс и сил элементарных частиц, и нас бы не было. Антропный принцип говорит: на самом деле вселенных много, но только в этой могли появиться мы. Поэтому и кажется, что ее словно подготовили для нас. Но еще в 1983 году Джон Уилер сформулировал крайний вариант антропного принципа: Вселенная одна, но она создала себя такой, чтобы ее было кому наблюдать. Она нуждается в наблюдателе. Эта гипотеза близка идее самообучающейся Вселенной Виталия Ванчурина.

— Он хорошо работает, если вселенных много. Эта вселенная годится для человека, а та – для других существ (или ни для кого). Все пришельцы сидят по своим вселенным. Ну а если Вселенная все-таки одна? Других-то мы не видели. Скажем, для теории нейросети гипотеза о множественности вселенных не нужна. Одной достаточно.

А если Вселенная одна, то единственный способ объяснить наше существование (пока только наше): Вселенная эволюционирует и меняется. Вплоть до того, что меняются законы физики, меняются фундаментальные константы. Квантовая механика не всегда была такой, как сейчас. Или ее не было вовсе. Вселенная шла к тому, чтобы породить жизнь, породить наблюдателя. Она меняла гравитационную постоянную, ядерные взаимодействия так, чтобы появлялись все более сложные формы материи. И породила нас. Потому что Вселенной это выгодно. Потому что на хочет себя наблюдать.

— Но почему только нас?

— Если верно все, что я только что сказал – то не только. Вселенная хочет, чтобы ее наблюдали повсюду. И на Марсе, и на Луне, и в другой галактике. Она породила множество видов жизни, разных видов.

Но здесь как у человека: желаю купить, но не имею возможности. Где-то у нее получилось создать наблюдателей. Где-то они появятся позже. Где-то уже были, но – бац, ядерная война, и они не успели нам сигналы послать. Однако почти наверняка мы не одиноки.

Если вам кажется, что это хорошая новость, то вот плохая: нам придется соревноваться с другими мирами. Потому что эволюция – это борьба. Победить должен тот, кто лучше приспособлен. Кто победит – непонятно, потому что открытое соревнование еще не началось. Соревнование не означает, что они сразу нас убьют. Или мы их. Но это как минимум конкуренция. И это битва за выживание, да. За право стать основой будущих экспериментов природы.

«ЕСЛИ КОМУ-ТО БОГ УДОБНЕЕ, ПОЧЕМУ НЕТ»

— Вы сказали: Вселенная создала наблюдателя, потому что ей нравится, когда ее наблюдают. В Библии написано: Бог создал человека, чтобы он воспевал Господа. Я не вижу разницы между этими концепциями. Я думаю, вы обосновали существование Бога.

— Мне часто говорят: твоя теория согласуется с тем или другим отрывком из Библии. Как я к этому отношусь? Если моему читателю удобно понять меня через Библию, прекрасно. Другому удобнее через дифференциальные уравнения – тоже здорово. Если моя теория может примирить атеистов и верующих, просто супер. Что опасно? Проводить знак равенства. Мы занимаемся вовсе не тем, чем занимаются философы и богословы.

В чем разница? Наш подход основан на формулах, и это связывает нам руки. Библия может служить аналогией, иллюстрацией к достижениям науки. Но говорить, что «в Библии уже все написано, все и так все знали» — конечно, нет.

— Но вашу теорию подхватили не только верующие, но и поклонники «Матрицы». Мир иллюзорен?

— Если человеку удобно думать, что мир – иллюзия, пусть думает. Имеет право, ведь мы все пытаемся понять, как устроен мир. Компьютерщик вообразит нейросеть как программу. Реальную, кем-то написанную программу. Философ сразу вспомнит Платона: бытие нам только кажется. А у науки свой язык толкования реальности.

Вот только что такое реальность? Я сталкивался с эффектом дежавю. Поэтому я знаю, что он существует. Моя теория объясняет эффект дежавю. А другие физики скажут: «зачем эту бредятину вообще объяснять?» Я не видел привидений, и не собираюсь их объяснять. А кто-то видел, и ждет, что физика раскроет тайны призраков.

СПРАВКА «КП»

Эффект дежавю – чувство, что ты это где-то видел. В крайних проявлениях – когда люди говорят на вымерших языках, указывают археологам, где копать, или легко ориентируются в незнакомом городе. Физиологи положили немало сил для объяснения этой «иллюзии», а крайние случаи попросту объявили мистификацией.

— Насколько я понимаю, наука так и не выработала подхода к феноменам, которые или невоспроизводимы, или не универсальны (экстрасенсы, телепаты)?

— Наука описывает то, что видят все, и что не подлежит сомнению – гравитацию, свет, силы природы. Но есть вещи, которые кто видит, а кто не видит. Сегодня такие феномены объявляются психологическими. Мол, это внутри человека, а не в «реальности». Но тогда давайте объясним это с точки зрения психологии. Сделаем из психологии науку. Множество таких феноменов мы игнорируем просто потому, что нет нормальной теории. В биологии нормальная теория только формируется. В психологии, социологии, политике, в бизнесе – нет никакой.

— Люди ждут от науки благой вести. Мы перелетим на Марс, и там не будет войн и страданий. Или мы встретимся с пришельцами, и они научат нас жить вечно. Ваша теория обещает что-то подобное?

— Я уверен, что никто не умирает. Нейросети не выгодно просто взять нейроны того или иного человека, и выкинуть.

— Наше сознание вечно? А личность?

— То, что сознание – квантовый процесс, это не новая идея. Физики (Роджер Пенроуз, Стюарт Хамерофф) говорят о микроскопических явлениях в наших нейронах, которые порождают мысль и память. Но я ввожу понятие «новой квантовости», не в микро-, а в наших масштабах. Есть такое явление, раздвоение личности. От него лечат. Но чем это не квантовая суперпозиция? Что, если человеку не КАЖЕТСЯ, будто в нем сидят две личности; а он НА САМОМ ДЕЛЕ находится одновременно в двух разных вселенных?

Нейроны моего мозга могут быть связаны с чем угодно. С нейронами моего родственника на другом континенте. Вовсе не моего родственника. С нейронами живых существ на других планетах. Мы пока не можем измерить и «пощупать» эти связи, но, если весь мир – нейросеть, они должны быть. В квантовых терминах мы бы назвали это «запутанность».

СПРАВКА «КП»

Запутанность, или «жуткое действие на расстоянии». Если «подружить» определенным образом две элементарные частицы, а потом удалить одну от другой, любая из них будет мгновенно «чувствовать», что происходит с ее «подругой». Причем именно мгновенно (быстрее скорости света). Это уже не теория: на запутанности строят системы передачи данных, которые невозможно взломать, потому что между приемником и передатчиком нет волны, нет энергии, ничего не передается.

— Я могу быть связан с камнем на Марсе?

— Запросто. И наверняка. Дело в силе этой связи. Сейчас она ничтожна. Но, если Вселенной будет выгодно связать вас сильнее, это мгновенно случится. Вопрос не в том, есть ли связь всего со всем. Вопрос, как такие связи усилить.

Еще относительно недавно физика рисовала нам скучный мир. Длина, ширина, высота, линейно текущее время. Потом время оказалось относительным, а пространство кривым. Затем вскрылось, что вокруг нас нет ничего определенного и точно зафиксированного. Сегодня мы понимаем, что мир на самом деле еще более фантастичен; более, чем могут вообразить фантасты. Что будет завтра? Никто не знает. От этого захватывает дух и становится интересно жить.

Читайте также

Возрастная категория сайта 18+

Сетевое издание (сайт) зарегистрировано Роскомнадзором, свидетельство Эл № ФС77-80505 от 15 марта 2021 г.

И.О. ГЛАВНОГО РЕДАКТОРА — НОСОВА ОЛЕСЯ ВЯЧЕСЛАВОВНА.

Сообщения и комментарии читателей сайта размещаются без
предварительного редактирования. Редакция оставляет за собой
право удалить их с сайта или отредактировать, если указанные
сообщения и комментарии являются злоупотреблением свободой
массовой информации или нарушением иных требований закона.

АО «ИД «Комсомольская правда». ИНН: 7714037217 ОГРН: 1027739295781
127015, Москва, Новодмитровская д. 2Б, Тел. +7 (495) 777-02-82.

Исключительные права на материалы, размещённые на интернет-сайте
www.kp.ru, в соответствии с законодательством Российской
Федерации об охране результатов интеллектуальной деятельности
принадлежат АО «Издательский дом «Комсомольская правда», и не
подлежат использованию другими лицами в какой бы то ни было
форме без письменного разрешения правообладателя.

Приобретение авторских прав и связь с редакцией: [email protected]

Параллельная Вселенная: существует ли она, теории

Стивен Хокинг считал, что черные дыры — это порталы в параллельные миры, а реликтовое пятно в созвездии Эридан может быть отпечатком другой реальности. Рассматриваем эту и другие теории об альтернативных вселенных

Параллельные вселенные — это миры, которые гипотетически существуют одновременно с нашим, но не обязательно похожи на него. Есть предположения, что там действуют другие законы природы или события принимают альтернативные исходы: если в нашем мире подброшенная монета упала орлом вверх, то в другой реальности — решкой.

Научные гипотезы, содержащие конкретные обоснования существования параллельных вселенных, появились только в XX веке, но философы рассуждали на эту тему еще в античности. В V веке до нашей эры в Древней Греции возникла теория атомизма. Согласно этой теории любая материя состоит из химически неделимых частиц — атомов, хаотичное столкновение которых образует параллельные миры. Философ Хрисипп, живший в III веке до нашей эры, предполагал, что Вселенная постоянно умирает и возрождается, то есть одновременно существует бесконечное множество ее состояний.

Первым физиком, который высказал предположение о существовании параллельных реальностей, стал австрийский ученый Эрвин Шредингер. В 1952 году в Дублине он прочел лекцию по квантовой механике и ввел понятие суперпозиции — явления, при котором частица одновременно находится в нескольких разных состояниях.

Позже идею о мультивселенных стали использовать писатели-фантасты. Одна из первых книг на эту тему — роман Майкла Муркока «Расколотые миры» (1963). Чтобы разобраться, могут ли параллельные миры существовать на самом деле, а не только в литературе и кино, мы рассмотрели основные теории и поговорили с российскими физиками.

Теории параллельных Вселенных

Теория Хартла — Хокинга

В 1983 году физики Стивен Хокинг и Джеймс Хартл выпустили научную работу, посвященную новой теории возникновения Вселенной. С помощью квантовой механики ученые пытались объяснить, как мир мог появиться из ничего и что было до Планковской эпохи — самого раннего этапа в его развитии.

Стивен Хокинг посвятил почти всю свою научную карьеру космологии — разделу астрономии, изучающему появление и эволюцию Вселенной. Помимо исследовательских работ, он выпустил несколько научно-популярных книг на эту тему — «Краткая история времени», «Черные дыры и молодые вселенные», «Мир в ореховой скорлупке».

Согласно теории Хартла — Хокинга изначально наш мир находился в космологической сингулярности. Это состояние, для которого характерны бесконечно высокие плотность и температура вещества. В результате Большого взрыва Вселенная расширилась, образовались галактики, звезды, планеты. Она продолжает безгранично расширяться до сих пор.

Описывая мир, Хокинг и Хартл рассматривали Вселенную как квантовую систему, которая одновременно находится в бесконечном множестве состояний. Наша реальность — лишь одно из них. Помимо нее существуют параллельные миры, которые отображают все возможные исходы любых происходивших событий.

Идея, согласно которой система может находиться в нескольких состояниях в одно и то же время, объясняется мысленным экспериментом Эрвина Шредингера — одного из основателей квантовой механики. Ученый привел пример с кошкой в непрозрачном ящике рядом с атомом радиоактивного вещества, который с одной и той же вероятностью может распасться или не распасться, и устройством, которое убивает или не убивает животное в зависимости от состояния частицы. Для наблюдателя, пока тот не откроет ящик, кошка будет в равной степени живой и мертвой, то есть одновременно находиться в двух состояниях.

Математическая гипотеза Тегмарка

Астрофизик и профессор Массачусетского технологического института **Макс Тегмарк выдвинул гипотезу о том, что наш физический мир — это математическая структура: набор физических постоянных (например, число Авогадро, массы элементарных частиц) и уравнений, описывающих фундаментальные законы природы.

Ученый считает, что все непротиворечивые математические структуры, которые можно вычислить, существуют физически. Например, в нашем мире гравитационная постоянная равна 6,67430 (15) × 10−11 Н × м² / кг−2. В параллельной вселенной это значение может быть другим, а значит, меняются решения связанных с ним уравнений.

Объединяя свою и другие теории, Тегмарк предлагает четырехуровневую классификацию миров:

• 1-й уровень — области, которые находятся в этой вселенной, но из-за постоянного расширения пространства после Большого взрыва удаляются от нашей части мира настолько быстро, что абсолютно не влияют на нее. В них действуют привычные физические законы, но с другими первоначальными условиями.
• 2-й уровень — вселенные-«пузыри», которые возникают из-за того, что иногда пространство расширяется более интенсивно, будто происходит небольшой взрыв. Их можно сравнить с отверстиями в хлебном мякише, которые появляются при выпечке теста. Фундаментальные законы природы в этих мирах такие же, но физические константы и элементарные частицы иные.
• 3-й уровень — множественные квантовые состояния вселенной, о которых говорили Хокинг, Хартл и Шредингер. Могут отображать альтернативные исходы событий. В них другие физические постоянные и элементарные частицы, но такие же законы природы.
• 4-й уровень — реальности с другими математическими структурами, которые, по версии Тегмарка, во всем отличаются от нашего мира.

Компьютерная модель вселенных-«пузырей»

(Фото: sakkmesterke / Depositphotos)

Теория струн

В 1970 году Йоитиро Намбу, Хольгер Нильсен и Леонард Сасскинд независимо друг от друга выдвинули предположение о том, что не все физические частицы можно считать точечными из-за нетипичного характера их взаимодействия. Исследователи предложили рассматривать некоторые элементарные частицы (например, пионы, которые по массе меньше атома) как тонкие протяженные нити — так называемые квантовые струны.

В 1984–1986 годах произошла суперструнная революция: физики поняли, что теорией струн гипотетически можно описать взаимодействие всех элементарных частиц, а не только пионов. Возникла идея, что квантовые нити колеблются с разными частотами и задают свойства материи, как привычные нам атомы.

Согласно общепринятой теории относительности Вселенная включает в себя четыре измерения, среди которых длина, ширина, глубина и время. По теории струн измерений может быть 6, 10 и даже 26. Но мы осознаем только четыре из них. Остальные измерения сворачиваются, но в них могут помещаться параллельные вселенные. Эта концепция в упрощенной визуальной форме отражена в фильме Кристофера Нолана «Интерстеллар» (2014).

Михаил Иванов, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры теоретической физики МФТИ:

«Тема параллельных миров-вселенных в художественной и научной литературе переплетена с темой множественности миров-областей в пределах одной вселенной. Если рассматривать область якобы нашей вселенной, но отстающую от нас более чем на 14 млрд световых лет (это больше расстояния, которое свет может пройти с момента Большого взрыва к настоящему времени), тут уже возможно говорить о параллельных мирах.

Исторически одним из первых источников идеи мультивселенных была многомерная геометрия. Если в пространстве больше трех измерений, в нем можно представить несколько параллельных или пересекающихся гиперплоскостей, на каждой из которых действует обычная трехмерная физика. Восходят эти идеи минимум к XIX веку.

В современной науке основные источники идеи о мультивселенных — общая теория относительности и квантовая теория.

Общая теория относительности (ОТО) описывает, как геометрия пространства-времени, которая проявляется в виде гравитационных полей, изменяется со временем и взаимодействует с материей. В ней можно сконструировать решения основных уравнений так, чтобы черная дыра оказалась воротами в параллельный мир. Но это требует существования экзотических видов материи, которые едва ли возможны.

Можно применить обобщения ОТО к многомерному пространству и прийти к допущению, что в нем живут трехмерные браны (от слова мембрана), на поверхности которых размещаются параллельные вселенные. Можно модифицировать теорию так, чтобы пространство эволюционировало, порождая практически не связанные друг с другом области, в которых законы физики будут различаться.

В квантовой теории есть концептуальные проблемы, связанные с тем, что она состоит из двух разных частей. Первая — физика того, что происходит в замкнутой системе, обособленной от внешних взаимодействий. Вторая — теория измерений, описывающая взаимодействия системы с измерительным прибором.

Последнюю старались свести к физике замкнутых систем, включая в нее измерительный прибор. Но каждый раз теория измерений возникала снова, на другом уровне: вместо измерения состояния квантовой частицы приходилось рассматривать измерение состояния стрелки прибора или даже экспериментатора. В 1957 году американский физик Хью Эверетт III заметил, что теорию измерений можно исключить из квантовой механики, но тогда окажется, что в каждом эксперименте реализуются одновременно все возможные исходы. Это позволило проинтерпретировать теорию так, что Вселенная ветвится на варианты. В них происходит все, что в принципе могло бы произойти».

Существуют ли параллельные вселенные

Идею о существовании других реальностей в научном сообществе воспринимают неоднозначно. Сторонники этой концепции — Стивен Хокинг, американские физики-теоретики Брайан Грин и Ли Смолин, американский космолог Александр Виленкин.

Аргументы за:

• Существование черных дыр — Стивен Хокинг считал, что они могут быть тоннелями в параллельный мир. Об этом говорится в его книге «Черные дыры и молодые вселенные».
• Существование реликтового холодного пятна — области в созвездии Эридан с необычно низким микроволновым излучением и большими размерами. Некоторые ученые считают, что оно может быть отпечатком другой вселенной.
• Гипотетическое существование кротовых нор — «тоннелей», соединяющих отдаленные друг от друга точки пространства. Они согласуются с общей теорией относительности, но требуют существования экзотических видов материи.

Первое изображение галактики Messier 87, в центре которой находится черная дыра

(Фото: Event Horizon Telescope / Wikimedia Commons)

Против идеи о параллельных вселенных выступают британский космолог Джордж Эллис, американские физики-теоретики Стивен Вайнберг и Дэвид Гросс. Их главный аргумент в том, что она ненаучна в целом. Ни одну из описанных выше теорий невозможно опровергнуть экспериментально, а значит, и доказать.

Михаил Иванов:

«В обозримом будущем мы едва ли сможем доказать существование параллельных вселенных. Многие теории основаны больше на игре ума, чем на экспериментальных фактах. Доказательство других порой требует ускорения элементарных частиц до энергии Планка (500 кг в тротиловом эквиваленте) или наблюдения за ними в течение миллиардов лет.

Более важный вопрос — удастся ли нам сформулировать квантовую теорию гравитации. Есть вероятность, что с ней мы сможем создавать параллельные вселенные, даже если раньше их не существовало».

В интервью для журнала Scientific American Джордж Эллис объяснил, что, по его мнению, ученые предложили идею о параллельных вселенных как универсальное объяснение природы нашего существования. Эту концепцию нельзя назвать неправильной, но она носит чисто философский, а не научный характер.

Станислав Алексеев, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник отдела релятивистской астрофизики Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга:

«У идеи о существовании параллельных вселенных есть несколько причин. Например, наличие черных дыр — каналов, через которые гипотетически энергия попадает из нашего мира в другой. Противоположные им белые дыры, существование которых не доказано, но допускается, могут быть источниками излучения из параллельных вселенных.

С точки зрения космологии, наличие других вселенных — возможность нарушить закон сохранения энергии, показав каналы, через которые она может убывать и прибывать. Это могло бы объяснить проблему космических лучей, энергия которых выше теоретического верхнего предела, без нарушения лоренц-инвариантности — свойства физической величины оставаться неизменной при преобразованиях.

Для доказательства или выбора одной из вышеописанных теорий не хватает экспериментальных, наблюдательных данных. В настоящее время во всех проектах общая теория относительности (ОТО) подтверждается с высокой точностью, но возможно, что в будущем удастся экспериментально выйти за ее границы».

Как современная наука изучает возможность существования параллельных Вселенных

В 1998 году во время наблюдения за сверхновыми звездами была обнаружена темная энергия. Это форма энергии, которая заполняет пустое пространство и действует противоположно гравитации, то есть отталкивает тела, а не притягивает их. За счет нее Вселенная расширяется с ускорением.

Ученые из Даремского и Сиднейского университетов создали компьютерную модель развития Вселенной и пришли к выводу, что в нашем мире относительно мало темной энергии. Согласно теориям возникновения Вселенной, ее должно было быть настолько много, что галактики и звезды не могли сформироваться, а жизнь не появилась бы.

В 2015 году в научном издании The International Journal of Physics вышла статья ученого А. А. Антонова о том, что темная энергия может быть признаком существования других вселенных. Для проверки этой и других теорий, связанных с темной энергией, ученые Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли, США, создали прибор Dark Energy Spectroscopic Instrument, который исследует электромагнитные спектры далеких галактик. Впервые он начал работу в 2019 году.

Как умирают звёзды.

Астрономы увидели редчайший взрыв сверхновой

Странно смотреть на ночное небо и думать, что оно не всегда будет выглядеть так, как сейчас. Рано или поздно многие звёзды (те, что покрупнее) ждёт один и тот же финал — фантастическая вспышка, которую будет видно чуть ли не со всех краёв Галактики. Это называется взрывом сверхновой. Хотя логичнее говорить не о новых, а о старых, об очень старых звёздах.

С некоторыми из них это заключительное событие может произойти прямо сегодня. А может через тысячу лет. В космических масштабах это одно и то же, так что астрономам трудно сказать точнее. Возьмём, к примеру, довольно заметное созвездие Ориона, у него ещё три звезды на «поясе» практически на одной линии. Нашли? А теперь смотрим на левое «плечо». Это Бетельгейзе. Правда, по-арабски это не плечо, а подмышка, по крайней мере, по одной из версий перевода названия. В любом случае это красный сверхгигант. Будь он на месте нашего Солнца, мы бы с вами ничего не увидели — он проглотил бы Землю вместе с Меркурием, Венерой и Марсом. Таких объёмов достигают в пенсионном возрасте звёзды, которые и в молодости были немаленькими. Юная Бетельгейзе была раз в десять крупнее нашего светила. А теперь ей десять миллиардов лет. Звезда-ветеран. Подумать только: вся Вселенная старше неё на какие-то четыре миллиарда лет. По подсчётам астрономов, старушке осталось совсем немного. Вот-вот (не сегодня­, так завтра) термоядерная реакция внутри закончится и исполинское ядро резко сожмётся — это по-научному «гравитационный коллапс». И тогда бабах! Вся внешняя оболочка торжественно вылетит в окружающее пространство. В этот момент звезда напоследок становится минимум в десять тысяч, а то и в миллионы раз ярче. Это её прощальный привет. Светящееся облако ещё сотни, если не тысячи лет будет напоминать о ней. А внутри будет прятаться одно из двух — чёрная дыра (или пульсар), то есть стремительно крутящаяся нейтронная звезда.

Фото © Flickr / John Brighenti

Чтобы понять, как это будет выглядеть, достаточно взглянуть хотя бы на Крабовидную туманность, это у нас в созвездии Тельца — кстати, прямо над Орионом. Это облачко даже в бинокль при желании увидеть можно. А уж на снимках Хаббла это просто космос. Конечно, сложно сразу сказать, что там такого крабовидного, но выглядит потрясающе. Так вот, это была звезда, которая взорвалась в 1054 году. В России (то есть на Руси) в тот год умер князь Ярослав Мудрый. В исторических документах говорится, что космический взрыв было видно даже днём. Как видите, облако не рассеялось до сих пор, а в нём испускает свои радиосигналы нейтронная Crab Pulsar.

Фото © Flickr/HubbleSite

Кстати говоря, Бетельгейзе от нас не так уж далеко — подумаешь, 450 световых лет. А есть и кандидат в сверхновые ещё ближе — в созвездии Пегаса, 150 световых лет. А вот от Солнца, как известно, такого шоу ждать не стоит — оно для этого маловато. Да и вообще у нас с вами куда больше оснований опасаться взрывов не где-то в космосе, а на нашей собственной планете.

Для полного представления о сверхновых ещё самую малость погуляем под звёздами. Теперь нам нужен Орёл, приложения со звёздными картами в помощь. Где-то там, в окрестностях Альтаира и — слава вселенскому разуму — в 26 тысячах световых лет отсюда есть ещё одна туманность. Её обозначили как W49B. Тоже после сверхновой осталась. И никакой нейтронной звезды там не нашли. Напрашивается вывод — её там нет. А есть то, что бывает в таких случаях кроме неё — чёрная дыра. Если это так, то она самая молодая из всех ныне известных: этот бабах тоже случился примерно тысячу лет назад, то есть одновременно с крабовидным.

Фото © Flickr / Rawpixel Ltd

Но и это ещё не всё. В нашем космическом зоопарке имеется ещё один, особо редкий вид сверхновых. Он появляется, если случится помереть какой-нибудь совсем уже неприличных размеров суперзвезде — примерно раз в 150–250 больше Солнца. И, что парадоксально, в этом пиковом случае от такого гиганта не остаётся ни дыры, ни пульсирующего «радиомаяка» — вообще ничего. Одно железо разве что вокруг разбрасывается в немыслимых количествах. Называется такая сверхновая парно-нестабильной. Пара — это возникающие в стареющей звезде электрон плюс позитрон (в смысле тоже электрон, только положительно заряженный). То есть частица и античастица. Везде и всюду в недрах светила. А нестабильность в том, что они слишком разные, чтобы долго быть вместе. Они друг друга просто уничтожают, ядро звезды коллапсирует, и опять-таки бабах — термоядерный взрыв.

VIA GIPHY

О том, что где-то во Вселенной есть такие бомбы на антиматерии, астрономы давно подозревали, а вот теперь наконец увидели эту нестабильность своими глазами. Вооружёнными, конечно. Речь идёт о суперновой SN 2016iet, её нашёл в 2016 году спутник Gaia Европейского космического агентства. Только вот, хоть убей, не пишут конкретно где, в каком созвездии. Ну ладно, всё равно мы с вами не увидим ни в один телескоп. Главное, что она есть и она именно такая, как надо, — парно-нестабильная. По крайней мере, в этом уверены астрофизики после трёх лет увлечённых наблюдений. Правда, остаются вопросы — судя по всему, звезда была поистине огромная, такие обычно бывают ближе к центру Галактики, а тут как-то странно — электронно-позитронный монстр обосновался в такой глуши, что это уму непостижимо: 54 тысячи световых лет от «города» (точнее, от «городка») — он принадлежит к галактике небольшой, карликовой. Но самое главное для нас с вами — это расстояние от Земли: несколько миллиардов световых лет. Вот и прекрасно. Там взрывайтесь сколько душе угодно.

Как пережить смерть близких — Российская газета

Они жили долго и счастливо и умерли в один день

Это не просто о любви до гробовой доски и о семейной жизни с хорошим концом … Это попытка ответить на вопрос, над которым веками бьются философы, поэты, художники: «Может ли любовь победить смерть?»

Анатолий Антонов: «В один день» — это метафора и мечта, которая в жизни редко реализуется. Жан-Поль Сартр и его супруга Симона де Бовуар умерли почти в один и тот же день, но с промежутком в шесть лет. Но и это символично. Речь идет о том, что люди всю жизнь проживают рядом, становясь друг для друга незаменимыми. Это и счастье, и огромное испытание…

Алексей Герман: Глядя на свою семью, я понимал, что они проходили очень много испытаний вместе. При том, что родители могли ссориться, и даже бабушка с дедушкой иногда. Тем не менее всегда было ощущение единства, внимания друг к другу и понимания. Сейчас, мне кажется, мы теряем ценность энергии семьи, которая поддерживает в этом сложном и иногда враждебном мире. Семья перестает быть высшей ценностью. Это не означает, что раньше «все сидели под елочкой в белых рубашечках». Просто я всегда понимал, что для меня родители- это главное, а я — для них. И всегда знал, если у кого-то из нас случится выбор, то он будет сделан не в пользу денег или карьеры, а в пользу семьи.

Недавно умер 90-летний муж близкой знакомой. Она сказала: «Я не умею без него дышать…»

Анатолий Антонов: Есть такое социально-психологическое понятие: социальный атом человека. Это наименьший и неделимый элемент социальной вселенной. Когда кто-то один умирает, атомная структура разрушается, ведь атом неделим. Умер один старик, скоро уйдет и другой. Впрочем, социологам известно, что у женщины есть шанс прожить еще лет 10. А вот если умирает первой жена, муж долго не протянет. Все это я говорю о парах с большим стажем. В современной семье, где по пять раз разводятся и сходятся, совсем другая картина. Развод там — тоже смерть, но не в буквальном смысле слова. Посмотрите телевизионные передачи: люди готовы друг другу горло перегрызть за каждую табуретку. Такая грязь внутри человеческая убивает когда-то очень близкого.

Алексей Герман: Возможно, в этом виноват тревожный ХХ век, который принес бесконечное форматирование государства, постоянное провозглашение то одних, то других ценностей. Меня потрясает количество выяснений отношений, показушной и бессмысленной любви, которое сейчас транслируется отовсюду. Когда умирала певица Юлия Началова, было ощущение нескончаемого потока грязи. Бесконечные оправдания врачей, скандалы с бывшими мужьями. Жизнь в состоянии постправды, когда рейтинг важнее, чем мораль, когда человеческая жизнь всего лишь история о том, как повысить количество читателей, лишает нас чего-то очень важного. Интерес к трагическим моментам с одновременным вытаскиванием грязного белья — результат того, что нет моральных авторитетов. А это тащит за собой остальное — отсутствие запроса на справедливость, нищенские пенсии, неуважение и безразличие к старикам и т.д.

Татьяна Чаленко: Ухаживая за больными и помогая людям в последние мгновения жизни, я пришла к парадоксальному выводу: настоящая любовь бывает только в старости. Когда смотришь на своего мужа и думаешь: «Раньше я его не любила, это было другое. А вот сейчас я его люблю!» У 90-летнего священника в келье я видела две фотографии. Матушка — сразу после венчания и незадолго до смерти. На одной — юная красавица, а на другой — морщинистая старуха с бессмысленным взглядом. В рамку второй фотографии батюшка вложил клочок бумаги, на которой было написано: «Господь с тобой, любовь моя!» Тогда я этого не поняла, а теперь — понимаю.

Алексей Герман: Это правда: долгая жизнь вместе — это выше, чем просто любовь, это что-то, что превращает двоих в одно целое. Моя мама очень тяжело переживала уход папы. По большому счету, она не могла без него жить, поэтому все время кидалась в какую-то работу, чаще неблагодарную и низкооплачиваемую. Бабушка после ухода дедушки стала заниматься его архивами. Закончив работу, она, увы, быстро умерла.

Последняя точка многое говорит о человеке

Чехов пьет смертельно опасное шампанское. Пушкин ест морошку из рук любимой жены… О чем обычно просят в такие минуты?

Татьяна Чаленко: Меня потряс случай. Я ухаживала за удивительной женщиной. Она содержала в Тверской области маленький детдом для олигофренов. Шесть человек научила говорить. Самоотверженная была — служила людям. И вот сидим мы с родственниками у ее одра, и она завещает отвезти ее после смерти туда, где детдом, обложить дровами, сжечь, а прах развеять над деревней. При этом никаких признаков деменции или других психических расстройств. Просто ей хотелось раствориться в своем призвании…

Современное искусство все чаще обращается к осмыслению человеческих переживаний о приближении конца… Все возможные мировые награды собрал фильм Ханеке «Любовь». Сюжет прост и сложен одновременно: два очень старых и очень любящих друг друга человека пытаются сохранить достоинство в безысходности болезни, которая сначала отнимает силы физические, а потом забирает разум. ..

Татьяна Чаленко: Мы должны уходить из жизни достойно. Как в молитве сказано: «непостыдно». Деликатность и терпение — вот, что нужно усвоить тому, кто ухаживает за больным. Человек не должен быть унижен, даже если он уже не помнит, как его зовут, а тело его абсолютно беспомощно…

Анатолий Антонов: Недавно я оказался в больнице. На лыжах гонял и сломал шейку бедра. Не учел возраст. Хирурги смеялись: где этот горнолыжник? Так вот о достойном уходе. При мне человек умер прямо на коляске, не дождавшись места в палате. Медицинские братья и сестры в присутствии умирающего разговаривают: вот этот сейчас загнется, освободится кровать. Это же так страшно — умереть среди абсолютно равнодушных людей. О деликатности, физической и психологической, в которой нуждаются старики еще больше, чем молодые, речи не идет.

Алексей Герман: Я был поражен, как трудно положить в больницу человека преклонного возраста и как минимальны его шансы на выживание там. Это пренебрежение к людям в почтенном возрасте — колоссальная проблема. Сегодняшняя установка на доживание безобразна, как и термин «возраст дожития». Откуда это взялось? Как ни странно, это вопрос и о религии, и о воспитании, и о нравственности, и вопрос очень скромной пенсии.

Но вот больной человек дома… Бросившись к нему на помощь, близкие люди часто не рассчитывают свои силы на годы методичной и мало результативной, по большому счету, работы… И тогда возникает вопрос: ухаживать за больной матерью — это святая обязанность или наказание? И случаи, когда родственники ведут себя так, что хочется сказать: «Лучше уйдите!», — не редкость….

Алексей Герман: Наверное, самое дурное, что может быть в такой момент, это когда родственники начинают злиться друг на друга. Это бывает очень часто. Когда напрягаются дети, когда самому человеку кажется, что ему недодают чего-то. Мне кажется, достоинство и в том, чтобы как-то останавливать себя.

Надо жить, думая о конце, и тогда жизнь будет и радостной, и прекрасной. А мы загоняем свой страх в подполье

Татьяна Чаленко: Вопрос про наказание может ставить только незрелая душа. Важно помочь ей созреть. Наши родственники любимые — мамы, тети, бабушки — поверьте, все осознают… Есть очень короткий срок, когда понимаешь, что уже помочь не сможешь. Когда мама вас не узнает и считает своей мамой, — это, конечно, шокирует. Но вам дается возможность еще полюбить ее немножко, погладить руку или голову — пока дышит, на тебя смотрит, пока она еще теплый… Видит и слышит? Нужно попросить прощения, может быть, какие-то распоряжения получить. Уже не слышит? Важно держать за руку. Гладить потихонечку, даже просто немножко касаться тела, головы, волос. Мы, сестры милосердия, знаем, как важно, чтобы человек чувствовал, что он не один умирает. Кто-то рядом с ним сидит и вместе с ним дышит. Я ухаживаю за больными скоро 25 лет. Как правило, это происходит так: ты вышел за дверь, на кухню на минутку, и человек умер. Так вот это большой подарок от Бога видеть, как он уходит, услышать последний вздох. Подарок вашей душе.

Герой нового фильма Сергея Ливнева «Ван Гоги» (его очень точно и тонко играет Алексей Серебряков) рядом с заболевшим Альцгеймера отцом излечивается от равнодушия, неполноты существования, эгоизма, амбиций. .. Получается, чтобы быть человеком, нужно пройти и это?

Татьяна Чаленко: Уход за стариками с деменцией — это тяжелая, но душеспасительная история.

В Калуге 86-летняя бабушка ушла ночью из дома и замерзла. Общество обрушилось на сына, который сам давно уже пенсионер… Но все ли зависит от родственников? Нужна ли им самим поддержка?

Татьяна Чаленко: Я консультирую семью. Пожилая женщина — 94 года. Простая, малообразованная, труженица. Нарушения у нее уже очень развернутые. И две дочери, сами понимаете, в возрасте. Как же они ухаживают за матерью! Как они терпеливо любят, невзирая на ее бесконечные вопросы, какие-то детские поступки. Как служат ей! Когда смотришь на это, жить хочется, и веришь в людей, и счастлив, несмотря на ужасающую ситуацию! Все очень просто, бедно, скудно. Денег на перевязочные материалы нет. Но ни грамма уныния или жалости к себе, только любовь и добрый юмор.

Настоящая любовь бывает только в старости. Когда смотришь на мужа и думаешь: Раньше я его не любила, а вот сейчас люблю!

Алексей Герман: Я, к счастью, не знаю, что такое деменция. Мой папа умирал медленно, долго и страшно. Он очень тяжело болел 20 лет. Мы знали это. Это знание всегда было рядом. В случае с мамой все произошло очень быстро. С одной стороны, пожилые родители — это страшное испытание. Это, когда ты начинаешь разбираться в медицине. Когда тебя одолевает стыдная усталость, и ты живешь в бесконечном ожидании трагедии. Но с другой стороны — это взаимопонимание и счастье от того, что ты можешь прийти к ним и ощутить, что ты не один и ближе родителей никого не будет.

Почему тема ухода, последних дней жизни у нас под запретом?

Почему мы боимся говорить о смерти? Вот два письма от известных российских писателей, которые пришли в ответ на приглашение редакции к разговору. «Простите, я бы не хотела говорить об этом… Недавно умерла жена моего брата»… «У меня пожилые родители, боюсь думать, что будет через год-два-три…»

Анатолий Антонов: Да, это табу. У нас нет поведенческой психогигиены относительно смерти. Посмотрите, в светской жизни совсем нет траура, если это, конечно, не касается знаменитостей, из смерти которых делают шоу. Люди уходят незаметно: был человек и нет его.

Алексей Герман: Может быть, причина в том, что тема ухода очень личная…

Анатолий Антонов: Боязнь говорить о смерти — это очень напряженная струна современного мира. Во всех странах упростились похоронные обряды. Помню: по улице у нас на Таганке идет процессия, оркестр играет, машина с красно-черным полотном на борту. Останавливаются зеваки. Сейчас вы не увидите похорон.

Разве это плохо? Вспомнишь «Траурный марш» Шопена и мурашки страха по спине…

Анатолий Антонов: Это особенность нашей жизни: скорее похоронить, забыть и побежать по своим делам. Дело не в отсутствии сопереживания. Смерть загнана в подсознание, невероятно высок страх смерти… В свое время великий Мечников написал книгу «Этюды оптимизма». Она вовсе не о том, что умирать надо с оптимизмом. Нет. По Мечникову, умирать нужно по-человечески: не отчаиваться, не цепляться за жизнь, а понимать, что это закономерный финал, к которому нужно себя приготовить. Не в одиночку, а в окружении родственников и близких. Как раньше: на людях, чтобы вся деревня попрощалась… У меня мама до 90 лет дожила. Умерли все ее братья и сестры, умерли знакомые, ей перестал быть интересен даже Ельцин, который разрешил верить в Бога. И она тихо ушла. Парадоксальная мысль: надо жить, думая о конце, и тогда жизнь будет радостной и прекрасной. А мы загоняем свой страх в подполье.

Этот феномен изучен?

Анатолий Антонов: Вы удивитесь, но табу на смерть не только у обывателей, но и у ученых. В советское время я пытался проводить исследования про отношение к смерти среди преподавателей и студентов, но партком МГУ быстро мне их прикрыл. Как умирать — это не тема для советского человека. Он хотя и смертен, но вечен, бодр и весел! Такая идеологическая установка. А людям задумываться над тем, как жизнь сберечь, как дожить до глубокой старости при уме и памяти, было некогда. Модернизация, урбанизация, технологический прогресс — все это дает высокий процент смертности. В патриархальной и религиозной крестьянской России суицидов случалось мало. Жизнь была, с точки зрения простого человека, не легче, но правильнее. А что получилось, когда сельское население вытянули в города? После войны мы впятером жили в коммуналке на шести квадратных метрах. Удобства на улице. Москва была деревянная, страшная, бедная. Про другие города и не говорю. В ХХ веке не за чем было беречь здоровье. Мужчины усвоили: через каждые 10 лет — или войны и революции, или репрессии и «как закалялась сталь» на стройках коммунизма. Жертвенность, послевоенный голод.

Трагичный минувший век отучил россиян думать о том, как жить долго и качественно. Но были же примеры, перед которыми хочется снять шляпу: Владимир Зельдин, Даниил Гранин…

Анатолий Антонов: По числу долгожителей мы сильно отстаем от развитых стран. Между тем биологи из США, кстати, наши — МГУ-шники, уехали в Америку в 90-е годы, провели анализ по всем европейским странам за 300 лет и пришли к выводу, что средняя продолжительность жизни должна быть 100 лет. Сейчас Япония и Скандинавские страны приближаются к показателю 85 лет. Среди японских женщин полно тех, кому 88-89. Мы же вышли на среднемировой показатель — 72 года. Это на десять лет меньше, чем в передовых странах мира. По женщинам мы на 130-м месте в мире, а по мужчинам — на 145-м… Когда мы стали проводить исследования установок на жизнь и смерть, выяснилось, что большинство опрошенных не хочет дожить до ста лет. Старость воспринимается, как дряхлость и нищета. Зачем такая жизнь? Молодые так и пишут в анкетах: лучше прожить активно, бодро, но мало. Пробежал стометровку и помер на финише. А я студентам внушаю: нужно марафонскую дистанцию пробежать, а для этого продумать свою историю уже сейчас, пока вам двадцать, рассчитать силы на всей дистанции.

Справка «РГ»

Сейчас в России проживает более 33 миллионов людей старше трудоспособного возраста. Это 23 процента населения страны. По прогнозам, к 2025 году доля этих граждан составит 28 процентов.

Ключевой вопрос

Возможно, старость пугает не только дряхлостью и нищетой, но и тотальным одиночеством. Немощность и смерть уничтожает друзей, они вдруг куда-то исчезают, будто боятся чего-то.

Герман: Переоценил ли я Вселенную, когда папа умирал и очень многие люди, которые были его друзьями, пропали? Да, переоценил. Переоценил ли я ситуацию, когда мама умерла и многие, кому она помогала, не пришли? Переоценил. Для меня жизнь без родителей — это жизнь заново. После ухода мамы «Ленфильм» начал терять какие-то ориентиры. Теряется то, ради чего она жила, ради чего спасала студию. Исчезновением друзей я был, конечно, неприятно удивлен. Но, с другой стороны, чего требовать от профессиональных сообществ, когда все мы становимся обществом фейсбучных конфликтов, медийной истерии, потребности немедленно кому-то ответить, поделиться своим мнением со всем миром. Как ни странно, революция в соцсетях сделала нас глупее.

Уход близких может перевоспитать?

Герман: Не знаю (вздыхает). Надеюсь, что я стал немного внимательнее к людям. Как минимум стал мягче и добрее. Наверное. В чем-то стал менее амбициозен. Не знаю, стал ли я умнее и мудрее, но я стал иным, и какое-то отношение к жизни во мне пересмотрелось. Не я сам пересмотрел. А оно само изменилось. Смерть близких меняет приоритеты и понимание того, что такое жизнь. Мы же не верим никогда, что все это может произойти с нами. Этот момент бесконечно далеко. А когда это происходит сейчас и с тобой, конечно, ты становишься другим человеком. Ты понимаешь, что теперь ты в семье старший, что не с кем уже посоветоваться.

И главное. Ты всегда винишь себя в том, что позвонил на два часа позже, приехал в больницу на 25 минут позже, не сообразил снять задвижку на двери… Вина останется навсегда. И тут совет только один. Его давали уже миллиарды человек до меня. Не откладывайте общение. Позвоните своим родителям прямо сейчас.

Вселенная умирает? Что теперь?

Это моделирование показывает крупномасштабную структуру Вселенной.
(Изображение предоставлено коллаборацией Illustris)

Пол Саттер — приглашенный научный сотрудник Центра космологии и физики астрочастиц Университета штата Огайо (CCAPP). Саттер также ведет подкасты Ask a Spaceman и RealSpace, а также серию YouTube Space In Your Face. Он написал эту статью для журнала Space.com Expert Voices: Op-Ed & Insights .

Да, вселенная умирает. Преодолейте это.

Хорошо, давайте резервную копию. Вселенная, определяемая как «все, что есть, в сумме», никуда не денется в ближайшее время. Или когда-либо. Если вселенная превратится во что-то еще далеко в будущем, тогда это просто еще одна вселенная, не так ли?

Но все во вселенной? Это другая история. Когда мы говорим обо всем этом, тогда да, все во вселенной умирает, один жалкий день за другим.

В своей последней статье (Что вызвало Большой взрыв?) я упомянул, насколько революционной является современная космологическая парадигма: мы живем не в статической, неизменной Вселенной, а в динамичной, которая существует в течение конечного периода времени. и будет продолжать меняться в своем будущем. Но чего я не упомянул раньше, так это того, насколько мучительно медленным, болезненным и тоскливым будет весь процесс.

Глядя на ночное небо, вы можете этого не заметить, но абсолютная тьма уже сгущается. Звезды впервые появились на космической сцене довольно рано — более 13 миллиардов лет назад; всего несколько сотен миллионов лет в этой Великой игре. Но во Вселенной не так много вещества и не так уж много возможностей сделать из него шары, достаточно плотные, чтобы зажечь ядерный синтез, создавая звезды, которые борются с безжалостной ночью.

Расширение Вселенной разбавляет все в ней, а значит, остается все меньше и меньше шансов осуществить ядерную магию. И около 10 миллиардов лет назад расширение достигло критической точки. Материя в космосе была слишком тонкой. Двигатели творения выключились. Занавес был поднят: эпоха пика звездообразования уже прошла, и мы сейчас живем в стадии сворачивания. Звезды все еще рождаются, но рождаемость падает.

В то же время, эта подлая темная энергия вызывает ускорение расширения Вселенной, разрывая галактики друг от друга быстрее, чем скорость света (давай, скажи, что это нарушает какой-то закон физики, смею тебя), выводя их из зоны любого возможного контакта — и, в конечном счете, видимости — с их соседями. За исключением галактики Андромеды и нескольких жалких прихлебателей, никаких других галактик видно не будет. Нам станет очень одиноко на нашем наблюдаемом участке Вселенной.

Вселенная в младенчестве была создана из тепла и света, но космос в далеком будущем будет тусклым и холодным животным.

Единственным утешением является задействованный масштаб времени. Вы думали, что 14 миллиардов лет — это долго? Цифры, которые я собираюсь представить, смешны даже в экспоненциальном представлении. Вы не можете уложить это в голове. Они просто… большие.

Во-первых, у нас есть как минимум 2 триллиона лет до рождения последнего солнца, но самые маленькие звезды будут продолжать медленно и стабильно гореть еще 100 триллионов лет в космических Детях Человеческих. Наше собственное солнце к тому времени уже давно исчезнет, ​​испарив свою атмосферу в течение следующих 5 миллиардов лет и превратив Землю в древесный уголь. Примерно в то же время галактики Млечный Путь и Андромеда столкнутся, создав жалкий беспорядок в местной системе.

В конце этой 100-триллионной «звездной» эры во Вселенной останутся только… ну, остатки: белые карлики (некоторые остыли до черных карликов), нейтронные звезды и черные дыры. Много черных дыр.

Добро пожаловать в эпоху упадка, состояние, которое так же печально, как и звучит. Но даже это не конечная игра. О нет, становится хуже. После бесчисленных гравитационных взаимодействий планеты будут выброшены из своих распадающихся систем, а сами галактики растворятся. Потеряв целостность, наш локальный участок Вселенной превратится в растрепанные обломки места с тусклыми, мертвыми звездами, разбросанными случайным образом, и черными дырами, бродящими в глубинах. 940 лет до конца.

Если вы являетесь тематическим экспертом — исследователем, бизнес-лидером, автором или новатором — и хотели бы внести свой вклад в обзорную статью, напишите нам здесь. (Изображение предоставлено SPACE.com)

Со временем (и поверьте мне, у нас его предостаточно) Вселенная будет состоять только из частиц света (электронов, нейтрино и им подобных), фотонов и черных дыр. Сами черные дыры, вероятно, растворятся под действием излучения Хокинга, ненадолго осветив непроницаемую тьму по мере их распада. 9100 лет (но кто сейчас отслеживает?), ничего макроскопического не остается. Просто слабый суп из частиц и фотонов, разбросанных так тонко, что почти никогда не взаимодействуют.

А потом? Кто знает? Когда вы созерцаете такие непостижимые масштабы времени, трудно сказать. Может быть, Вселенная просто продолжит остывать, стирая разницу температур, делая двигатели и вычисления — и познание — фактически невозможными.

Но, может быть, наша Вселенная — всего лишь небольшой участок более крупной структуры, и пока наша ветвь умирает, другая часть большего космоса только сейчас вступает в свои славные дни звездообразования. Не то, чтобы вы когда-нибудь сможете добраться до него, но это небольшое утешение. Возможно, случайное колебание вызовет новый Большой Взрыв. Может быть, то, что движет Темной Энергией, раскроет свою истинную природу, превратившись в поток материи, вдохнув свежую жизнь в разрушенный космос. Может быть… может быть… может быть… Может быть, нет.

Хорошего дня.

Узнайте больше, прослушав выпуск » Умирает ли вселенная? »  в подкасте Ask A Spaceman, доступном на iTunes (открывается в новой вкладке) и в Интернете по адресу http://www.askaspaceman .ком. Спасибо Алексу Ротбергу за вопрос, который привел к этой статье! Задайте свой вопрос в Твиттере, используя хэштег #AskASpaceman или подписавшись на Пол @PaulMattSutter и facebook.com/PaulMattSutter.

Следите за всеми проблемами и дебатами Expert Voices — и участвуйте в обсуждениях — на Facebook, Twitter и Google+. Выраженные взгляды принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения издателя. Эта версия статьи была первоначально опубликована на Space.com.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: community@space. com.

Пол М. Саттер — астрофизик из SUNY Stony Brook и Института Флэтайрон в Нью-Йорке. Пол получил докторскую степень по физике в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн в 2011 году и провел три года в Парижском институте астрофизики, после чего получил стажировку в Триесте, Италия. регионов Вселенной до самых ранних моментов Большого Взрыва до охоты за первыми звездами. В качестве «звездного агента» Пол уже несколько лет страстно вовлекает общественность в популяризацию науки. Он ведущий популярной программы «Спроси космонавта!» подкаста, автор книг «Твое место во Вселенной» и «Как умереть в космосе», часто появляется на телевидении, в том числе на канале «Погода», где он является официальным специалистом по космосу.

Астрофизика: Вселенная умирает | USA

Select:

• — — —
• España
• com/s/setAmerica.html?ed=es_despl»> América
  • México
  • Colombia
  • Chile
  • Argentina
• USA

USA

Astrophysics

More than two decades ago, the Космический телескоп Хаббла начал показывать нам судьбу звезд, галактик и, соответственно, космоса, который находится в необратимом упадке.

НАСА / ЕСО

Вселенная умирает. Одна или несколько вещей сговорились убить его. И нашу галактику, Млечный Путь, не пощадят. В этом нет ничего нового, он начался давно, но кажется необратимым. Это конец света, каким мы его знаем, если перефразировать песню REM. Мы движемся — очень медленно по временным шкалам человечества, но неумолимо — к угасанию нашей вселенной, которая проложит путь к совершенно другой, чрезвычайно темной и враждебной по нашим меркам.

Вселенной 14 миллиардов лет. Сегодня мы знаем, что галактики уже существовали, когда Вселенной было всего 400 миллионов лет — или 3% от ее нынешнего возраста. С тех пор галактики и образующие их звезды доминировали в космосе практически на протяжении всего его существования. Млечный Путь, довольно обычная галактика, содержащая около 100 миллиардов звезд, сегодня каждый год образует звезду, подобную Солнцу. Это мало или много?

Подробнее

Испанские астрофизики открыли новую область Млечного Пути

В астрофизике, и в физике вообще, и, можно сказать, в жизни вообще, лучший способ решить проблему — это сначала нацарапать ее на салфетке, простая операция, тем не менее часто содержащая много знаний и понимания. Более сложные уравнения могут быть выполнены позже, но первая оценка того, что представляет собой проблема, всегда помогает ее решить. Например, без необходимости понимать физику, если мы хотим знать, как долго мы можем находиться в машине при средней скорости 100 миль в час в поездке на 360 миль, мы делим одно число на другое. и получить 3,6 часа. Если мы применим это к Млечному Пути, используя трюк с салфеткой, то при нынешнем темпе образования одной солнцеподобной звезды в год потребуется 100 миллиардов лет, чтобы сформировать все звезды в нашей галактике. Но Вселенная намного моложе этого. Простое вычисление говорит нам нечто очень важное о Вселенной.

Сегодня Млечный Путь ежегодно образует звезду, подобную Солнцу. Это мало или много?

За две секунды простым делением можно сделать вывод, что история нашего дома в прошлом должна была быть намного интереснее. На самом деле, у большинства окружающих нас галактик некоторое время назад был свой золотой век. В случае самых больших известных нам галактик, таких как массивная Мессье 87, почти в 100 раз превышающая Млечный Путь, более 90 % их звезд образовались в первые 20 % жизни Вселенной, и с тех пор тогда Мессье 87 был довольно неактивным или мертвым, как говорят астрофизики. Говоря человеческим языком, взяв в качестве аналогии 80-летнего человека, все, что делала галактика, происходило до того, как ей исполнилось 17 лет; она жила быстро и умерла молодой, по крайней мере, с точки зрения звезд, которые она образовала.

Если мы примем во внимание не одну или две галактики, а каждую из существующих, то в этом суть дня внегалактического астрофизика: думать обо всех существующих галактиках, несмотря на то, что никогда не видел их всех, или задаваться вопросом, существует ли Вселенная была бесконечной — мы можем сказать, что девять миллиардов лет назад Вселенная была гораздо более активной, чем сегодня, и что она была намного интереснее, когда ей было вдвое меньше, чем сейчас. В то время Вселенная формировала звезды в 20 раз быстрее, чем сейчас, и сверхмассивные черные дыры становились все больше и больше по мере того, как они поглощали газы, звезды, планеты и все, что находилось перед ними. Возможно, эти монстры несут ответственность за убийство галактик, или же они отравляют их и обрекают на медленную смерть. Факт остается фактом: с тех пор космическая активность образующихся звезд и галактик продолжает снижаться. Другими словами, галактики уже давно перестали быть тем, чем они когда-то были, их активность неумолимо снижается, и они уже не образуют обилия звезд, как это было в прошлом, и как таковые стремительно приближаются к вымиранию.

Мы узнали об этом галактическом кризисе только 25 лет назад, когда его обнаружил космический телескоп Хаббл, и с тех пор мы тщательно изучаем детали этого галактицида. Теперь, с неизбежным запуском космического телескопа Джеймса Уэбба, мы сможем продолжить расследование того, почему Вселенная умирает, и найти виновного или виновных.

Возможно, я увлекся своим антропоцентризмом, когда сказал, что вселенная умирает. Мы наблюдаем нечто подобное с изменением климата, которое не уничтожит планету, а вместо этого уничтожит нашу жизнь, какой мы ее знаем, хотя следует надеяться, что мы вовремя отреагируем, чтобы предотвратить это. Вселенная также не перестанет существовать, потому что звезды и галактики исчезнут. Проще говоря, что-то их добивает. Возможно, сверхмассивные черные дыры или темная энергия. Дело в том, что как и в Бесконечная история , Ничто сметает все прочь, и у нас нет Атрейо или Бастиана, чтобы остановить это. Свет гаснет. Эпоха звезд подойдет к концу, и возникнет новая вселенная, иная, более холодная и темная, в которой преобладают энергии, которые покажутся нам странными и будут более враждебными человеческой жизни, которая к тому времени либо к тому времени перестали существовать или сильно развились.

Пабло Г. Перес Гонсалес — научный сотрудник Испанского астробиологического центра, входящего в состав Национального исследовательского центра (CSIC) и Национального института аэрокосмических технологий.

Английская версия от Rob Train .

Дополнительная информация

Ученые обнаружили, что моделирование нейтрино пронизано ошибками

Мануэль Анседе

Два нобелевских лауреата наблюдают за «невозможной планетой»

Нуньо Домингес | Villanueva de la Cañada

Придерживается

Дополнительная информация

информационный бюллетень

Подпишитесь на информационный бюллетень EL PAÍS на английском языке

Самые просматриваемые

Centros

cursosonline

Maestría en Digital Product Management 100% en línea

cursosonline

Curso Experto Universitario en Escritura, Estilo y Creatividad

cursosonline

Maestría en Marketing Digital 100% en línea

cursosonline

Maestría en Finanzas y Dirección Financiera en linea

Francés online

cursosingles

Mejore su francés con solo 15 minutos al día

cursosingles

Disfrute de nuestras lecciones personalizadas, краткости и divertidas.

cursosingles

Получение диплома о высшем образовании, прогрессе и участии.

cursosingles

21 días de prueba gratuita. ¡Empiece я!

Космос умирает, но вам не о чем беспокоиться

Гэри С Чепмен | Getty Images

Группа астрономов со всего мира на этой неделе подтвердила то, что исследователям известно уже почти столетие: то, что началось с Большого взрыва, в конечном итоге рухнет.

По мнению экспертов из Галактики и Массовой Ассамблеи (GAMA), Вселенная производит только половину энергии, которую она производила 2 миллиарда лет назад, и постепенно приближается к состоянию энтропии. Исследование подтвердило то, что исследователи подозревали десятилетиями: звезды, населяющие бесчисленные галактики, медленно выгорают.

Может ли этот мрачный сценарий, хотя и в далеком будущем, повлиять на ожидания космических путешествий и других подобных начинаний? Вопрос закономерен, учитывая, что, по данным Федерального управления гражданской авиации, в ближайшие несколько лет космический туризм вырастет в сектор с оборотом в 1 миллиард долларов. Между тем, по оценкам Национального космического общества, размер отрасли может в конечном итоге вырасти до 1 триллиона долларов.

Подробнее Пространство для создания первого на Земле триллионера: Тайсона

Действительно, исследование GAMA в некотором роде, кажется, вдохновило писателей и фантастов, а не ученых, многие из которых считают, что новые данные иллюстрируют информацию, которая была известна годы. Новая информация не является, как выразился один астрофизик, «потрясающей землей», и вряд ли она будет проблемой в течение по крайней мере миллиарда лет или около того, добавляют они.

Тем не менее, ученые из некоторых ведущих академических институтов Соединенных Штатов согласны с тем, что новые данные способствуют пониманию Вселенной, даже если результаты относительно устарели.

«Конечно, Вселенная умирает», — сказал Шон Кэрролл, астрофизик из Калифорнийского технологического института, автор двух книг по теоретической физике. Он добавил, что это «то, что мы знаем, по крайней мере, с 1920-х годов».

«Угасание, а не смерть»

смотреть сейчас

В начале 20-го века ученые предположили, что Вселенная умирает, но только недавно эта смерть была точно измерена. Новое исследование GAMA является частью усилий по количественной оценке последствий всеобщего износа.

Новость появилась, когда космические подвиги попали в заголовки. Недавние события включали приземление кометы, метеоритный дождь, открытие планеты, похожей на Землю, и посадку на Плутон — все эти тайны Вселенной прямо в воображении публики.

Исследование, которым совместно руководили Саймон Драйвер и Эндрю Хопкинс, представляло собой международную работу, в ходе которой использовались как наземные, так и космические технологии для изучения 200 000 галактик и вырабатываемой ими энергии. По сути, было обнаружено, что звезды потеряли примерно половину своей огневой мощи за последние 2 миллиарда лет.

Подробнее Медленный доступ в Интернет? Попробуй космос, говорит астронавт

Тем не менее, ученые заявили, что гибель всего, что мы знаем, лучше всего описать как исчезновение во тьме, а не как апокалиптический конец. Как эвфемистически выразился Международный центр радиоастрономических исследований, в штате которого работает Драйвер, ученые измеряют «медленную смерть Вселенной».

Драйвер задумал и инициировал проект и сказал в интервью CNBC, что он предпочитает говорить, что вселенная «исчезает», а не умирает. Он сказал, что он и его команда изучали «энергию, высвобождаемую из материи» из галактик, где свету требуется от нескольких десятков миллионов до 2 миллиардов лет, чтобы достичь планеты.

Команда произвела все новые и новые данные, подтверждающие, что выделение энергии галактиками снижается. Другими словами, сказал Драйвер, Вселенная «будет становиться все темнее и мрачнее», хотя никто не может точно сказать, когда и насколько.

Ожидание следующих 5-10 миллиардов лет

Не нужно быть Илоном Маском, чтобы инвестировать в космос

Корабль SpaceX направляется в Междунар. Космическая станция взрывается после старта

Существует один тип космического тела, в значительной степени ответственный за излучение галактической энергии, и оно медленно теряет энергию, говорят эксперты. «В этих выбросах преобладают звезды», — сказал Адам Берроуз, профессор кафедры астрофизических наук Принстонского университета. Галактический газ, который создает эти звезды, «истощается и не пополняется должным образом».

Берроуз, который раньше возглавлял Совет Национального исследовательского совета по физике и астрономии, также решил описать сценарий как «постепенное уменьшение яркости галактик», а не как их смерть или исчезновение. Эндрю Хопкинс, руководитель отдела исследований Австралийской астрономической обсерватории, который совместно руководил исследованием GAMA, назвал это «спадом».

Даниэль Акериб, профессор физики элементарных частиц и астрофизики в Стэнфордском университете, просто описал это явление как «расширение и охлаждение», добавив, что некоторые мрак и гибель кажутся преувеличенными. Вера в то, что звездам грозит неминуемая опасность погаснуть, «кажется мне несколько преувеличенной, как если бы я сказал, что новорожденный ребенок в первую неделю своей жизни начал умирать», — сказал Акериб.

Вселенная умирает, угасает, приходит в упадок или остывает, но большинство ученых считают, что окончание игры слишком далеко в будущем, чтобы люди могли о нем беспокоиться. Фактически, один ученый утверждает, что может пройти 100 миллиардов лет, прежде чем Вселенная исчезнет.

Для сравнения: по данным НАСА, Вселенной всего 14 миллиардов лет.

«Я не теряю сна по этому поводу, так как есть гораздо более насущные угрозы человечеству от нашего собственного безрассудного поведения», — сказал космолог Макс Тегмарк, профессор физики Массачусетского технологического института и автор книги «Наши Математическая Вселенная».

Между тем, у Вселенной могут быть более неотложные проблемы — и опять же, они тоже намного дальше на горизонте. «Через 5 миллиардов лет Солнце расширится и поглотит Землю», — сказал Драйвер. «Через 10 миллиардов лет наша галактика сольется с Андромедой».

Тем временем ученые намерены заняться изучением более 200 000 известных галактик, которые остаются окутанными тайной. По оценкам астрономов, в наблюдаемой Вселенной насчитывается более 100 миллиардов галактик, сказал Дэвид Кайзер, профессор физики Массачусетского технологического института, чья работа сосредоточена на космологии ранней Вселенной.

«Мы начинаем отвечать на некоторые вопросы, которые задают все когда-либо существовавшие цивилизации, — сказал Драйвер. «Но впереди еще долгий путь».

«Вселенная медленно умирает», показывают исследования

На этом рисунке показана массивная звезда на грани взрыва.

Chuck Carter/Caltech

Познакомьтесь с самым быстрым астероидом в нашей Солнечной системе, который вращается вокруг Солнца каждые 113 дней. На изображении этого художника показаны астероид 2021 Ph37 (вверху справа) и Меркурий (внизу), вращающиеся вокруг Солнца.

CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva

Призрачный набор рентгеновских колец был обнаружен вокруг черной дыры со звездой-компаньоном. Эти кольца создаются световыми эхо.

CXC/U.Wisc-Madison/S. Heinz et al. /Pan-STARRS/NASA

На этом снимке, полученном с помощью Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакама в Чили, видна система PDS 70, удаленная от нас на 400 световых лет. Эта планетарная система все еще формируется и все еще находится в процессе формирования. Вокруг одной из планет в системе находится диск, формирующий луну.

ALMA/ESO/NAOJ/NRAO/Benisty et al.

На этом изображении показана сверхновая 2018zd (изображенная большой белой точкой справа), сверхновая нового типа, называемая электронным захватом. Слева галактика NGC 2146.

NASA/STSCI/J. депаскуале; Обсерватория Лас-Кумбрес

На этом изображении из симуляции STARFORGE показана «Наковальня творения» — гигантское газовое облако, внутри которого формируются отдельные звезды.

От Северо-Западного университета/Юта, Остин

Астрономы использовали рентгеновскую обсерваторию Чандра НАСА для изучения остатка сверхновой Кассиопеи А и обнаружили титан, вырывающийся из него, показанный голубым цветом. Цвета представляют другие обнаруженные элементы, такие как железо (оранжевый), кислород (фиолетовый), кремний (красный) и магний (зеленый).

T. Sato et al./RIKEN/CXC/NASA

Сверхмассивная черная дыра в центре галактики M87, первая из когда-либо полученных изображений, теперь можно увидеть в поляризованном свете. Закрученные линии показывают магнитное поле вблизи края черной дыры.

Европейская южная обсерватория

На этом изображении, полученном Слоановским цифровым обзором неба, показана галактика J0437+2456, в центре которой находится сверхмассивная черная дыра, которая кажется движущейся.

Sloan Digital Sky Survey

Этот рисунок художника показывает, как далекий квазар P172+18 и его радиоджеты могли выглядеть 13 миллиардов лет назад. Свету от квазара потребовалось столько времени, чтобы добраться до нас, поэтому астрономы наблюдали квазар так, как он выглядел в ранней Вселенной.

M. Kornmesser/European Southern Observatory

На этом снимке показаны окрестности ультратусклой карликовой галактики Tucana II, сделанные телескопом SkyMapper.

Anirudh Chiti/MIT

На этих изображениях показаны две гигантские радиогалактики, обнаруженные с помощью телескопа MeerKAT. Красный цвет на обоих изображениях показывает радиосвет, излучаемый галактиками, на фоне неба, видимого в видимом свете.

I. Heywood/Oxford/Rhodes/SARAO

Представление этого художника о квазаре J0313-1806 изображает его таким, каким он был спустя 670 миллионов лет после Большого взрыва. Квазары — это высокоэнергетические объекты в центрах галактик, питаемые черными дырами и ярче, чем целые галактики.

NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva

Здесь показано явление, известное как зодиакальный свет, который возникает из-за отражения солнечного света от мельчайших частиц пыли внутри Солнечной системы.

Золт Левей/Научный институт космического телескопа

Впечатление этого художника от далекой галактики ID2299 показывает, что часть ее газа выбрасывается «приливным хвостом» в результате слияния двух галактик.

M. Kornmesser/ESO

На этой диаграмме показаны две наиболее важные галактики-компаньоны Млечного Пути: Большое Магелланово Облако (слева) и Малое Магелланово Облако. Он был сделан с использованием данных со спутника Gaia Европейского космического агентства.

Laurent Chemin/ESA/Gaia/DPAC

Туманность Голубое Кольцо считается невиданной ранее фазой, возникающей после слияния двух звезд. Обломки, вытекающие из слияния, были разрезаны диском вокруг одной из звезд, создав два конуса материала, светящегося в ультрафиолетовом свете.

НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт/М. Зайберт/К. Hoadley/GALEX Team

Красный сверхгигант Бетельгейзе в созвездии Ориона испытал беспрецедентное затемнение в конце 2019 года. Это изображение было получено в январе с помощью Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории.

ЭСО/М. Монтаржес и др.

Это инфракрасное изображение Апепа, двойной звездной системы Вольфа-Райе, расположенной на расстоянии 8000 световых лет от Земли.

Европейская южная обсерватория

Иллюстрация художника (слева) помогает визуализировать детали необычной звездной системы GW Orionis в созвездии Ориона. Околозвездный диск системы сломан, что привело к смещению колец вокруг трех ее звезд.

ЭСО/л. Кальсада, Эксетер/Краус и др.

Это имитация двух спиральных черных дыр, которые сливаются и излучают гравитационные волны.

N. Fischer, H. Pfeiffer, A. Buonanno, MPIGP, SXS Collaboration

На этой иллюстрации художника показано неожиданное затемнение звезды Бетельгейзе.

ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser

Эта чрезвычайно далекая галактика, похожая на наш Млечный Путь, выглядит как кольцо света.

Rizzo et al./ALMA/European Southern Observatory

Эта интерпретация художника показывает богатую кальцием сверхновую 2019ehk. Оранжевый цвет представляет собой богатый кальцием материал, образовавшийся при взрыве. Фиолетовый показывает газ, выброшенный звездой прямо перед взрывом.

Аарон М. Геллер, Северо-Западный университет

Синяя точка в центре этого изображения отмечает приблизительное место вспышки сверхновой звезды, которая произошла в 140 миллионах световых лет от Земли, когда взорвался белый карлик и произвел ультрафиолетовую вспышку. Он был расположен недалеко от хвоста созвездия Дракона.

Northwestern University

На этом радиолокационном изображении, полученном миссией НАСА «Магеллан» к Венере в 1991 году, видна корона, большая круглая структура диаметром 120 миль, названная Айне Корона.

Из NASA/JPL

Когда масса звезды выбрасывается во время вспышки сверхновой, она быстро расширяется. В конце концов, он замедлится и сформирует горячий пузырь светящегося газа. Из этого газового пузыря появится белый карлик и будет двигаться по галактике.

Mark Garlick/University of Warwick

Послесвечение короткого гамма-всплеска, обнаруженного на расстоянии 10 миллиардов световых лет, показано здесь в кружке. Это изображение было получено телескопом Gemini-North.

Международная обсерватория Джемини/К. Патерсон/В. Фонг/Северо-Западный университет

На этом изображении, полученном космическим телескопом Хаббла, показана NGC 7513, спиральная галактика с перемычкой, удаленная от нас на 60 миллионов световых лет. Из-за расширения Вселенной кажется, что галактика удаляется от Млечного Пути с ускорением.

Космический телескоп Хаббл/NASA/ESA/M. Stiavelli

Эта концептуальная иллюстрация художника показывает, как могла выглядеть яркая голубая переменная звезда в карликовой галактике Кинмана до того, как таинственным образом исчезла.

L. Calçada/ESO

Это художественное изображение сверхмассивной черной дыры и окружающего ее газового диска. Внутри этого диска находятся две меньшие черные дыры, вращающиеся вокруг друг друга. Исследователи идентифицировали вспышку света, которая, предположительно, исходила от одной из таких бинарных пар вскоре после того, как они слились в более крупную черную дыру.

Robert Hurt/California Institute of Technology

Это изображение, взятое из видео, показывает, что происходит, когда два объекта с разной массой сливаются вместе и создают гравитационные волны.

Институт гравитационной физики им. Макса Планка/Сотрудничество по моделированию экстремального пространства-времени (SXS)

Это впечатление художника, показывающее обнаружение повторяющегося быстрого радиовсплеска, показанного синим цветом, который находится на орбите с астрофизическим объектом, показанным розовым.

Kristi Mickaliger

Быстрые радиовсплески, которые производят всплеск, оставляя галактику-хозяин яркой вспышкой радиоволн, помогли обнаружить «пропавшую материю» во Вселенной.

ICRAR

В крошечной галактике в 500 миллионах световых лет от Земли обнаружен взрыв нового типа. Этот тип взрыва называется быстрым синим оптическим переходным процессом.

Giacomo Terreran/Northwestern University

Астрономы обнаружили редкий тип галактики, описанный как «космическое огненное кольцо». На иллюстрации этого художника показана галактика такой, какой она существовала 11 миллиардов лет назад.

James Josephides/Swinburne Astronomy Productions

Это художественное представление Диска Вульфа, массивной вращающейся дисковой галактики в ранней Вселенной.

NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

Ярко-желтая «извилина» в центре этого изображения показывает, где вокруг звезды AB Возничего может формироваться планета. Изображение было получено с помощью Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории.

ESO/Boccaletti et al.

На иллюстрации этого художника показаны орбиты двух звезд и невидимой черной дыры на расстоянии 1000 световых лет от Земли. Эта система включает в себя одну звезду (маленькая орбита показана синим цветом), вращающуюся вокруг недавно открытой черной дыры (орбита красного цвета), а также третью звезду на более широкой орбите (также выделенную синим цветом).

Европейская южная обсерватория/ESO/L. Calçada

На этой иллюстрации показано ядро ​​звезды, известного как белый карлик, выведенное на орбиту вокруг черной дыры. На каждом обороте черная дыра отрывает от звезды все больше материала и втягивает его в светящийся диск вокруг черной дыры. До встречи с черной дырой звезда была красным гигантом на последних стадиях звездной эволюции.

NASA/CXO/CSIC-INTA/G.Miniutti et al./CXC/M. Weiss

На этой иллюстрации художника показано столкновение двух ледяных пылевых тел шириной 125 миль, вращающихся вокруг яркой звезды Фомальгаут, расположенной на расстоянии 25 световых лет от нас. Наблюдение за последствиями этого столкновения когда-то считалось экзопланетой.

M. Kornmesser/ESA/NASA

Это изображение межзвездной кометы 2I/Borisov, проходящей через нашу Солнечную систему, сделанное художником. Новые наблюдения обнаружили угарный газ в хвосте кометы, поскольку солнце нагревало комету.

НРАО/АУИ/НСФ/С. Dagnello

Эта розетка представляет собой орбиту звезды S2 вокруг сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики Млечный Путь.

Европейская южная обсерватория/ESO/L. Calçada

Это художественное изображение SN2016aps, которая, по мнению астрономов, является самой яркой сверхновой из когда-либо наблюдавшихся.

М. Вайс/Центр астрофизики | Harvard & Smithsonian

Это художественное изображение коричневого карлика или объекта «неудавшейся звезды» и его магнитного поля. Атмосфера и магнитное поле коричневого карлика вращаются с разной скоростью, что позволило астрономам определить скорость ветра на объекте.

Билл Сакстон, NRAO/AUI/NSF

На иллюстрации этого художника изображена черная дыра средней массы, врывающаяся в звезду.

M. Kornmesser/ESA/Hubble

Это изображение большой звезды, известной как HD74423, и ее намного меньшего компаньона, красного карлика, в двойной звездной системе. Кажется, что большая звезда пульсирует только с одной стороны, и под действием гравитационного притяжения звезды-компаньона она деформируется, принимая форму слезы.

Габриэль Перес Диас/Институт астрофизики Канарских островов

Это художественное изображение двух белых карликов в процессе слияния. Хотя астрономы ожидали, что это может вызвать сверхновую, они обнаружили экземпляр двух белых карликов, которые пережили слияние.

University of Warwick/Mark Garlick

Комбинация космических и наземных телескопов обнаружила доказательства самого большого взрыва во Вселенной. Взрыв был вызван черной дырой, расположенной в центральной галактике скопления Змееносца, которая выбросила струи и вырезала большую полость в окружающем горячем газе.

S. Giacintucci, et al./NRL/CXC/NASA

На этом новом изображении, полученном с помощью ALMA, показан результат звездной битвы: сложная и потрясающая газовая среда, окружающая двойную звездную систему HD101584.

ESO/NAOJ/NRAO/ALMA

Космический телескоп НАСА «Спитцер» зафиксировал туманность Тарантул в двух длинах волн инфракрасного света. Красный цвет представляет собой горячий газ, а синие области — межзвездную пыль.

JPL-Caltech/NASA

Белый карлик (слева) оттягивает материал от коричневого карлика (справа), примерно в 3000 световых лет от Земли.

НАСА/Л. Hustak

На этом изображении показаны орбиты шести объектов класса G в центре нашей галактики, сверхмассивная черная дыра отмечена белым крестом. Звезды, газ и пыль на заднем плане.

Anna Ciurlo/Tuan Do/UCLA Galactic Center Group

После того, как звезды умирают, они выбрасывают свои частицы в космос, которые, в свою очередь, формируют новые звезды. В одном случае звездная пыль застряла в метеорите, упавшем на Землю. На этой иллюстрации показано, что звездная пыль может вытекать из таких источников, как туманность Яйцо, чтобы создать зерна, извлеченные из метеорита, упавшего в Австралии.

НАСА/W. Спаркс (STScI)/Р. Сахай

Бывшая Полярная звезда, Альфа Дракона или Тубан, обведена здесь на изображении северного неба.

НАСА

Галактика UGC 2885, прозванная «галактикой Годзиллы», может быть самой большой в локальной вселенной.

НАСА/ЕКА/B. Холверда (Университет Луисвилля)

Родительская галактика недавно обнаруженного повторяющегося быстрого радиовсплеска, полученного с помощью 8-метрового телескопа Gemini-North.

Даниэль Футселар/artsource.nl

Основные моменты истории

Новые данные с беспрецедентной точностью показывают закат Вселенной

По словам ученых, Вселенная излучает вдвое меньше энергии, чем 2 миллиарда лет назад

Си-Эн-Эн
—

До свидания, вселенная. Вы пришли с самым большим взрывом, но теперь вы уходите с падающим шипением.

Заключение нового астрономического исследования не имеет ничего общего с этим. «Вселенная медленно умирает», — говорится в нем.

Астрономы верили в это в течение многих лет, но новые результаты показывают закат космоса с беспрецедентной точностью.

Международная группа из примерно 100 ученых использовала данные самых мощных в мире телескопов, установленных на земле и в космосе, для изучения энергии, исходящей от более чем 200 000 галактик в большом кусочке наблюдаемой Вселенной.

Основываясь на этих наблюдениях, они подтвердили, что космос излучает вдвое меньше энергии, чем 2 миллиарда лет назад. Астрономы опубликовали свое исследование в понедельник на сайте Европейской южной обсерватории.

Команда проверила энергию в широком спектре световых волн и другого электромагнитного излучения и говорит, что она исчезает во всех длинах волн, от ультрафиолетового до дальнего инфракрасного.

Анализ многих длин волн показывает, что выход электромагнитной энергии Вселенной падает.

Европейская южная обсерватория/ICRAR/GAMA и ESO

В преклонном возрасте почти 13,8 миллиардов лет Вселенная достигла заката лет.

«Вселенная фактически села на диван, натянула одеяло и вот-вот задремлет на вечный сон», — сказал астроном Саймон Драйвер, возглавлявший команду.

Смерть не означает, что вселенная исчезнет. Он все еще будет там, но его звезды и все остальное, что производит свет и звездный огонь, потухнет.

«Он просто состарится навсегда, постепенно превращая все меньше и меньше массы в энергию по прошествии миллиардов лет, пока, в конце концов, не станет холодным, темным и безлюдным местом, где погаснет весь свет», — сказал астроном Люк Дэвис.

Но не плачьте о Вселенной в ближайшее время. Астрофизики говорят, что на это уйдут триллионы лет.

На этой карте показан свет через 380 000 лет после Большого взрыва в нашей Вселенной, называемый космическим микроволновым фоном, обнаруженный миссией «Планк» с наибольшей точностью.

НАСА

галерея

Первый свет Вселенной

Пройдите весь путь назад к его рождению, и вы обнаружите огромный контраст. За бесконечно малую долю секунды весь наш космос возник в результате Большого взрыва.

И вся совокупность энергии и массы во Вселенной берет начало с этого момента, говорят астрономы.

После этого родового взрыва космос породил другие источники яркого излучения — в первую очередь звезды — путем преобразования части массы в энергию, когда экстремальная гравитация заставляет материю взорваться в ядерном синтезе.

Но Вселенная испещрена излучением бурлящих газовых облаков, сверхновых звезд и, что наиболее впечатляюще, дисков горячей материи, которые вращаются вокруг черных дыр, образуя квазары, которые могут быть такими же яркими, как целые галактики.

«Хотя большая часть энергии, циркулирующей во Вселенной, возникла в результате Большого взрыва, дополнительная энергия постоянно генерируется звездами, поскольку они объединяют такие элементы, как водород и гелий», — сказал Драйвер.

Некоторые из самых захватывающих изображений ночного неба получаются от квазаров. Рендеринг этого художника отображает яркость квазара, которая ярче миллиарда солнц. Луч — это материя, выбрасываемая в космос.

ЭСО/М. Kornmesser

галерея

Квазары освещают космос

Размер и количество этих источников излучения настолько поражают воображение, что может быть трудно представить, что вся эта яркость, кажется, исчезает, поскольку ее энергия улетает в пространство.

«Эта новая энергия либо поглощается пылью при прохождении через галактику-хозяин, либо уходит в межгалактическое пространство и путешествует до тех пор, пока не столкнется с чем-то, например, с другой звездой, планетой или, очень редко, с зеркалом телескопа», — сказал Драйвер.

Его команда наблюдала за ним с помощью семи гигантских телескопов мира, расположенных между Австралией, США, Чили и орбитой Земли. Многие инструменты специализируются на приеме определенных длин волн света и других электромагнитных волн.

Сбор данных по коллективным длинам волн дает ученым более полную картину по широкому спектру энергии.

Их выводы о спаде энергии во Вселенной были частью более крупного проекта Galaxy And Mass Assembly, или GAMA, по изучению того, как формируются галактики. На данный момент он нанес на карту положение 4 миллионов галактик.

Аманда Барнетт из CNN внесла свой вклад в этот отчет.

Не паникуйте, но вселенная медленно умирает

Мы знаем, что наша вселенная уже пережила множество захватывающих фаз. Но новое исследование, опубликованное накануне, показывает, что вселенная уже давно прошла свой пик и медленно, но верно умирает.

Исследование было представлено на крупнейшем в году собрании астрономов на Генеральной Ассамблее Международного астрономического союза на Гавайях. Но прежде чем мы начнем писать некрологи, давайте кратко вспомним хорошие времена.

Когда возраст Вселенной был меньше секунды, а температура превышала миллиард градусов по Цельсию, она была достаточно горячей, чтобы экзотические частицы могли свободно возникать и исчезать. По мере расширения Вселенная охлаждалась и больше не могла производить частицы с огромной энергией.

Представление эволюции Вселенной за 13,77 миллиардов лет.
НАСА / Научная группа WMAP

Через несколько секунд Вселенная превратилась в море протонов и нейтронов, а еще через несколько минут превратилась в густой туман из водорода и гелия. С точки зрения создания более сложной материи, это был практически конец действия за 400 000 лет.

Затем совершенно внезапно материя и излучение были отделены друг от друга, и фотоны света впервые получили возможность свободного потока через вселенную. Все это очень интересно для космологии, но с водородом и гелием также произошло нечто важное: теперь он мог удерживать электроны и создавать нейтральные атомы.

Первые строительные блоки жизни

Это еще один шаг на пути к созданию вас и меня: нам нужен нейтральный водород для образования молекулярного водорода, он нужен нам для эффективного охлаждения газовых карманов, которые быстро коллапсируют, образуя первые звезды , и нам нужны звезды для образования тяжелых элементов, таких как углерод и кислород, которые являются строительными блоками жизни.

К этому моменту Вселенной было несколько сотен миллионов лет, и теперь она была занята разогревом, поскольку эти первые звезды облучали окружающий материал.

Эти звезды разлетались на части и выбрасывали в космос большое количество тяжелых атомов, производя многие из тяжелых элементов, которые мы видим сегодня. Некоторые из них, возможно, также превратились в черные дыры, посеяв семена некоторых из самых массивных галактик, существующих в современной Вселенной.

После этой ранней фазы формирования первых звезд мы начали видеть первые структуры, напоминающие современные галактики, но в очень хаотичной и агрессивной форме. В течение следующих нескольких миллиардов лет галактики сталкивались друг с другом, образуя более массивные системы, и звездообразование быстро включалось и прекращалось.

Эта деятельность продолжалась до тех пор, пока Вселенной не исполнилось около 3 миллиардов лет, период, известный нам как пик космического звездообразования. Таким образом, вселенная очень рано избавилась от большинства захватывающих вещей.

Вид сверху вниз на основные трехмерные исследования красного смещения локальной вселенной с Землей в центре. Каждая точка представляет собой одну галактику, а направление показывает их положение на небе. Расстояние от центра показывает время прохождения света от Земли. Здесь мы видим самые последние 5 миллиардов лет существования Вселенной, на создание которых ушли тысячи ночей наблюдений на некоторых из самых массивных телескопов.
ИКРАР/ГАМА

Что он делал с тех пор? Он медленно, но неуклонно умирает. Он по-прежнему время от времени производит новые звезды, но скорость, с которой старые звезды тускнеют, опережает эти яркие молодые образования.

Войдите в темную материю

Чтобы еще больше усугубить ситуацию, около 3 миллиардов лет назад таинственная (и хорошо изученная) сущность, называемая темной энергией, начала доминировать над энергетическим содержанием Вселенной и ускорять все вокруг (измерение этого ускорения выиграло австралийского исследователя Брайан Шмидт и другие лауреаты Нобелевской премии).

К этому моменту Вселенная уже начала остывать, так что темная энергия, появившаяся на сцене, действительно повернула нож.

Откуда мы все это знаем? Что ж, мы некоторое время собирали доказательства, и тщательные модели эволюции галактик уже предполагали, что Вселенная угасает, но мы хотели непосредственно наблюдать этот эффект в течение многих миллиардов лет.

За последние несколько лет в рамках крупного австралийского проекта под названием «Галактика и массовая сборка» (GAMA) были приложены огромные усилия для измерения большей части энергии, вырабатываемой звездами.

Нам приходилось наблюдать близлежащие галактики в дальнем ультрафиолетовом диапазоне (где молодые звезды излучают большую часть своего света) через оптический и ближний инфракрасный диапазоны (где у большинства звезд наблюдается пик выходной энергии) вплоть до дальнего инфракрасного диапазона (где звездный свет, поглощенный пылью, переизлучается).

Галактика из обзора GAMA, наблюдаемая на разных длинах волн от дальнего ультрафиолета до дальнего инфракрасного. На вставке показано, сколько энергии генерируется на разных длинах волн.
ИКРАР/ГАМА, CC BY-NC

GAMA удалось измерить этот огромный диапазон излучения за последние 5 миллиардов лет для почти 200 000 галактик, категорически установив, что выход энергии звезд во Вселенной истощается.

Конец вселенной?

Хорошая новость заключается в том, что звезды, созданные на сегодняшний день, проживут еще много миллиардов лет (включая наше собственное Солнце). Некоторые из меньших звезд должны продолжать светить дольше, чем нынешний возраст Вселенной.

Есть вопросы по поводу того, что именно будет означать доминирование темной энергии в долгосрочной перспективе, с некоторыми из более экзотических теорий, предполагающих, что она может разорвать все на части в «Большом разрыве».

Пролетите через обзор галактики GAMA.

Менее драматична и более вероятна, учитывая наши современные знания, теория о том, что Вселенная будет продолжать остывать вечно, а не связанные гравитацией структуры будут неуклонно отдаляться друг от друга. Через триллионы лет мы сможем увидеть только нашу собственную галактику, поскольку другие уйдут слишком далеко. Через сотни триллионов лет вообще нигде не появятся новые звезды.

Далее наша галактика выбросит большую часть своих оставшихся звезд в космическую пустоту, а то, что осталось, схлопнется в нашу центральную черную дыру. Вся материя, какой мы ее знаем, в конце концов распадется, черные дыры испарятся, и останется очень одинокое и пустое место.

Вселенная перестанет преобразовывать массу в свет и останется в почти полной темноте. Время от времени оставшиеся фотоны, электроны, позитроны и нейтрино будут встречаться и танцевать, но вскоре они продолжат свое одиночное путешествие. Вселенная, в том смысле, в каком мы ее знаем сегодня, придет к концу.

Фаза, в которой мы сейчас находимся, можно рассматривать как медленную предсмертную агонию Вселенной. Но на более оптимистичной ноте, это его бабье лето. После тех лихорадочных первых дней, я думаю, мы все можем согласиться с тем, что это заслуживает хорошего отдыха.

Чему конец Вселенной может научить нас смерти | by Renée Hložek

По мере того, как мы узнаем все больше о смерти Вселенной, нам становится все комфортнее говорить об этом. Так почему же так трудно говорить о собственной смерти?

Летние вечера, проведенные созерцанием волшебного ночного неба, напоминают нам о красоте вселенной. Необъятность космоса кажется бесконечной и неизменной, совершенной.

Но вселенная меняется — и когда-нибудь она перестанет быть такой, какой мы ее знаем. Моя работа как космолога состоит в том, чтобы представлять, мечтать и вычислять конец Вселенной — понимать математические уравнения, управляющие ее смертью.

В настоящее время мы считаем, что Вселенная расширяется, и что по мере ее расширения таинственная сила антигравитации или «темная энергия» будет доминирующим компонентом энергии во Вселенной, растягивая пространство все дальше и дальше.

Посмотрите мой доклад Эда на TED о конце вселенной.

Однако мы не всегда верили, что Вселенная расширяется. Эйнштейн впервые предложил «космологическую постоянную» в 1917 году, которая парадоксальным образом призывала к статической Вселенной. Эдвин Хаббл и Весто Слайфер позже измерили расстояния и скорости галактик и показали в 1929 видно, что все галактики за пределами нашей Местной группы удаляются друг от друга, что указывает на расширяющуюся Вселенную.

Затем в 1980-х годах были намеки на то, что мы жили во Вселенной с небольшим количеством «обычной материи», и видимое ускоренное расширение Вселенной было подтверждено наблюдениями в 1990-х, особенно в 1997 г. две группы смотрят на сверхновые типа Ia — далекие взрывающиеся звезды, которые затмевают свои родительские галактики.

Графическая временная шкала вселенной. Мы живем на правой стороне. Изображение: НАСА

По мере расширения Вселенная будет остывать, и как только умирающие звезды израсходуют весь водород во Вселенной, она опустеет от «нормальной» материи, такой как атомы и радиация. Эта темная энергия будет доминировать в энергии Вселенной, поэтому расширение Вселенной будет продолжать ускоряться, а расстояние между объектами будет все больше и больше отдаляться друг от друга. Тогда вселенная закончится не взрывом, а изысканным арабеском, холодным нетронутым местом, лишенным всего того, что мы знаем и любим.

Одна из лучших вещей в этой концовке? Как человек, мой мозг может это понять. Я ежедневно прокручиваю эту смерть в своей голове, любовно обдумывая ее детали. Принятие этого означает, что я могу узнать об этом, рассказать об этом другим — и это наполняет меня удивлением жизни вселенной в прошлом, настоящем и будущем.

Такая же красивая траектория рождения, изменения и затем смерти присуща и нашей жизни. Так почему же смерть на человеческом уровне так труднее созерцать?

Гибель звезды, в результате которой образовалась Крабовидная туманность, была зафиксирована китайскими астрономами в 1054-55 гг. Его смерть учит нас многому о жизненном цикле звезд. Изображение: NASA/Hubble

Нам нужно поговорить об умирании. Но из-за какого-то странного чувства уважения я часто воздерживался от того, чтобы задавать окружающим вопросы об их отношении к смерти и умиранию. Кажется, это право, которое мы отдаем из-за стыда или страха, и я понял, что лишил себя некоторых из самых важных разговоров, которые я могу вести с моими близкими.

Когда мой дедушка умер от рака, мне посчастливилось рассказать ему все, что я хотел, даже несмотря на то, что мне пришлось смотреть, как он страдает. Мой отец, с другой стороны, внезапно умер, и, хотя я не был свидетелем его страданий, мне также не удалось поговорить с ним о конце его жизни и о том, чего он, возможно, хотел. Никакого «последнего разговора» не было. Мне нравится думать, что мемориал, который мы устроили для него с семьей и некоторыми из его самых старых друзей, заставил бы его улыбнуться, но если бы мы могли поговорить об этом, я бы знал наверняка.

Одним из самых волнующих выступлений на TED2015 был Б. Дж. Миллер, врач паллиативной помощи, работающий в Сан-Франциско директором проекта Zen Hospice Project. Миллер говорил о том, что наше лечение и понимание смерти нуждаются в изменении, ориентированном на пациента, а не на болезнь. Практика, используемая в проекте «Дзен-хоспис» (например, выпечка печенья, несмотря на то, что многие пациенты едят очень мало; прославление жизни пациента, который умер, произнеся несколько слов и осыпав тело розами) прославляет жизнь и желания его жителей, а не сосредотачиваться на смерти как на том, что их определяет.

Я не знаю, как я умру. Я надеюсь, что это без лишней боли. Но я не боюсь умереть. Просто для протокола: я не хочу, чтобы меня хоронили или кремировали. Я хотел бы избавиться от своего тела как можно более экологически безопасным способом. (Есть много замечательных идей на этот счет, например, грибной посмертный костюм, созданный сотрудником TED Дже Римом Ли, в котором используется новый штамм грибка — Гриб Бесконечности — для превращения трупов в чистый компост.) Я планирую убедиться, что их достаточно. средства, чтобы покрыть любые расходы, связанные с моей смертью и интернированием, и я пишу завещание.

Грибной костюм смерти Дже Рима Ли. Фото: Проект захоронения бесконечности.

Я не хочу похорон, и если мои друзья и семья захотят устроить поминальную службу по мне, я не хочу, чтобы рядом с ней было что-то похожее на гроб, могилу или тело. Они всегда меня очень огорчали. Вместо этого я хотел бы самые глупые фотографии со мной. Я был бы рад любому празднику, который мог бы принести радость и счастье тем, с кем я должен поделиться воспоминаниями. Я хотел бы думать, что будет играть немного рок-музыки и немного глупой танцевальной музыки, чтобы люди могли хорошо провести время. Может быть, кто-то может поделиться множеством неуместных шуток.

Самое главное, я не хочу, чтобы моя жизнь искусственно продлевалась, если мои шансы на участие в жизни невелики. Я знаю, что это трудные решения даже для медицинских работников, но я верю, что они выберут наилучший курс действий, учитывая мое целостное будущее здоровье.

Это мысли о будущем, которые мне позволено иметь сейчас, потому что я жив. Сообщение их другим воспринимается как заявление о праве собственности.

Теория струн простыми словами — Телеканал «Наука»

18.08.2020 | 10:01

Если вы думаете, что речь идет о музыке, то спрячьте гитару: теория струн — неразгаданная часть физики XXI, а то и XX века!

Ученые давно ищут «теорию всего», которая сможет объяснить странности, происходящие во Вселенной. Теория струн — одна из самых удачных таких попыток.

Понимаем, что вам хочется сразу получить формулировку и пойти дальше. Именно с этим запросом приходят большинство читателей, набравших в поисковике запрос: «теория струн попроще». Но, к сожалению, это довольно сложная концепция физиков-теоретиков и математиков, которую они и сами не понимают в полной мере. Одним предложением тут точно не отделаться. Разве что объяснить вам, что многообразные элементарные частицы, из которых состоит наш мир, на самом деле не точки или шарики, а тончайшие струны, колеблющиеся на разных частотах. Но это слишком упрощенно, поэтому будем рассказывать так, как полагается каналу «Наука». Приготовьте вашу голову!

История озарения

В 1960-е годы молодой итальянец Габриеле Венециано, работающий физиком-теоретиком в ЦЕРН в Женеве, искал способ объяснить сильное ядерное взаимодействие андронов (тогда об андронах знали гораздо меньше, ведь Большой адронный коллайдер еще не изобрели). В какой-то момент случилось озарение: ученый вдруг понял, что для объяснения наблюдаемых процессов подходит так называемая бета-функция — математическая формула, придуманная еще в 1730 году Леонардом Эйлером, швейцарским математиком, который полжизни прожил в России. Вскоре обнаружилось, что эта формула позволяет описать огромное количество данных, накопленных при изучении особенностей сильного взаимодействия. «Бинго!» — подумал Венециано и поделился открытием с миром ученых.

Это был лишь первый кусочек пазла, который еще предстояло сложить другим. Физики Йохиро Намбу, Холгер Нильсен и Леонард Сасскинд размышляли: почему старинная формула так легко подошла и какой физический смысл таится в этой сложной математике? К 1970 году им стало ясно, что сильное взаимодействие элементарных частиц превосходно описывается с помощью бета-функции Эйлера, если представлять их в виде крошечных колеблющихся одномерных струн. Эти невидимые человеческому глазу нити ученые воображали как замкнутые — в виде колец — и как открытые. Было решено, что длина струн настолько мала, что их с натяжкой можно рассматривать как точки, а значит, для фундаментальной физики ничего не изменилось.

Так возникло понятие «квантовая струна» — под ним подразумевается бесконечно тонкие одномерные объекты длиной в 10^–35 м, колебания которых воспроизводят все многообразие элементарных частиц. Это была настоящая революция в мире физики, так как все ранее открытые «ингредиенты Вселенной» (электроны, протоны, нейтроны и пр.) теперь предлагалось свести к единой материи: к струнам, поведение которых легко описывается формулой E = mc², где Е — энергия, m — масса, с — скорость света в вакууме.

Струны более массивных частиц совершают более интенсивные колебания, а струны более легких частиц колеблются менее интенсивно. В конечном итоге колебания на определенной частоте определяют свойства струн: массу и электрический заряд, что позволяет отнести их к определенной разновидности фундаментальных частиц, будь то кварк, фотон, глюон и др.

Уровни строения мира. 1. Макроскопический — вещество. 2. Молекулярный. 3. Атомный — протоны, нейтроны и электроны. 4. Субатомный — электрон. 5. Субатомный — кварки. 6. Струнный

От пяти теорий к одной

Теория струн оказалась крепким орешком даже для самых высоколобых ученых. Как сказал один из ее основоположников, итальянский физик Даниэль Амати: «Это часть физики XXI века, которая случайно попала в XX век». «А для решения этой задачи нужна математика XXII века», — шутят ученые в наши дни.

В 1970-е и 1980-е теория струн была очень популярна. За нее брались разные ученые, и в результате родилось несколько разновидностей. Одни авторы придумали гипотетическую частицу — тахион, которая якобы двигается в вакууме быстрее скорости света. Другие изобрели суперсимметрию, предположив, что у всех известных элементарных частиц есть суперпартнеры, что фермионы и бозоны в природе связаны. Третьи попытались гипотетически подсчитать, сколько измерений может быть у Вселенной и как они могут быть свернуты. Дело в том, что теория струн сама по себе требует, чтобы Вселенная, кроме трех привычных пространственных измерений и одного временного, имела еще как минимум шесть. Поэтому во многих вариантах фигурировало десять измерений, а потом пришлось ввести еще одно, чтобы объединить все пять теорий струн в единую М-теорию, где заглавная М означает «мистическая, материнская, мембранная, матричная». Сделал это обобщение американский физик-теоретик Эдвард Виттен. Он, к слову, до сих пор жив и здоров, как и начавший собирать этот научный пазл Габриеле Венециано.

«Теория струн не похожа ни на что другое, когда-либо открытое. Это невероятное разнообразие идей о математике и физике, — восторженно пишет о своем детище Эдвард Виттен. — Теория струн обладает замечательным свойством: она предсказывает гравитацию».

Гравитация, о которой догадался еще Ньютон, никак не укладывалась в стандартную модель физики. Разбирая мир до микрочастиц, ученым приходилось делать вид, будто нет никакой силы притяжения между звездами, галактиками, планетами и Солнцем. Теория струн стала вмиг популярна, потому что она выступила объединяющим мостиком между квантовой механикой и общей теорией относительности, которые имели противоречия и никак не могли ужиться друг с другом. Объяснить все и сразу — это была давняя мечта Эйнштейна и многих других ученых, осознававших, что существующие теории не решают всех загадок макро- и микромира. Некоторые даже думали, что все законы физики возможно объяснить одним уравнением — осталось лишь догадаться, что это за формула. Почти приблизились к этому Джоэль Шерк и Джон Шварц. Позже они с обидой говорили, что теория струн изначально потерпела неудачу потому, что физики недооценили ее масштаб.

Игры нашего разума

Какая польза от этих знаний, спросите вы? Ну, во-первых, она раздвигает границы воображения. Люди задумались над тем, что мир может быть устроен совсем не так, как кажется: возможно, Вселенная суперсимметрична и имеет 11 измерений. Не исключено, что есть частицы, которые еще не открыты и мы о них не догадываемся.

Теория струн — это лишь теоретическая физика, отталкивающаяся от математических расчетов и родившаяся из любопытства ученых, любящих задавать вопрос «А что, если?..» Проверить ее эмпирическим путем до сих пор не удается — для этого следовало бы построить огромный ускоритель размером с галактику. Несколько досадных нестыковок и противоречий мешают ее сторонникам спать по ночам и восклицать на публику: «Осанна! Мы наконец-то объяснили все!» Если бы концепция струн сработала, физики-теоретики имели бы полное право покинуть свои пыльные кабинеты и оставить профессию за ненадобностью.

Текст: Евгения Шмелева

На сайте могут быть использованы материалы интернет-ресурсов Facebook и Instagram, владельцем которых является компания Meta Platforms Inc., запрещённая на территории Российской Федерации

Расскажите друзьям

• 03.10.2022 | 17:26

  • Хтоническое

  Геофизики предсказывают обратное слияние континентов

• 03. 10.2022 | 16:57

  • Живое
  • Устройство человека

  Ученые выяснили, по каким признакам можно определить наличие «генов долголетия»

• 03.10.2022 | 16:24

  • Что было раньше

  Невероятно реалистичные реконструкции лиц средневековых женщины, священника и епископа

• 03.10.2022 | 14:03

  • Околонаука

  Нобелевскую премию по физиологии и медицине присудили Сванте Паабо

• 03. 10.2022 | 13:45

  • Околонаука

  Стартовал второй сезон конкурса детского научно-популярного видео «Знаешь? Научи!» 

• Shutterstock

  Можно ли победить стресс? 

• NASA, ESA, CSA, and STScI

  Опубликована первая научная полноцветная фотография с телескопа «Джеймс Уэбб»

• NGC 1309

  NASA, ESA, The Hubble Heritage Team (STSCI/AURA), and A. Riess (JHU/STSCI)

  Обнаружена звезда, которая пережила собственный термоядерный взрыв и стала ярче

• Установка для создания атомного лазера

  Scixel

  Физики создали атомный лазер, который может работать вечно

• Volland et al. / Science, 2022

  Найдена самая крупная бактерия. Она длиной с ресницу

Хотите быть в курсе последних событий в науке?

Оставьте ваш email и подпишитесь на нашу рассылку

Ваш e-mail

Нажимая на кнопку «Подписаться», вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Струнная теория простым языком — Altarena.ru — технологии и ответы на вопросы

Содержание

1. Теория струн
2. Теория суперструн
3. Варианты теории струн
4. Дополнительные измерения
5. Кто открыл теорию струн?
6. Как возникла теория струн?
7. Что такое теория струн? Простой обзор
8. Основная идея теории струн
9. 5 основных элементов теории струн
10. 1. Дополнительное измерение
11. 2. Суперсимметрия
12. 3. Объединение сил
13. 4. Открытые и закрытые струны
14. 5. М-Теория
15. Кто открыл теорию струн?
16. Является ли теория струн теорией всего?
17. Почему теория струн важна?
18. Теория струн для «чайников»
19. Теория струн для чайников
20. Суть теории струн
21. Время
22. Струны
23. Видео

Теория струн

Теория струн — это теория о том, что фундаментальными составляющими Вселенной являются одномерные «струны», а не точечные частицы (как это принято наукой). Эти бесконечные струны совершают колебания, которые похожи на движения струн.

Согласно науке, если постоянно увеличивать любой предмет под микроскопом, сначала можно увидеть молекулы, которые состоят из атомов, они состоят из электронов и ядер, ядра состоят из протонов и нейтронов, внутри нейтрона мы увидим кварки.

Считается, что после этого больше ничего нет. Однако согласно теории струн, внутри этих кварков существуют тончайшие вибрирующие струны.

Эта недоказанная теория в физике элементарных частиц объединяет квантовую механику и общую теорию относительности Эйнштейна.

Некоторые физики считают, что при объединении квантовой физики и гравитации в одну именно у этой теории больше всего шансов стать «теорией всего» (гипотетический фундамент, который объясняет абсолютно все физические явления).

Однако есть и другие учёные, которые думают, что она является почти псевдонаукой, поскольку её практически невозможно проверить экспериментальным путём.

Теория суперструн

Теория суперструн — это сокращение от «суперсимметричная теория струн»; это ещё одна версия теории струн, которая для моделирования гравитации:

Теория струн — это общее название всей области. Главное теоретическое отличие между теорией струн и теорией суперструн заключается в существовании суперсимметрии.

Варианты теории струн

Вместо одной теории, которая объясняет всё во Вселенной, на данный момент существуют целых пять теорий струн. Различия между этими теориями очень сложны математически.

Дополнительные измерения

Теории струн требуются дополнительные измерения: говорится о добавлении по меньшей мере 6 измерений к 4 известным (всего 10 измерений). В ней также предусмотрены способы связать большие дополнительные измерения с малыми.

Некоторые доклады по теории струн сообщают о 26-мерном пространстве, в теории суперструн говорится о 11-мерном пространстве (более гипотетическая теория суперструн/сверхструн под названием M-теория).

Мы знаем три измерения, что нас окружают — те, которые определяют длину, ширину и глубину всех объектов (оси x, y и z соответственно). Четвёртое измерение — это время, оно определяет свойства всей известной материи в любой заданной точке.

Кто открыл теорию струн?

Основателем теории струн, ключевым теоретиком, стоящим за самыми ранними моделями, считается итальянский физик-теоретик Габриеле Венециано (родился в 1942 г.).

Также в середине 1970-х годов одними из первых и наиболее важных теоретиков были:

Как возникла теория струн?

Эта теория началась с наблюдения резонанса элементарных частиц (возбуждённое состояние адрона, например, протон или нейтрон), которые образовывали регулярные паттерны. Они напоминали обертоны от натянутой струны (обертоны — частичные тоны, входящие в спектр музыкального звука).

В 1968 году, исходя из этого наблюдения, итальянский физик Габриеле Венециано сделал предположение о том, что на самом деле эти адроны (сильно взаимодействующие элементарные частицы) являются энергетическими колебаниями микроскопически малых струн. Таким образом, он предположил, что самой элементарной единицей является не точка, а струна.

В начале 1980-х годов физики-теоретики Майкл Грин (англичанин) и Джон Генри Шварц (американец) соединили теорию струн и суперсимметрию, так появилась теория суперструн.

Источник

Что такое теория струн? Простой обзор

Теория струн в настоящее время стала самой противоречивой концепцией в физике, целью которой является объединение двух столпов физики 20-го века: теории относительности Эйнштейна и квантовой механики. Проще говоря, это всеобъемлющая структура, которая может объяснить всю физическую реальность (если она доказана).

Основная идея теории струн

Выбери что-нибудь вокруг себя. Допустим, вы взяли яблоко со стола. Из чего сделано яблоко? Ну, чтобы ответить на этот вопрос, вам нужно заглянуть в него.

Если вы продолжите увеличивать его, рано или поздно вы начнете видеть молекулы. Но это не конец истории, если вы еще больше увеличите их и сделаете их достаточно большими, вы начнете видеть атомы.

Атомы не являются концом истории, потому что, если вы увеличите масштаб, вы увидите электроны и ядра. Ядро само состоит из протонов и нейтронов. Если вы возьмете одну из этих частиц (скажем, нейтрон) и увеличите ее, вы найдете еще больше крошечных частиц внутри, называемых кварками.

Теперь это то, где традиционная идея останавливается и теория струн приходит, предполагая, что внутри этих крошечных частиц есть что-то еще.

Обычная идея гласит, что внутри кварков нет ничего, но теория струн гласит, что вы найдете крошечную нитку, похожую на струну. Они похожи на струну на скрипке: когда вы отрываете струну, она вибрирует и создает небольшую музыкальную ноту.

Иллюстрация струны

Однако крошечные струны в теории струн не дают музыкальных нот. Вместо этого, когда они вибрируют, они сами производят частицы. Каждый тип вибрации соответствует различным частицам.

5 основных элементов теории струн

1. Дополнительное измерение

На данный момент теория струн является простой идеей. Нет прямых экспериментальных доказательств того, что это правильное описание природы.

Теория струн требует от нас принять существование дополнительного измерения во вселенной. В настоящее время мы живем в трех пространственных измерениях, но теория струн требует более шести высоких измерений в дополнение к четырем общим измерениям (3D + время), чтобы иметь смысл.

2. Суперсимметрия

Во Вселенной существует два основных класса элементарных частиц: бозоны и фермионы. Теория струн предсказывает, что между этими двумя частицами существует связь, называемая суперсимметрией, при которой для каждого фермиона должен существовать бозон, и наоборот.

Принцип суперсимметрии был открыт вне теории струн. Однако его включение в теорию струн позволяет определенному члену в уравнениях вычеркнуть и придать смысл. Без этого принципа уравнения теории струн приводят к физическим несоответствиям, таким как воображаемые уровни энергии и бесконечные значения.

Другими словами, объединение идеи суперсимметрии с теорией струн дает лучшую теорию, теорию суперструн.

Физики надеются, что эксперименты с ускорителями частиц и астрономические наблюдения позволят выявить несколько суперсимметричных частиц, что обеспечит поддержку теоретических основ теории струн.

3. Объединение сил

Современная физика имеет два совершенно разных закона: общая теория относительности и квантовая механика. Относительность изучает большие объекты в масштабе планет, галактик и вселенной, в то время как квантовая механика имеет тенденцию изучать крошечные объекты в природе на самых маленьких масштабах энергетических уровней атомов и субатомных частиц.

Не совсем понятно, как гравитация влияет на мельчайшие частицы. Теории, которые стремятся описать гравитацию в соответствии с принципами квантовой механики, называются теориями квантовой гравитации, и одной из наиболее многообещающих из всех таких теорий является теория струн.

4. Открытые и закрытые струны

5 фундаментальных взаимодействий струны типа I

Струны в теории струн имеют две формы: открытые и закрытые струны. Две открытые струны могут соединяться с обоих концов, образуя закрытую струну. Или несколько открытых струн могут присоединиться к одному концу, чтобы сформировать новую открытую струну.

Такие струны, известные как струны типа I, могут проходить через 5 основных типов взаимодействий. Эти взаимодействия зависят от способности струны соединять и разделять концы концов.

Ученые считают, что у замкнутых струн есть особые атрибуты, которые могут описывать гравитацию в квантовой механике.

5. М-Теория

Связь между M-теорией, теориями суперструн и 11D супергравитацией | Wikimedia

Со временем ученые придумали пять различных версий теории суперструн: Тип I, Тип IIA, Тип IIIB и две версии теории гетеротических струн.

Однако в 1995 году американский физик-теоретик Эдвард Виттен объединил все пять теорий в одну 11-мерную теорию, называемую М-теорией. Это может обеспечить основу для построения единой теории всех фундаментальных сил во Вселенной.

Кто открыл теорию струн?

Теория струн взята из теории S-матриц, исследовательской программы, начатой ​​Вернером Гейзенбергом в 1943 году. Целью этой программы было заменить локальную квантовую теорию поля как основной принцип физики элементарных частиц.

Ускорители частиц 1950-х и 60-х годов в изобилии производили адроны. Физики изобрели множество различных моделей для описания структуры спинов и масс этих сильно взаимодействующих частиц (состоящих из кварков).

Итальянский физик-теоретик Габриэле Венециано сыграл главную роль в разработке этих ранних моделей. Он сформулировал основы теории струн в 1968 году, когда обнаружил, что крошечные струны могут описывать взаимодействия адронов.

Он также опубликовал статью в 1991 году, в которой описывается, как инфляционная космологическая модель может быть получена из теории струн.

Сегодня, благодаря совместным усилиям многих исследователей, теория струн превратилась в широкую и разнообразную тему, связанную с чистой математикой, космологией, физикой конденсированного состояния и квантовой гравитацией.

Является ли теория струн теорией всего?

Это также дало новые идеи в отношении кварк-глюонной плазмы и дал много результатов, некоторые из которых могут показаться непонятными или абсурдными. Например, теория струн допускает около 10500 вселенных или обширную мультивселенную. Это одна из причин, она столкнулась с многочисленными неудачами в прошлом.

Почему теория струн важна?

Хотя теория струн до сих пор не дала каких-либо проверяемых экспериментальных предсказаний, математика в теории струн сработала. И именно поэтому это чрезвычайно полезно.

За последние несколько десятилетий теория струн предложила несколько убедительных и достоверных решений.

Исследователи также установили связь между рамками квантовой теории поля и теории струн, которая называется AdS / CFT-соответствием.

Мы еще не знаем, какова истинная природа реальности, но мы будем продолжать копать, пока не узнаем.

Источник

Теория струн для «чайников»

Продолжаю публиковать темы февральского стола заказов. Это уже четвертая по счету тема. Просьба добровольцам тоже не забывать, какие темы они высказали желание осветить или может кто-то только сейчас выбрал какую то тему из списка. С меня репост и продвижение по соцсетям. А теперь наша тема: «теория струн»

Вы, наверное, слышали о том, что самая популярная научная теория нашего времени — теория струн, — подразумевает существование гораздо большего количества измерений, чем подсказывает нам здравый смысл.

Самая большая проблема у теоретических физиков — как объединить все фундаментальные взаимодействия (гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное) в единую теорию. Теория суперструн как раз претендует на роль Теории Всего.

Но оказалось, что самое удобное количество измерений, необходимое для работы этой теории — целых десять (девять из которых — пространственные, и одно — временное)! Если измерений больше или меньше, математические уравнения дают иррациональные результаты, уходящие в бесконечность — сингулярность.

Следующий этап развития теории суперструн — М-теория — насчитала уже одиннадцать размерностей. А ещё один её вариант — F-теория — все двенадцать. И это вовсе не усложнение. F-теория описывает 12-мерное пространство более простыми уравнениями, чем М-теория — 11-мерное.

Конечно, теоретическая физика не зря называется теоретической. Все её достижения существуют пока что только на бумаге. Так, чтобы объяснить почему же мы можем перемещаться только в трёхмерном пространстве, учёные заговорили о том, как несчастным остальным измерениям пришлось скукожиться в компактные сферы на квантовом уровне. Если быть точными, то не в сферы, а в пространства Калаби-Яу. Это такие трёхмерные фигурки, внутри которых свой собственный мир с собственной размерностью. Двухмерная проекция подобный многообразий выглядит приблизительно так:

Таких фигурок известно более 470 миллионов. Которая из них соответствует нашей действительности, в данный момент вычисляется. Нелегко это — быть теоретическим физиком.

Да, это кажется немного притянутым за уши. Но может, именно этим и объясняется, почему квантовый мир так отличается от воспринимаемого нами.

Давайте немного окунемся в историю

В 1968 г. молодой физик-теоретик Габриэле Венециано корпел над осмыслением многочисленных экспериментально наблюдаемых характеристик сильного ядерного взаимодействия. Венециано, который в то время работал в ЦЕРНе, Европейской ускорительной лаборатории, находящейся в Женеве (Швейцария), трудился над этой проблемой в течение нескольких лет, пока однажды его не осенила блестящая догадка. К большому своему удивлению он понял, что экзотическая математическая формула, придуманная примерно за двести лет до этого знаменитым швейцарским математиком Леонардом Эйлером в чисто математических целях – так называемая бета-функция Эйлера, – похоже, способна описать одним махом все многочисленные свойства частиц, участвующих в сильном ядерном взаимодействии. Подмеченное Венециано свойство давало мощное математическое описание многим особенностям сильного взаимодействия; оно вызвало шквал работ, в которых бета-функция и ее различные обобщения использовались для описания огромных массивов данных, накопленных при изучении столкновений частиц по всему миру. Однако в определенном смысле наблюдение Венециано было неполным. Подобно зазубренной наизусть формуле, используемой студентом, который не понимает ее смысла или значения, бета-функция Эйлера работала, но никто не понимал почему. Это была формула, которая требовала объяснения.

Габриеле Венециано (Gabriele Veneziano)

Положение дел изменилось в 1970 г., когда Йохиро Намбу из Чикагского университета, Хольгер Нильсен из института Нильса Бора и Леонард Сасскинд из Станфордского университета смогли выявить физический смысл, скрывавшийся за формулой Эйлера. Эти физики показали, что при представлении элементарных частиц маленькими колеблющимися одномерными струнами сильное взаимодействие этих частиц в точности описывается с помощью функции Эйлера. Если отрезки струн являются достаточно малыми, рассуждали эти исследователи, они по-прежнему будут выглядеть как точечные частицы, и, следовательно, не будут противоречить результатам экспериментальных наблюдений. Хотя эта теория была простой и интуитивно привлекательной, вскоре было показано, что описание сильного взаимодействия с помощью струн содержит изъяны. В начале 1970-х гг. специалисты по физике высоких энергий смогли глубже заглянуть в субатомный мир и показали, что ряд предсказаний модели, основанной на использовании струн, находится в прямом противоречии с результатами наблюдений. В то же время параллельно шло развитие квантово-полевой теории – квантовой хромодинамики, – в которой использовалась точечная модель частиц. Успехи этой теории в описании сильного взаимодействия привели к отказу от теории струн.

Большинство специалистов по физике элементарных частиц полагали, что теория струн навсегда отправлена в мусорный ящик, однако ряд исследователей сохранили ей верность. Шварц, например, ощущал, что «математическая структура теории струн столь прекрасна и имеет столько поразительных свойств, что, несомненно, должна указывать на что-то более глубокое» 2 ). Одна из проблем, с которыми физики сталкивались в теории струн, состояла в том, что она, как казалось, предоставляла слишком богатый выбор, что сбивало с толку.

Некоторые конфигурации колеблющихся струн в этой теории имели свойства, которые напоминали свойства глюонов, что давало основание действительно считать ее теорией сильного взаимодействия. Однако помимо этого в ней содержались дополнительные частицы-переносчики взаимодействия, не имевшие никакого отношения к экспериментальным проявлениям сильного взаимодействия. В 1974 г. Шварц и Джоэль Шерк из французской Высшей технической школы сделали смелое предположение, которое превратило этот кажущийся недостаток в достоинство. Изучив странные моды колебаний струн, напоминающие частицы-переносчики, они поняли, что эти свойства удивительно точно совпадают с предполагаемыми свойствами гипотетической частицы-переносчика гравитационного взаимодействия – гравитона. Хотя эти «мельчайшие частицы» гравитационного взаимодействия до сих пор так и не удалось обнаружить, теоретики могут уверенно предсказать некоторые фундаментальные свойства, которыми должны обладать эти частицы. Шерк и Шварц обнаружили, что эти характеристики в точности реализуются для некоторых мод колебаний. Основываясь на этом, они предположили, что первое пришествие теории струн закончилось неудачей из-за того, что физики чрезмерно сузили область ее применения. Шерк и Шварц объявили, что теория струн – это не просто теория сильного взаимодействия, это квантовая теория, которая, помимо всего прочего, включает гравитацию).

Физическое сообщество отреагировало на это предположение весьма сдержанно. В действительности, по воспоминаниям Шварца, «наша работа была проигнорирована всеми» 4 ). Пути прогресса уже были основательно захламлены многочисленными провалившимися попытками объединить гравитацию и квантовую механику. Теория струн потерпела неудачу в своей первоначальной попытке описать сильное взаимодействие, и многим казалось бессмысленным пытаться использовать ее для достижения еще более великих целей. Последующие, более детальные исследования конца 1970-х и начала 1980-х гг. показали, что между теорией струн и квантовой механикой возникают свои, хотя и меньшие по масштабам, противоречия. Создавалось впечатление, что гравитационная сила вновь смогла устоять перед попыткой встроить ее в описание мироздания на микроскопическом уровне.

Так было до 1984 г. В своей статье, сыгравшей поворотную роль и подытожившей более чем десятилетние интенсивные исследования, которые по большей части были проигнорированы или отвергнуты большинством физиков, Грин и Шварц установили, что незначительное противоречие с квантовой теорией, которым страдала теория струн, может быть разрешено. Более того, они показали, что полученная в результате теория обладает достаточной широтой, чтобы охватить все четыре вида взаимодействий и все виды материи. Весть об этом результате распространилась по всему физическому сообществу: сотни специалистов по физике элементарных частиц прекращали работу над своими проектами, чтобы принять участие в штурме, который казался последней теоретической битвой в многовековом наступлении на глубочайшие основы мироздания.

Весть об успехе Грина и Шварца, в конце концов, дошла даже до аспирантов первого года обучения, и на смену прежнему унынию пришло возбуждающее ощущение причастности к поворотному моменту в истории физики. Многие из нас засиживались глубоко за полночь, штудируя увесистые фолианты по теоретической физике и абстрактной математике, знание которых необходимо для понимания теории струн.

Если верить учёным, то мы сами и всё вокруг нас состоит из бесконечного множества вот таких загадочных свернутых микрообъектов.

Однако на этом пути занимавшиеся теорией струн физики снова и снова натыкались на серьезные препятствия. В теоретической физике часто приходится иметь дело с уравнениями, которые либо слишком сложны для понимания, либо с трудом поддаются решению. Обычно в такой ситуации физики не пасуют и пытаются получить приближенное решение этих уравнений. Положение дел в теории струн намного сложнее. Даже сам вывод уравнений оказался столь сложным, что до сих пор удалось получить лишь их приближенный вид. Таким образом, физики, работающие в теории струн, оказались в ситуации, когда им приходится искать приближенные решения приближенных уравнений. После нескольких лет поражающего воображение прогресса, достигнутого в течение первой революции теории суперструн, физики столкнулись с тем, что используемые приближенные уравнения оказались неспособными дать правильный ответ на ряд важных вопросов, тормозя тем самым дальнейшее развитие исследований. Не имея конкретных идей по выходу за рамки этих приближенных методов, многие физики, работавшие в области теории струн, испытали растущее чувство разочарования и вернулись к своим прежним исследованиям. Для тех, кто остался, конец 1980-х и начало 1990-х гг. были периодом испытаний.

Красота и потенциальная мощь теории струн манили исследователей подобно золотому сокровищу, надежно запертому в сейфе, видеть которое можно лишь через крошечный глазок, но ни у кого не было ключа, который выпустил бы эти дремлющие силы на свободу. Долгий период «засухи» время от времени прерывался важными открытиями, но всем было ясно, что требуются новые методы, которые позволили бы выйти за рамки уже известных приближенных решений.

Конец застою положил захватывающий дух доклад, сделанным Эдвардом Виттеном в 1995 г. на конференции по теории струн в университете Южной Калифорнии – доклад, который ошеломил аудиторию, до отказа заполненную ведущими физиками мира. В нем он обнародовал план следующего этапа исследований, положив тем самым начало «второй революции в теории суперструн». Сейчас специалисты по теории струн энергично работают над новыми методами, которые обещают преодолеть встреченные препятствия.

За широкую популяризацию ТС человечеству стоило бы поставить памятник профессору Колумбийского университета (Columbia University) Брайану Грину (Brian Greene). Его вышедшая в 1999 году книга «Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории» стала бестселлером и получила Пулитцеровскую премию. Труд учёного лёг в основу научно-популярного мини-сериала с самим автором в роли ведущего – его фрагмент можно увидеть в конце материала (фото Amy Sussman/Columbia University).

кликабельно 1700 рх

А теперь давайте хоть немного попробуем понять суть этой теории.

Начнём с начала. Нулевое измерение — это точка. У неё нет размеров. Двигаться некуда, никаких координат для обозначения местонахождения в таком измерении не нужно.

Поставим рядом с первой точкой вторую и проведём через них линию. Вот вам и первое измерение. У одномерного объекта есть размер — длина, но нет ни ширины, ни глубины. Движение в рамках одномерного пространства очень ограничено, ведь возникшее на пути препятствие не обойдёшь. Чтобы определить местонахождение на этом отрезке, понадобится всего одна координата.

Поставим рядом с отрезком точку. Чтобы уместить оба эти объекта, нам потребуется уже двумерное пространство, обладающее длиной и шириной, то есть, площадью, однако без глубины, то есть, объёма. Расположение любой точки на этом поле определяется двумя координатами.

Третье измерение возникает, когда мы добавляем к этой система третью ось координат. Нам, жителям трёхмерной вселенной, очень легко это представить.

Попробуем вообразить, как видят мир жители двухмерного пространства. Например, вот эти два человечка:

Каждый из них увидит своего товарища вот таким:

Источник

Теория струн для чайников

Объяснять теорию струн простым языком все равно что играть в Dark Souls на банане. Но, раз это у кого-то все же получилось, пожалуй, я попробую. Не обещаю, что это будет краткий экскурс, потому что для того, чтобы разобраться в этом, пары слов будет недостаточно. Но я все же постараюсь объяснить это максимально доступно. Итак, начинаем: теория струн для чайников от такого же чайника.

Теория струн предполагает, что в нашей Вселенной существует гораздо больше измерений, чем четыре нам привычные: три пространственных плюс время.

Проблемы с объяснением этой теории возникают не только у обывателей, но и у ученых. Весьма сложно соединить все основы типа гравитации и магнитных полей в одно целое. Физики хотели получить единую Теорию Всего, и вывели теорию суперструн. А что дальше с ней делать, как это все объяснить, никто не знает.

Чтобы собрать этот пазл, оказалось мало четырех измерений. Поэтому теория суперструн предполагает, что их десять. И, если это вам кажется много, то дальнейшее развитие данной теории привело к появлению на свет M и F-теорий, подразумевающих 11 и 12 измерений соответственно. Почему так много? Потому что при меньшем количестве все математические измерения своими результатами уходят в бесконечность.

Не стоит забывать, что все это лишь теория, существующая пока только в математических расчетах. Где же все остальные измерения, спросите вы? Говорят, что они находятся где-то в квантовом мире, заключенные в сфероподобные пространства Калаби-Яу. Внутри этих сфер находятся эдакие маленькие мирки с размерностью, которую нам не понять. Выглядит все это безобразие как-то так:

Но всей этой запары ученым было мало, и они придумали почти 500 миллионов (470) вариантов таких сфер. И сейчас они активно пытаются выяснить, какая же из них настоящая. Из выборки в 470 миллионов практически вымышленных объектов нужно найти одну, соответствующую нашей реальности. Это уже не DarkSouls на банане, это просто лютое безумие.

У меня нет ни желания, ни ученой степени, чтобы объяснять вам про бозоны, кварки и гравитоны. Думаю, вам это и не нужно – углубление в физику. У нас же все-таки теория струн для чайников. Поэтому пойдем более простым путем.

Суть теории струн

Чтобы объяснить суть теории струн, начнем с самого начала. А что у нас в начале? До всего этого десятка измерений, кое-что безразмерное, так называемое нулевое измерение. Конечно же, это точка. А у вас были другие варианты?

Теперь возьмем две точки и соединим как в начальных классах на математике. Что получилось? Правильно, отрезок. Он, в отличие от точки уже имеет одно измерение – длину. Однако ни ширины, ни высоты здесь по-прежнему нет. Двигаться в одномерном пространстве можно только вперед и назад. Никаких вверх-вниз, влево-вправо там и в помине нет. Если на вашем пути поставить какое-либо препятствие, вы в лепешку расшибетесь, но обогнуть его не сможете. Зато на такой линии уже можно определить нахождение объекта по одной координате.

Итак, представьте, что на отрезке все-таки возникло препятствие, как его обойти? Логично, что нужно добавить еще одно измерение, ибо в одном никак. Поэтому дорисовываем где-нибудь рядом с этой линией еще одну точку. Совместим ее с любой из двух других точек и получим двумерную систему координат. Теперь у нас есть два измерения – длина и ширина. Но для настоящего 3D-пространства нам все еще не хватает высоты.

Поэтому сейчас мы будем творить настоящую магию. Добавим еще одну точку и соединим ее с той, с которой соединяли предыдущую. Теперь мы можем двигаться как вперед и в сторону, так и вверх-вниз. Мы получили трехмерное пространство, в котором мы же с вами и живем. Ну и не забываем про время, конечно же.

Думаю, вы все уже задались вопросом: как это все вяжется с теорией струн? Скоро все поймете, мы же тут для чайников разжевываем, поэтому все по порядку.

Вам же понравилось рисовать? Поэтому давайте продолжим. Нарисуем двух человечков в двумерном пространстве. Назовем их Федор и Вадим. Мы с вами видим их такими:

Однако Федор и Вадим существуют в 2D-пространстве, поэтому они видят друг друга так:

А теперь нарисуем Федора сверху:

Как теперь Вадим будет видеть своего товарища? Вот так:

Из этого следует, что, как ни крути, эти ребята будут видеть друг друга как одномерные отрезки, но мы то с вами знаем, что оба они двумерны. Вы и так уже наверняка догадались, почему. Все из-за точки обзора. Мы с вами видим Федора как объект, имеющий длину и ширину, а Вадим недоумевает и говорит, что мы свихнулись, и перед нами простой отрезок с одним единственным измерением.

Тот факт, что Вадим живет на плоскости, попросту не позволяет ему даже представить, как по-настоящему выглядят объекты в его мире. И я уже не говорю о том, как сильно будет болеть его плоский мозг, пытаясь представить трехмерное изображение.

А сейчас попытайтесь представить, что в спокойную двуразмерную жизнь Федора и Вадима резко врывается некий 3D-объект, пересекающий их плоскость. Каким образом вы увидите это со стороны? Двумерные проекции сразу же изменятся и это будет похоже на брокколи в МРТ:

Что в этот момент будет с нашими героями? Сказать, что они очень удивятся такому развитию событий, ничего не сказать. Такого они даже представить себе не смогут. Для них везде начнут появляться отрезки, которые будут резко менять свою длину и положение. Вычислить длину или координаты этих объектов в двумерном мире будет просто невозможно.

Надеюсь, теперь вы немного въехали в то, что я пытаюсь вам здесь втереть. Мы живем в трехмерном мире и видим все объекты двумерными. Лишь тот факт, что они или мы перемещаемся в пространстве, позволяет нам говорить о том, что у всего есть объем. А теперь представьте, что в наш мир вторглось какое-то пятимерное существо.

Не ломайте голову, все равно у вас ничего не получится. Вы будете видеть его таким же двумерным, но с очень и очень странными свойствами. Потому что вместе с его перемещением в пространстве и времени вы не только обнаружите его объем, но и другие свойства, которые, плюс ко всему, будут постоянно меняться.

Сейчас вернемся к теории струн и попробуем вообразить себе объект, имеющий 10 измерений. Шучу, не будем мы это делать. Потому что, думаю, уже и так всем понятно, что это бессмысленно и бесполезно. Этот объект по сути должен существовать везде и нигде, всегда и никогда. Наш мозг попросту не способен этого представить.

Нечто подобное было описано в одном псевдонаучном фантастическом фильме под названием «Господин Никто». Там также затрагивается теория струн, и в очень киношной форме представляется то, каково это, жить сразу во всех десяти измерениях. В общем и целом, кино нудное, местами непонятное и не для всех. Но для базового, немного упрощенного и приукрашенного ознакомления с теорией струн сойдет.

Все же знакомы со схематическими изображениями, на которых массивные небесные тела искривляют пространство вокруг себя под действием гравитации? Так вот искривляется не только пространство, но и время. Это сильно влияет на то, как идет время в космосе, можете почитать. Но сейчас не об этом.

Сейчас вопрос стоит в том, куда именно гравитация искривляет пространство-время? Ответа на этот вопрос мы дать не можем, так как ни одним из существующих измерений описать этот процесс невозможно.

Время

С трехмерным пространством более ли менее разобрались, но не будем забывать и про время – четвертое измерение. Ведь нам же мало знать, «где». Для жизни в нашем мире обязательно нужно еще и «когда».

Так как время – это тоже координата, то всю временную линию можно описать как луч. Вспоминайте школьный курс математики, что такое луч? Это линия, имеющая начало, но не имеющая конца. Время движется только вперед, и никак иначе. Реально лишь настоящее, и ни будущего, ни прошлого по сути вообще не существует.

Однако теория относительности может с этим поспорить. Она говорит о том, что время – такое же измерение, как и остальные три. А значит, все, что было, есть и будет, одинаково реально. Все относительно и зависит лишь от нашего восприятия. С точки зрения времени, человечество выглядит как-то так:

Однако мы видим лишь определенную проекцию времени, небольшой его отрезок. И в каждый отдельный момент он будет различным. Чувствуете, где-то мы уже видели один и тот же объект по-разному в зависимости от его положения? То самое брокколи в МРТ.

Даже теория струн придерживается того, что временное измерение только одно. Все остальные пространственные. Но почему пространство такое гибкое, а время лишь одно? Ответа на этот вопрос сейчас нет. Вы уже и сами поняли, как трудно представить несколько лишних пространственных измерений, поэтому даже подумать сложно, как могут ощущаться несколько временных. Некоторые ученые, как, например, Ицхак Барс, американский астрофизик, считают, что главной проблемой несостыковок в теории суперструн является как раз-таки игнорирование нескольких временных измерений. Давайте устроим себе разминку для ума и попробуем представить хотя бы два времени. После нескольких страниц мозговыносящего текста устраивать разминку для ума будет сложно, понимаю, но это интересно.

Оба временных измерения должны существовать отдельно друг от друга. Таким образом, если поменять положение объекта в одной из размерностей, его координаты в другой вполне могут остаться неизменными. То есть, если одно временное измерение пересечется с другим в определенной точке, то время в ней остановится вовсе. Наглядную картину этого показывает нам Нео из матрицы:

По сути наш избранный просто поставил временную ось своей ладони перпендикулярно такой же оси летящих пуль. И все, время остановилось. На деле же все не так просто.

Как вообще будет идти время в такой Вселенной? Исходя из логики, хотя, говоря о Теории Всего логику вообще лучше не упоминать, одно событие должно происходить два раза… одновременно… в разных точках пространства и времени… не пересекаясь… Да, это сложно. Вы все еще можете пойти поиграть в Dark Souls на банане. Если по-простому, то вы будете жить одновременно в двух отрезках времени (на этом строится вся суть фильма «Господин Никто», о котором я упоминал в начале).

Как вообще 2D-пространство отличается от одномерного? Вы уже знаете, мы говорили об этом чуть выше: возможностью обходить препятствия. В двумерном пространстве можно двигаться как вверх-вниз, так и вперед-назад, даже по диагонали. Представьте себе любую игру-платформер, как, например, Mario, и вспомните, в каких направлениях вы могли там двигаться. В одномерном же пространстве мы можем двигаться только вперед или назад.

Со временем все то же самое. Отличие одномерного времени от одномерного пространства лишь в том, что это луч, а не отрезок. И движется он только вперед, а значит назад во времени мы идти не можем. А что с двумерным временем? Не знаю, может вы можете представить, каково это, пересекать время по диагонали?

Струны

Если вы до сих пор это читаете, то наверняка уже много раз задавались вопросом, когда уже будет что-нибудь про струны. Хоть мое объяснение и для чайников, это все же объяснение. Просто рассказать, что такое струны, было бы неправильно, да и теория в основном базируется именно на измерениях. И, чтобы наконец добраться до струн, нам придется хотя бы попытаться представить эти измерения.

О первых четырех вы уже имеете представление. Грубо говоря, первые три измерения, это некая точка в четвертом. А точка, как известно, измерений не имеет. То есть с точки зрения времени, вы и весь сегодняшний день – лишь точка на временном луче.

Что есть пятое измерение? Аналогично тому, как мы сворачиваем условно двумерный лист бумаги, чтобы придать ему объем (то есть третье измерение), нам придется «согнуть» четвертое, чтобы получить пятое. Да, нам нужно согнуть время, а вместе с ним, естественно и наше трехмерное пространство, ведь одно без другого никуда. Делаем мы это для того, чтобы свести две временные точки вместе. Путешествие во времени, скажете вы – пятое измерение, отвечу я. По сути мы просто помещаем наше одномерное время на двумерную временную плоскость.

Таким образом у нас получается два отрезка в пятом измерении, в которых живет наш избранный Нео. Об этом мы и говорили чуть выше, описывая двумерное время. Но как же нам перемещаться между этими отрезками, если мы живем в них одновременно? В пяти измерениях никак. Нужно снова согнуть нашу бумагу, чтобы отрезки соприкоснулись. Это шестое измерение. При этом все пять предыдущих измерений снова становятся лишь точкой в шестом. Если у вас еще не болит голова, идем дальше. Мы уже близко.

Возьмем несколько точек, существующих в шести измерениях, и сделаем из них прямую. Как вы уже догадались, это седьмое. По сути седьмое измерение – это набор параллельных Вселенных. Все они живут по разным законам, во всех их жизнь происходит по-разному. И та сущность, которая способна жить в семи измерениях, может существовать одновременно во всем этом многообразии миров.

Отобразим семимерную прямую на плоскости, получим восьмое измерение. А девятое содержит несколько таких плоскостей. Вот вы уже представили, какая вакханалия существует в семи измерениях. Теперь вообразите, что будет если такой мир, в котором множество миров, тоже не один. Это восьмое. А теперь возьмем всю эту матрешку, помножим бесконечность раз и получим девятое.

А теперь вообразите себе нечто, что существует во всех девяти измерениях одновременно. То есть девятимерные точки собираются в прямую, которая находится на какой-то плоскости – десятом измерении. И такие точки, состоящие из девяти измерений, образуют бесконечно длинную прямую, на бесконечно длинной плоскости. Эти линии тянутся в каждой точке пространства, в каждый момент времени во всех мирах. Начиная от Большого Взрыва, через время, через пространство, через все миры тянутся они – струны.

Источник

Видео

О чем теория струн? Самое простое и понятное объяснение.

Простым языком о теории струн

Теория струн | самое простое объяснение

▽ Теория струн (Как объяснить теорию струн простыми словами)

Теории Стивена Хокинга / М-теория описания Вселенной / Излучение Хокинга

Теория струн (ScienceClic)

Теория струн для чайников

Теория относительности Эйнштейна

💫Ахмедов Э. Современное представление о Вселенной: Теория Струн и М-теория.

Теория струн. Темная материя и Теория почти всего.

Что такое теория струн и может ли она открыть дверь в другие измерения

Теория струн — один из самых популярных и непонятных физических терминов. О том, что это такое, РБК Трендам рассказал физик Эмиль Ахмедов

Об эксперте: Эмиль Ахмедов, доктор физико-математических наук, исследователь в ИТЭФ, МФТИ и НИУ ВШЭ.

Почему обычное представление о частицах не совсем верно

Многие из нас, услышав словосочетание «элементарные частицы», представляют маленькие крупинки или шарики. При этом может казаться, что все объекты во Вселенной складывается из этих крупинок, как монолиты. Однако любые представления необходимо проверять независимым способом, и ученые после ряда экспериментов пришли к мнению, что элементарные частицы не всегда корректно представлять материальными точками. Это только математическая идеализация, которая подходит для описания определенного класса наблюдений. То есть не во всех экспериментах элементарные частицы похожи на какие-то маленькие шарики. Например, при достаточно высоких энергиях они иногда ведут себя, как волны. Кроме того, исследователи поняли, что их длина связана с переносимой ими энергией: чем выше энергия, тем короче длина волны.

Частицы действительно выглядят как струны?

Заряженные частицы получают в ускорителе частиц. Чем больше становится энергия частиц при столкновении в нем, тем значительнее уменьшаются расстояния, которые мы можем на нем «прощупать». На ускорителях физики и проверяют свои умозрительные заключения. Теория струн предсказывает, что если провести эксперимент при еще более высоких энергиях (намного больше, чем те огромные энергии, что реализуются на современных коллайдерах), то каждая элементарная частица будет вести себя как двумерная вселенная, которая в заданный момент времени похожа на струну или очень тонкую резинку. И только с больших расстояний такая струна выглядит, как точка.

Согласно теории струн, в каждой одномерной вселенной (внутри каждой отдельной элементарной частицы) живет один и тот же мир. Но разные состояния теории отвечают разным типам элементарных частиц. Ситуация аналогична той, что возникает в случае с гитарной струной: если ее дернуть, возникнет стоячая волна.

Тогда первая мода (когда между зажимами умещается одна полуволна) может отвечать, например, фотону. А вторая (когда между зажимами умещается две полуволны или целая длина волны) может отвечать какой-то другой элементарной частице: например, электрону. При этом стоит подчеркнуть, что теория струн пока не подтверждена экспериментально.

Как появилась теория струн

Ученые наблюдали за столкновениями частиц на ускорителях и заметили, что в результате реакций возникали целые семьи частиц. Все выглядело так, будто различные разные частицы внутри одной семьи вели себя, как различные гармоники струны. Одним из первых придал этому наблюдению математическую форму итальянский физик Габриэле Венециано. Тогда, в 1960-х годах, исследователи пытались найти теорию, которая бы точно предсказывала спектр масс частиц в обсуждаемых семьях. К сожалению, полного сходства с реальностью не получалось.

Однако ученые заметили, что в спектре струны возникали частицы, которые имели те же свойства, что и фотоны (в случае открытой струны), и гравитоны (в случае замкнутой струны). Так и возникла идея попробовать применить создаваемую теорию для описания гравитации и других фундаментальных теорий, а не к описанию поведения адронов — частиц, возникающих в ядерных реакциях. Здесь основной вклад внесли такие физики как Джон Шварц, Эдвард Виттен, Жоэль Шерк и Александр Поляков.

Как теория струн стала «теорией всего»

Где-то к началу 1980-х ученые поняли, что теория струн, изначально придуманная для описания взаимодействий адронов, имеет более фундаментальный характер. Тогда и началась так называемая «струнная революция». Около 20 лет эта концепция была основным локомотивом развития фундаментальной физики. Существовала надежда, что она объяснит не только природу всех элементарных частиц, но и размерность того пространства-времени, в котором мы живем. Важно также, что появлялся единый общий взгляд на все существующие типы частиц. Однако не все чаяния оправдались, поэтому где-то в 2000-х годах интерес к теории струн начал угасать, и сейчас ажиотаж стих. Тем не менее, теория струн обогатила физику и математику методами вычисления, новыми фактами и формулами.

Теория струн правда предсказывает дополнительные измерения в пространстве-времени?

Теория суперструн может быть сформулирована логически непротиворечиво только в 10 измерениях — в 9 пространственных и одном временном. Наш же мир является четырехмерным. Кажущееся противоречие в рамках теории струн объясняется тем, что каждая точка нашего трехмерного пространства имеет структуру, которую можно увидеть, только если смотреть в очень мощный микроскоп. А именно: заметить дополнительные измерения можно только, если рассеивать элементарные частицы на ускорителях при очень высоких энергиях.

В чем недостаток теории струн

Главная проблема с теорией струн заключается в том, что она предсказывает (наряду со всеми элементарными частицами, которые мы уже видим в экспериментах) целый ряд других частиц, которых мы не наблюдаем. Пока не удается объяснить, куда деваются лишние частицы.

Кроме того, революция в теории струн во многом была основана на маркетинге, а не на поиске истины. Этот факт вызывал у остального научного сообщества крайне негативную реакцию. При этом и Стандартная модель, и Бозон Хиггса, в частности, вокруг которых тоже было много шума, отличаются от теории струн простым фактом: их существование было доказано экспериментально. Однако стоит подчеркнуть, что несмотря ни на что, теория струн прекрасна во многих своих математических проявлениях. В ее основе лежат красивые математические методы и ее конструктивная часть безусловно останется среди достижений фундаментальной науки.

Струнная теория поля. Гиперпространство

Струнная теория поля

Со времен новаторского труда Фарадея все физические теории записывались в виде полей. На теории поля основана максвелловская теория света, как и теория Эйнштейна. По сути дела, вся физика частиц опирается на теорию поля. Не основана на ней только теория струн. Программа КСВ представляла собой скорее список удобных правил, нежели теорию поля.

Моей следующей задачей было исправить это положение. Однако проблемой струнной теории поля оставалось ее неприятие многими видными учеными. Их доводы выглядели просто. Такие титаны физики, как Хидеки Юкава и Вернер Гейзенберг, долгие годы разрабатывали теорию поля, не опирающуюся на точечные частицы. Они считали элементарные частицы скорее пульсирующими сгустками материи, чем точками. Но, несмотря на все их старания, теории поля, основанные на идее сгустков, неизменно противоречили принципу причинности.

Если вызвать колебания сгустка в одной точке, взаимодействия распространятся быстрее скорости света, проникающего сквозь сгусток, что противоречит специальной теории относительности и создает всевозможные временные парадоксы. Таким образом, «нелокальные теории поля», основанные на идее сгустков, считались непосильной задачей. Многие физики утверждали, что лишь локальная теория поля, построеннная на концепции точечных частиц, может быть последовательной. А нелокальные теории поля неизбежно противоречат теории относительности.

Второй довод выглядел еще убедительнее. Модель Венециано обладала множеством чудесных свойств (в том числе так называемой дуальностью), прежде никогда не виданных в теории поля. Несколькими годами ранее Ричард Фейнман изложил «правила», которым должна подчиняться любая теория поля. Однако правила Фейнмана представляли собой прямое нарушение принципа дуальности. В итоге многие специалисты по теории струн пришли к убеждению, что струнная теория поля невозможна по той причине, что она неизбежно нарушает свойства модели Венециано. Они утверждали, что теория струн занимает особое положение в физике, поскольку ее нельзя преобразовать в теорию поля.

Над этой сложной, но важной задачей я работал вместе с Кейдзи Киккава. Шаг за шагом мы разрабатывали свою теорию поля, точно так же, как наши предшественники строили теории поля для других взаимодействий. По примеру Фарадея мы вводили поле в каждой точке пространства-времени. Но для струнной теории поля нам пришлось обобщать концепцию Фарадея и принять поле, определенное для всех возможных конфигураций струны, колеблющейся в пространстве-времени.

На втором этапе требовалось составить уравнения поля, которым подчиняется струна. С уравнением поля для одной струны, перемещающейся в пространстве-времени, проблем не было. Как и следовало ожидать, наши уравнения поля дали бесконечный ряд струнных резонансов, каждый соответствовал некой субатомной частице. Затем мы обнаружили, что на возражения Юкавы и Гейзенберга можно было ответить с помощью струнной теории поля. Когда мы вызывали колебания струны, они распространялись по струне со скоростью меньшей, чем скорость света.

Но скоро мы зашли в тупик. При попытке ввести взаимодействующие струны мы не могли корректно воспроизвести амплитуду Венециано. Дуальность и счет кривых, приведенный Фейнманом для любой теории поля, находились в состоянии прямого конфликта. Как и полагали критики, некорректными оказались диаграммы Фейнмана. Этот результат обескураживал. Все говорило о том, что теория поля, последний век служившая фундаментом для физики, принципиально несовместима с теорией струн.

Помню, как я, разочарованный, до поздней ночи ломал голову над этой задачей. Несколько часов подряд я методично проверял возможные альтернативные решения. И неизменно приходил к выводу, что они противоречат дуальности. Тогда я вспомнил слова Шерлока Холмса, обращенные к Ватсону в повести Артура Конан Дойля «Знак четырех»: «Сколько раз я говорил вам: если отбросить невозможное, то, что останется, пусть даже самое невероятное, и будет истиной». Ободренный этой мыслью, я отбросил все невозможные альтернативы. Оставалось одно невероятное решение: игнорировать свойства формулы Венециано-Судзуки. Часа в три ночи меня вдруг осенило. Я понял, что физики упустили из виду очевидное решение: формулу Венециано-Судзуки можно разделить на две части. Тогда каждая часть соответствует одной из диаграмм Фейнмана, каждая часть опровергает дуальность, но итог соответствует свойствам теории поля.

Я поспешно взял бумагу и погрузился в расчеты. Следующие пять часов я провел проверяя и перепроверяя вычисления по всем возможным направлениям. Вывод оказался однозначным: теория поля действительно опровергает дуальность, как и следовало ожидать, тем не менее она приемлема, так как в конечном итоге воспроизводит формулу Венециано-Судзуки.

Задача была почти решена. Оставалась лишь одна диаграмма Фейнмана, соответствующая столкновению четырех струн. В том году я читал вводный курс электричества и магнетизма студентам Городского университета Нью-Йорка, и мы с ними изучали силовые линии Фарадея. Я предлагал студентам нарисовать силовые линии вокруг зарядов различной конфигурации, повторяя действия, которые первым проделал Фарадей в XIX в. Внезапно до меня дошло: волнистые линии, которые я просил нарисовать студентов, имеют ту же топологическую структуру, что и столкновение струн. Таким образом, рассматривая заряды в студенческой лаборатории, я нашел точную конфигурацию для столкновения четырех струн.

Неужели все так просто?

Я поспешил домой, чтобы проверить свою догадку, и убедился, что прав. Применяя метод наглядных изображений, доступный даже студенту-первокурснику, я мог продемонстрировать, что взаимодействие четырех струн скрывается в формуле Венециано. К зиме 1974 г. мы с Киккава, пользуясь методами, восходящими еще к временам Фарадея, закончили разработку струнной теории поля — первой удачной попытки сочетать теорию струн с математическим аппаратом теории поля.

Наша теория поля была далека от совершенства, хотя точно воспроизводила всю информацию, относящуюся к теории струн. Поскольку мы строили теорию поля, двигаясь в обратном порядке, многие симметрии остались неопределенными. К примеру, симметрии специальной теории относительности присутствовали, но в неявном виде. Требовалось поработать, чтобы упростить найденные нами уравнения поля. Но, едва мы начали исследовать свойства нашей теории поля, в модели вдруг обнаружился серьезный изъян.

В том году физик Клод Лавлейс из Университета Раджерса выяснил, что бозонная струна (описывающая целочисленные спины) самосогласована только в 26 измерениях. Другие ученые подтвердили этот результат и продемонстрировали, что суперструна (описывающая и целочисленные, и половинные спины) самосогласована только в десяти измерениях. Вскоре выяснилось, что в других количествах измерений, отличных от 10 и 26, теория полностью теряет все свои прекрасные математические свойства. Но никто не верил, что теория, определенная для 10 или 26 измерений, имеет хоть какое-нибудь отношение к действительности. Исследования теории струн внезапно замерли. Подобно теории Калуцы-Клейна, теория струн впала в глубокий анабиоз. На десять долгих лет эта модель оказалась прочно забытой. (Большинство ученых, и я в том числе, бросили эту модель, словно тонущий корабль, однако несколько упрямцев, таких как физики Джон Шварц и покойный Жоэль Шерк, пытались удержать ее на плаву и продолжали неуклонно совершенствовать. К примеру, первоначально струнная теория считалась применимой лишь к сильным взаимодействиям с режимами колебаний, соответствующими резонансу кварковой модели. Шварц и Шерк убедительно доказали, что струнная модель действительно является объединяющей теорией для всех взаимодействий, а не только для сильных.)

Исследования в области квантовой гравитации двинулись в другом направлении. В 1974–1984 гг., пока теория струн пребывала в забвении, исследование ряда альтернативных теорий квантовой гравитации с успехом продолжалось. В этот период исходная теория Калуцы-Клейна, а затем и теория супергравитации пользовались огромной популярностью, но со временем изъяны данных моделей тоже стали очевидными. К примеру, было доказано, что и теория Калуцы-Клейна, и теория супергравитации неперенормируемы.

А затем в том же десятилетии произошло нечто странное. С одной стороны, физиков начал раздражать растущий список моделей, опробованных и отвергнутых за этот период. Одну за другой их признавали неудачными. Постепенно становилось ясно, что теории Калуцы-Клейна и супергравитации в принципе указывают верный путь, но сами по себе недостаточно совершенны, чтобы разрешить проблему неперенормируемости. И единственной теорией, достаточно сложной, чтобы охватить и теорию Калуцы-Клейна, и теорию супергравитации, оставалась теория суперструн. С другой стороны, физики постепенно привыкали работать с гиперпространством. Благодаря возрождению теории Калуцы-Клейна идея гиперпространства теперь уже не казалась надуманной или запретной. Со временем даже теория, определенная в 26 измерениях, перестала выглядеть чем-то из ряда вон выходящим. Изначальное сопротивление этим 26 измерениям со временем сошло на нет.

И наконец, когда в 1984 г. Грин и Шварц доказали, что теория суперструн — единственная самосогласованная теория квантовой гравитации, начался бум. В 1985 г. Эдвард Виттен добился значительного прогресса в струнной теории поля, которую многие считают одним из прекраснейших достижений теоретической физики. Он доказал, что наша давняя теория поля может быть выведена с применением эффективных математических и геометрических теорем (заимствованных из так называемой теории гомологии) в полностью релятивистской форме.

Благодаря новой теории Виттена открылась истинная математическая элегантность струнной теории поля, которой не было видно за нашими формулами. Сразу же появились сотни научных статей, в которых рассматривались поразительные математические свойства теории поля Виттена[83].

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Глава 27 ЭНЕРГИЯ ПОЛЯ И ЕГО ИМПУЛЬС

Глава 27
ЭНЕРГИЯ ПОЛЯ И ЕГО ИМПУЛЬС
§ 1. Локальные законы сохранения § 2. Сохранение энергии и электромагнитное поле§ 3. Плотность энергии и поток энергии в электромагнитном поле § 4. Неопределенность энергии поля § 5. Примеры потоков энергии§ 6. Импульс поля§ 1. Локальные

Два столпа теории поля

Два столпа теории поля
«Изменение электрического поля сопровождается магнитным полем». Если поменять местами слова «магнитное» и «электрическое», то предложение будет выглядеть так: «Изменение магнитного поля сопровождается электрическим полем». Справедливо это

Реальность поля

Реальность поля
Количественная, математическая формулировка законов поля дана в так называемых уравнениях Максвелла. Указанные выше факты привели к формулировке этих уравнений, но содержание их значительно богаче, чем мы могли показать. Их простая форма скрывает

Теория поля — язык физики

Теория поля — язык физики
Понятие полей впервые ввел выдающийся британский ученый XIX в. Майкл Фарадей. Сын небогатого кузнеца, Фарадей был гением-самоучкой, ставившим сложные опыты с электричеством и магнетизмом. Он представлял силовые линии, которые, подобно длинным

Теория гравитационного поля

Теория гравитационного поля
Эйнштейну, который сформулировал свой физический принцип, не зная о трудах Римана, недоставало математического языка и способностей, необходимых для выражения этого принципа. Три долгих, обескураживающих года (1912–1915) он провел в

Теория электромагнитного поля Максвелла

Теория электромагнитного поля Максвелла
Заслуга Максвелла состоит в том, что он нашел математическую форму уравнений, в которых связаны воедино значения электрической и магнитной напряженностей, которые создают электромагнитные волны, со скоростью распространения их

1.

 Скалярные, векторные и тензорные поля

1. Скалярные, векторные и тензорные поля
В основном тексте и далее в Дополнениях мы используем понятия скалярного, векторного и тензорного полей. Чтобы не было дискомфорта при встрече с этими терминами, дадим некоторые пояснения. Лучше начать с вектора. В обычном 3-мерном

Магнитные поля в галактиках

Магнитные поля в галактиках
В 1945 году известный уже нам английский астроном Ф. Хойл опубликовал свою гипотезу, согласно которой диффузная первоматерия Галактики сконцентрировалась под воздействием магнитного поля в два рукава, отходящие от центральной части,

Прошлое и будущее теории поля

Прошлое и будущее теории поля
В теоретической модели, основанной на экспериментальных наблюдениях, достоверных с точностью до одного стандартного отклонения.
Наблюдатель (обычно хорошо информированный)
Чтобы понять все значение теории поля, необходимо рассмотреть

97 Магнитные поля на бумаге

97
Магнитные поля на бумаге
Для опыта нам потребуются: железные опилки (придется напилить из гвоздей), обычный маленький бытовой магнит, плотный лист бумаги, банка с подсолнечным маслом.
Этот опыт потребовал от меня взять напильник и напилить из гвоздей, зажав их в тисках,

Магнитные, электрические и гравитационные поля

Магнитные, электрические и гравитационные поля
Силовые линии магнитных полей играют большую роль во Вселенной и очень важны для понимания «Интерстеллар», поэтому стоит поговорить о них, прежде чем углубиться в научные аспекты фильма.Наверное, на уроках физики вам

Почему физики считают, что теория струн может оказаться «теорией всего» / Хабр

В основе теории струн лежит идея о том, что вместо нульмерных элементарных частиц Вселенная состоит из одномерных струн

Теория струн – одна из самых гениальных, противоречивых и недоказанных идей физики. В её основе лежит физический тренд, живущий много столетий – что на некоем фундаментальном уровне все различные силы, частицы, взаимодействия и проявления реальности связываются вместе как разные части одной платформы. Вместо четырёх независимых фундаментальных взаимодействий – сильного, электромагнитного, слабого и гравитационного – есть одна объединённая теория, охватывающая их всех.

Во многих смыслах, теория струн – лучший кандидат на квантовую теорию гравитации, объединяющую взаимодействия на высочайших уровнях энергий. И хотя тому нет экспериментальных подтверждений, существуют убедительные теоретические причины считать, что это так и есть. В 2015 году крупнейший из живущих специалистов по теории струн, Эдвард Виттен, написал работу о том, что каждый физик должен знать о теории струн. И вот, что она означает – даже если вы не физик.

Разница между стандартными взаимодействиями квантовой теории поля (слева) для точечных частиц и взаимодействиями в теории струн (справа) для закрытых струн.

Удивительно, как иногда много общего встречается в законах природы, касающихся вроде бы не связанных между собой явлений. Математические структуры таких явлений часто очень похожи, а иногда даже идентичны. Притяжение двух массивных тел по законам Ньютона практически идентично притяжению/отталкиванию электрически заряженных частиц. Колебания маятника полностью аналогичны движению массы на пружине или планеты вокруг звезды. Гравитационные волны, волны на воде, световые волны – все они обладают удивительно похожими свойствами, несмотря на то, что происходит из фундаментально различных физических источников. И в том же ключе, хотя многие этого не осознают, квантовая теория одной частицы и подход к квантовой теории гравитации также аналогичны друг другу.

Диаграмма Фейнмана, представляющая рассеяние двух электронов – для этого требуется суммировать все возможные истории взаимодействий частиц

Работает квантовая теория поля так: берём частицу и производим математическое «суммирование всех её историй». Нельзя просто подсчитать, где была частица, и где она сейчас, и как она туда попала – поскольку в природе существует внутренняя и фундаментальная квантовая неопределённость. Вместо этого мы суммируем все возможные способы, которыми она могла прибыть в текущее состояние («прошлая история»), с соответствующими вероятностными весами, а потом подсчитываем квантовое состояние одной частицы.

Чтобы работать с гравитацией, а не с квантовыми частицами, нужно кое-что немного поменять. Поскольку Общая теория относительности Эйнштейна связана не с частицами, а с кривизной пространства-времени, мы не будем усреднять все возможные истории частицы. Вместо этого мы усредняем все возможные геометрии пространства-времени.

Гравитация по правилам Эйнштейна и всё остальное (сильные, слабые и электромагнитные взаимодействия) по правилам квантовой физики – это два разных набора законов, управляющих всем во Вселенной.

Работать в трёх пространственных измерениях очень тяжело, и когда мы встречаемся со сложной физической проблемой, мы часто пытаемся решить сначала более простую её версию. Если спуститься на одно измерение, всё станет проще. Единственные из возможных одномерных поверхностей – это открытая струна, с двумя отдельными концами, не связанными друг с другом, или закрытая струна, концы которой соединены и формируют петлю. Кроме того, кривизна пространства – очень сложная в трёх измерениях – становится тривиальным вопросом. Поэтому, если мы хотим добавить материю, мы используем набор скалярных полей (точно так же, как для определённого рода частиц) и космологическую константу (работающую точно как член уравнения, отвечающий за массу): прекрасная аналогия.

Дополнительные степени свободы, которая получает частица в нескольких измерениях, не играют особенной роли; пока мы можем определить вектор импульса, это остаётся главным измерением. Поэтому в одном измерении квантовая гравитация выглядит так же, как свободная квантовая частица в любом произвольном количестве измерений.

Граф с вершинами, где сходятся по три ребра – ключевой компонент построения интеграла по траектории, относящегося к одномерной квантовой гравитации

Следующий шаг – включить взаимодействия, и перейти от свободной частицы без амплитуд рассеяния или эффективных поперечных сечений к той, что может иметь физическую роль, связанную со Вселенной. Графы, похожие на приведённый выше, позволяют нам описывать физическую концепцию действия в квантовой гравитации. Если записать все возможные комбинации подобных графов и провести суммирование по ним – применяя те же законы, что и обычно, например, закон сохранения импульса – мы можем завершить аналогию. Квантовая гравитация в одном измерении очень похожа на взаимодействие одной частицы в любом числе измерений.

Вероятность обнаружить квантовую частицу в каком-то определённом месте никогда не равняется 100%; вероятность распределяется по пространству и по времени.

Следующий шаг – перейти от одного пространственного измерения в 3+1 измерения: туда, где у Вселенной есть три пространственных и одно временное измерение. Но этот теоретический «апгрейд» для гравитации может оказаться очень сложным. Можно найти другой подход, если мы решим работать в противоположном направлении.

Вместо подсчёта поведения одной частицы (нульмерной сущности) в любом количестве измерений, возможно, мы могли бы подсчитать поведение струны, открытой или закрытой (одномерной сущности). А исходя из этого уже поискать аналогии к более полной теории квантовой гравитации в более реалистичном количестве измерений.

Диаграммы Фейнмана (вверху) основаны на точечных частицах и их взаимодействиях. Превратив их в аналоги для теории струн (внизу), мы получим поверхности, способные обладать нетривиальной кривизной.

Вместо точек и взаимодействий мы сразу начинаем работать с поверхностями, мембранами, и так далее. Получив настоящую многомерную поверхность, мы можем искривить её нетривиальными способами. Мы начинаем наблюдать у неё очень интересное поведение; такое, которое может находиться в основе кривизны пространства-времени, наблюдаемого во Вселенной в рамках ОТО.

Но хотя одномерная квантовая гравитация даёт нам квантовую теорию поля для частиц в возможно искривлённом пространстве-времени, сама по себе она не описывает гравитацию. Чего не хватает в этой головоломке? Нет соответствия между операторами, или функциями, представляющими квантово-механические взаимодействия и свойства, а также состояния, то есть, как частицы и их свойства изменяются со временем. Это соответствие «операторов-состояний» было необходимым, но недостающим ингредиентом.

Но если перейти от точечных частиц к струнным сущностям, это соответствие проявляется.

Деформирование метрики пространства-времени можно представить флуктуацией (‘p’), а если применить её к струнной аналогии, она будет описывать флуктуацию пространства-времени и соответствовать квантовому состоянию струны.

При переходе от частиц к струнам появляется реальное соответствие операторов-состояний. Флуктуация в метрике пространства-времени (то есть, оператор) автоматически представляет состояние в квантово-механическом описании свойств струны. Поэтому квантовую теорию гравитации в пространстве-времени можно создать на основе теории струн.

Но это не всё, что мы получим: мы также получим квантовую гравитацию, объединённую с другими частицами и взаимодействиями в пространстве-времени, с теми, что соответствуют другим операторам струны в теории поля. Также существует оператор, описывающий флуктуации геометрии пространства-времени, а ещё один – для квантовых состояний струны. Самое интересное в теории струн то, что она способна дать нам рабочую квантовую теорию гравитации.

Брайан Грин делает презентацию по теории струн

Всё это не означает, что вопрос решён, и что теория струн – это путь к квантовой гравитации. Великая надежда теории струн состоит в том, что эти аналогии смогут удержаться на всех масштабах, и что появится недвусмысленное соответствие типа «один к одному» струнной картины мира и Вселенной, которую мы наблюдаем вокруг нас.

Пока что картина мира со струнами и суперструнами непротиворечива лишь в нескольких наборах измерений, и наиболее многообещающий из них не даёт нам четырёхмерной гравитации Эйнштейна, описывающей нашу Вселенную. Вместо этого мы обнаруживаем 10-мерную теорию гравитации Бранса — Дикке. Чтобы восстановить гравитацию, имеющуюся в нашей Вселенной, необходимо «избавиться» от шести измерений и устремить константу связи ω к бесконечности.

Если вы слышали термин «компактификация» в приложении к теории струн – это просто слово, обозначающее, что мы должны разгадать эти загадки. Пока что многие люди предполагают существование полного и убедительного решения, подходящего для компактификации. Но вопрос того, как получить Эйнштейновскую гравитацию и 3+1 измерения из 10-мерной теории, остаётся открытым.

Двумерная проекция многообразия Калаби-Яу, одного из популярных методов компактификации дополнительных, ненужных измерений теории струн

Теория струн предлагает путь к квантовой гравитации, с которым могут сравниться немногие альтернативы. Если сделать разумные выводы по поводу того, как работает математика, мы сможем получить из неё как ОТО, так и Стандартную модель. На сегодня это единственная идея, которая даёт нам это – поэтому за ней так отчаянно гонятся. Неважно, выступаете ли вы за успех теории струн или за провал, или как вы относитесь к отсутствию проверяемых предсказаний, она, без сомнения, остаётся одной из наиболее активных областей исследования теоретической физики. По сути, теория струн выделяется, как лидирующая идея среди мечтаний физиков об окончательной теории.

Теория струн встречается с петлевой квантовой гравитацией / Хабр

Два кандидата на «теорию всего», долгое время считавшиеся несовместимыми, могут оказаться двумя сторонами одной медали.

Восемьдесят лет прошло с тех пор, как физики поняли, что теории квантовой механики и гравитации несовместимы, и загадка их комбинирования остаётся неразрешённой. За последние десятилетия исследователи изучали эту задачу двумя разными путями – через теорию струн и через квантовую гравитацию – которые практикующие их учёные считают несовместимыми. Но некоторые учёные доказывают, что для продвижения необходимо объединить усилия.

Среди попыток объединения квантовой теории и гравитации больше всего внимания привлекла теория струн. Её предпосылка проста: всё состоит из маленьких струн. Струны могут быть замкнуты или разомкнуты; они могут вибрировать, растягиваться, объединяться или распадаться. И в этом многообразии лежат объяснения всех наблюдаемых явлений, включая материю и пространство-время.

Петлевая квантовая гравитация (ПКГ), наоборот, придаёт меньше значения материи, присутствующей в пространстве-времени, и больше концентрируется на свойствах самого пространства-времени. В теории ПКГ пространство-время – это сеть. Плавный фон теории гравитации Эйнштейна заменяется узлами и звеньями, которым назначаются квантовые свойства. Таким образом, пространство состоит из отдельных кусочков. ПКГ в основном занимается изучением этих кусочков.

Этот подход долгое время считался несовместимым с теорией струн. В самом деле, их различия очевидны и глубоки. Для начала, ПКГ изучает кусочки пространства-времени, а теория струн исследует поведения объектов в пространстве-времени. Эти области разделяют и технические проблемы. Теории струн необходимо, чтобы в пространстве было 10 измерений; ПКГ в высших измерениях не работает. Теория струн предполагает наличие суперсимметрии, в которой у всех частиц есть пока не обнаруженные партнёры. Суперсимметрия не свойственна ПКГ.

Эти и другие различия разбили сообщество физиков-теоретиков на два лагеря. «Конференции разделяются, — говорит Дордж Пуллин, физик из Университета штата Луизиана и соавтор учебника по ПКГ. – Петлевики ездят на петлевые конфы, струнники – на струнные. Они теперь даже не ездят на конференции по „физике“. Я думаю, что это весьма прискорбно».

Но некоторые факторы могут сдвинуть эти лагеря поближе. Новые теоретические открытия выявили возможные сходства между ПКГ и теорией струн. Новое поколение струнных теоретиков вышло за пределы струнной теории и начало поиски методов и инструментов, могущих оказаться полезными для создания «теории всего». И недавний парадокс с потерей информации в чёрных дырах заставил всех почувствовать себя скромнее.

Более того, в отсутствие экспериментальных подтверждений струнной теории или ПКГ, математическое доказательство того, что они являются двумя сторонами одной монеты, послужило бы доводом в пользу того, что физики в поисках «теории всего» движутся в верном направлении. Комбинация ПКГ и струнной теории сделала бы новую теорию единственной.

Неожиданная связь

Попытки решить некоторые проблемы ПКГ привели к первой неожиданной связи с теорией струн. У изучающих ПКГ физиков нет чёткого понимания того, как перейти от кусочков сети пространства-времени к крупномасштабному описанию пространства-времени, совпадающему с ОТО Эйнштейна – нашей лучшей теорией гравитации. Более того, их теория не может примириться с тем особым случаем, в котором гравитацией можно пренебречь. Это проблема, подстерегающая любую попытку использования пространства-времени по кусочкам: в СТО линейные размеры объекта уменьшаются в зависимости от движения наблюдателя относительно объекта. Сжатие также влияет и на размер кусочков пространства-времени, которые воспринимаются по-разному наблюдателями, движущимися на разных скоростях. Это расхождение приводит к проблемам с центральным принципом теории Эйнштейна – что законы физики не зависят от скорости наблюдателя.

«Сложно вводить дискретные структуры, не испытывая проблем с СТО»,- говорит Пуллин. В своей работе, написанной в 2014 году с коллегой Рудольфо Гамбини, физиком из Республиканского университета Уругвая в Монтевидео, Пуллин пишет, что приведение ПКГ в соответствие с СТО неизбежно влечёт за собой появление взаимодействий, похожих на присутствующие в теории струн.

То, что у этих двух подходов есть что-то общее, казалось Пуллину вероятным со времён плодотворного открытия, сделанного в конце 1990-з Хуаном Малцаденой, физиком из Института перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси. Малцадена в антидеситтеровском пространстве-времени (AdS) привёл в соответствие теорию гравитации и конформную теорию поля (CFT) на границе пространства-времени. Используя подход AdS/CFT, теорию гравитации можно описать при помощи более понятной теории поля.

Полная версия дуализма пока является гипотезой, но у неё есть хорошо разобранный ограничивающий случай, к которому не имеет отношения теория струн. Из-за того, что струны в этом случае не играют роли, его можно использовать в любой теории квантовой гравитации. Пуллину видится здесь точка соприкосновения.

ПКГ в представлении художника

Герман Верлинде, физик-теоретик из Принстонского университета, частенько работающий с теорией струн, считает правдоподобным то, что методы ПКГ могут пролить свет на гравитационную сторону дуализма. В недавней работе он описал упрощённую модель AdS/CFT в двух измерениях для пространства и одного для времени, или, как говорят физики, в случае «2+1». Он обнаружил, что пространство AdS можно описать при помощи таких сетей, что используются в ПКГ. Несмотря на то, что вся конструкция пока работает в «2+1», она предлагает новый взгляд на гравитацию. Верлинде надеется обобщить модель для большего количества измерений. «На ПКГ смотрели слишком узко. Мой подход включает и другие области. В интеллектуальном смысле это взгляд в будущее»,- сказал он.

Но даже если удастся скомбинировать методы ПКГ и струнной теории, чтобы продвинуться вперёд с пространством AdS, останется вопрос: насколько такая комбинация окажется полезной? У пространства AdS космологическая константа отрицательная (это число описывает геометрию Вселенной на больших масштабах), а у нашей Вселенной – положительная. Мы не живём в математической конструкции, описываемой пространством AdS.

Подход Верлинде прагматичен. «Например, для положительной космологической константы нам может понадобиться новая теория. Тогда вопрос в том, насколько она будет отличаться от этой. AdS пока – наилучший намёк на искомую структуру, и нам нужно совершить какой-то трюк, чтобы прийти к положительной константе». Он считает, что учёные не теряют время с этой теорией зря: «Хотя AdS и не описывает наш мир, она даст нам уроки, которые поведут нас в нужном направлении».

Объединение на территории чёрной дыры

Верлинде и Пуллин указывают на ещё одну возможность объединения сообществ струнной теории и ПКГ: загадочная судьба информации, попадающей в чёрную дыру. В 2012 году четверо исследователей из Калифорнийского университета обратили внимание на противоречие в господствующей теории. Они утверждали, что если чёрная дыра позволит информации убегать из неё, это уничтожит тонкую структуру пустого пространства вокруг горизонта чёрной дыры, и создаст высокоэнергетический барьер – «файервол». Но такой барьер несовместим с принципом эквивалентности, лежащим в основе ОТО, утверждающим, что наблюдатель не может сказать, пересёк ли он горизонт. Эта несовместимость внесла возмущение в ряды струнных теоретиков, считавших, что понимают связь чёрных дыр с информацией, и вынужденных снова схватиться за свои записные книжки.

Но эта проблема важна не только для струнных теоретиков. «Весь этот спор вокруг файерволов вёлся в основном в сообществе струнных теоретиков, чего я не понимаю,- сказал Верлинде. – Вопросы квантовой информации, запутанности и постройки математического Гилбертова пространства – это то, над чем работали специалисты по ПКГ».

В это время произошло незамеченное большинством специалистов по струнам событие – падение барьера, возведённого суперсимметрией и дополнительными измерениями. Группа Томаса Тиманна [Thomas Thiemann] в Университете Эрлангена — Нюрнберга (Германия) распространила ПКГ на высшие измерения и включила в неё суперсимметрию – а эти понятия раньше были территорией исключительно теории струн.

Недавно Норберт Бодендорфер [Norbert Bodendorfer], бывший студент Тиманна, работающий в Варшавском университете, применил методы петлевой квантификации из ПКГ к пространству AdS. Он утверждает, что ПКГ полезно для работы с дуальностью AdS/CFT в тех случаях, когда струнные теоретики не могут проводить гравитационные подсчёты. Бодендорфер считает, что существовавшая между ПКГ и струнами пропасть исчезает. «Иногда у меня складывалось впечатление, что струнные теоретики очень плохо разбираются в ПКГ и не хотят говорить об этом,- сказал он. – Но более молодые специалисты демонстрируют открытость взглядов. Им очень интересно, что происходит на стыке областей».

«Самое большое различие состоит в том, как мы определяем наши вопросы,- говорит Верлинде. – Проблема больше социологическая, а не научная, к сожалению». Он не думает, что два подхода конфликтуют: «Я всегда считал струнную теорию и ПКГ частями одного описания. ПКГ это метод, а не теория. Это метод размышления над квантовой механикой и геометрией. Это метод, который струнные теоретики могут использовать, и уже используют. Эти вещи не исключают друг друга».

Но не все уверены в этом Моше Розали [Moshe Rozali], струнный теоретик из Университета Британской Колумбии, сохраняет скептицизм по поводу ПКГ: «Я не работаю над ПКГ потому, что у неё есть проблемы с СТО,- говорит он. – Если ваш подход с самого начала без уважения относится к симметриям в СТО, вам потребуется чудо на одном из промежуточных шагов». Тем не менее, по словам Розали, некоторые математические инструменты, пришедшие из ПКГ, могут пригодиться. «Не думаю, что существует возможность объединения ПКГ и струнной теории. Но людям обычно нужны методы, и в этом смысле они похожи. Математические методы могут пересекаться».

Также и не все приверженцы ПКГ ждут слияния двух теорий. Карло Ровелли, физик из Марсельского университета и основатель теории ПКГ верит в преобладание своей теории. «Сообщество любителей струн уже не такое заносчивое, как десять лет назад, особенно после жестокого разочарования отсутствием суперсимметричных частиц,- говорит он. – Возможно, что две теории могут быть частями одного решения… но я думаю, вряд ли. По-моему, струнная теория не смогла дать то, что она обещала в 80-х годах, и представляет собою одну из тех идей, что выглядят симпатично, но не описывают реальный мир, которых в истории науки было полно. Не понимаю, как люди ещё могут возлагать на неё надежды».

Пуллин же считает, что объявлять победу преждевременно: «Приверженцы ПКГ говорят, что их теория единственно верна. Я под этим не подпишусь. Мне кажется, что обе теории чрезвычайно неполны».

Что такое теория струн? | Космос

Теория струн переворачивает страницу стандартного описания Вселенной, заменяя все материальные и силовые частицы всего одним элементом: крошечными вибрирующими струнами, которые сложным образом крутятся и крутятся и, с нашей точки зрения, выглядят как частицы.
(Изображение предоставлено Shutterstock)

Теория струн — это идея теоретической физики о том, что реальность состоит из бесконечно малых вибрирующих струн, меньших, чем атомы, электроны или кварки. Согласно этой теории, когда струны вибрируют, скручиваются и сгибаются, они производят эффекты во многих крошечных измерениях, которые люди интерпретируют как все, от физики элементарных частиц до крупномасштабных явлений, таких как гравитация.

Теория струн считается возможной «теорией всего», единой структурой, которая могла бы объединить общую теорию относительности и квантовую механику , две теории, лежащие в основе почти всей современной физики. В то время как квантовая механика очень хорошо описывает поведение очень маленьких вещей, а общая теория относительности хорошо работает, чтобы объяснить, как очень большие вещи происходят во Вселенной, они не очень хорошо сочетаются друг с другом. Некоторые ученые думают (или думали), что теория струн может решить загадки между ними, победив одну из основных нерешенных проблем физики.

Но после того, как теория струн приобрела известность в конце 1960-х и 1970-х годах, ее популярность среди физиков-теоретиков колебалась, согласно лекции физика из Калифорнийского технологического института Джона Шварца , которого многие считают одним из основателей теории струн. После бесчисленных статей, конференций и маркеров захватывающий дух прорыв, на который многие когда-то надеялись, кажется далеким, чем когда-либо.

Тем не менее, буря размышлений вокруг самой идеи теории струн оставила глубокий след как в физике, так и в математике. Нравится вам это или нет (а некоторым физикам, конечно, нет), но теория струн никуда не денется.

Что такое теория струн?

Теория струн — это структура, которую физики используют для описания того, как силы, обычно рассматриваемые на гигантском уровне, такие как гравитация, могут влиять на крошечные объекты, такие как электроны и протоны.

В общей теории относительности Альберта Эйнштейна гравитация — это сила, искривляющая пространство-время вокруг массивных объектов. Это одна из четырех сил , которые физики используют для описания природы. Но в отличие от других взаимодействий (электромагнетизма, сильного взаимодействия и слабого взаимодействия), гравитация настолько слаба, что ее нельзя обнаружить или наблюдать в масштабе частицы. Вместо этого его эффекты заметны и важны только в масштабах лун, планет, звезд и галактик.

Гравитация, похоже, тоже не существует как отдельная частица. Теоретики могут предсказать, как должна выглядеть гравитационная частица, но когда они пытаются рассчитать, что происходит, когда два таких «гравитона» сталкиваются друг с другом, они получают бесконечное количество энергии, упакованное в маленькое пространство — верный признак, по словам астрофизика Пола Саттера. в предыдущей статье для Space.com , что в математике чего-то не хватает.

Одно из возможных решений, которое теоретики позаимствовали у физиков-ядерщиков в 1970-х, состоит в том, чтобы избавиться от проблемных точечных частиц гравитона. Струны, и только струны, могут сталкиваться и отскакивать чисто, не подразумевая физически невозможных бесконечностей.

Математика теории струн требует шести дополнительных измерений (всего их 10), видимых только маленьким струнам, подобно тому, как линия электропередач выглядит как одномерная линия для птиц, летящих высоко над головой, и как трехмерный цилиндр для муравья, ползущего по проводу. (Изображение предоставлено Shutterstock)

«Одномерный объект — это то, что действительно укрощает бесконечность, возникающую в расчетах», — сказала Space эксперт по теории струн Марика Тейлор, физик-теоретик из Саутгемптонского университета в Англии. ком.

Теория струн переворачивает страницу стандартного описания Вселенной, заменяя все материальные и силовые частицы всего одним элементом: крошечными вибрирующими струнами, которые сложным образом скручиваются и вращаются и, с нашей точки зрения, выглядят как частицы. Струна определенной длины, ударяющая по определенной ноте, может приобрести свойства фотона, другая струна, свернутая и вибрирующая с другой частотой, может играть роль кварка и так далее.

В дополнение к укрощению гравитации, теория струн привлекала своим потенциалом для объяснения так называемых фундаментальных констант, таких как масса электрона. Теоретики надеялись, что следующим шагом будет поиск правильного способа описания складывания и движения струн, а все остальное должно было последовать.

Но эта первоначальная простота обернулась неожиданной сложностью — математика струн не работала в наших привычных четырех измерениях (три пространственных и одно временное). Всего потребовалось 10 измерений , шесть из которых видны только в перспективе маленьких ниточек, подобно тому, как линия электропередач выглядит как одномерная линия для птиц, летящих высоко над головой, но становится трехмерным цилиндром для муравья, ползущего по проводу.

Как развивалась теория струн?

Теория струн сегодня не совсем соответствует теории струн 19-го века.60-х и 70-х годов. Исследователи расходятся во мнениях относительно того, является ли она с модификациями лучшим кандидатом на роль «теории всего» или теоретикам следует отказаться от нее в пользу других тем.

«К 1973–1974 годам было много веских причин прекратить работу над теорией струн, — писал Шварц. Внимание физиков переключилось с того, что казалось бесплодным исследованием крошечных необнаружимых «мягких» струн, и вместо этого занялось более убедительными доказательствами существования адронов, субатомных частиц, состоящих из кварков, действия которых невозможно объяснить с помощью струн.

«​То, что было быстро развивающимся предприятием, в котором участвовало несколько сотен теоретиков, быстро остановилось», — писал Шварц. «Только несколько несгибаемых продолжали преследовать его».

В течение следующего десятилетия несколько ученых продолжали работать над пятью различными версиями теории струн. Со временем исследователи начали обнаруживать неожиданные связи между пятью идеями, которые Эдвард Виттен, теоретик из Института перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси, собрал и представил на 9-й конференции.0005 1995 Конференция по теории струн в Университете Южной Калифорнии. Виттен утверждал, что каждая из пяти теорий струн представляет собой приближение к более фундаментальной 11-мерной теории, поскольку она ведет себя в конкретной ситуации, во многом подобно тому, как теории относительности Эйнштейна, искажающие пространство и время, соответствуют ньютоновскому описанию объектов, движущихся с нормальными скоростями. . Это было началом одного из ответвлений теории струн: М-теории.

«М», вероятно, вдохновлен объектами более высокого измерения, называемыми мембранами, сказал Тейлор, но, поскольку в теории нет конкретных математических уравнений, «М» остается заполнителем без официального значения. «На самом деле это была параметризация нашего невежества», — сказала она.

Попытки найти те общие уравнения, которые будут работать во всех возможных ситуациях, не увенчались успехом, но предполагаемое существование фундаментальной теории дало теоретикам понимание и уверенность, необходимые для разработки математических методов для пяти версий теории струн и применения их в теории струн. контекст, в котором работала каждая теория.

Художественная интерпретация теории струн. (Изображение предоставлено: Science Photo Library через Getty Images)

Струны слишком малы, чтобы их можно было обнаружить с помощью любой мыслимой технологии, но одним из первых теоретических успехов была способность физиков описать энтропию черной дыры в 1996 статей, опубликованных в журнале Physics Letters .

Энтропия относится к числу способов, которыми вы можете расположить части системы, но, не имея возможности заглянуть в непроницаемые глубины черной дыры, никто не знает, какой тип частиц может находиться внутри или какое расположение они могут принимать . И тем не менее, в начале 1970-х годов Стивена Хокинга и другие использовали законы термодинамики и, согласно статье, опубликованной в 2020 году в журнале Physics , квантовая механика для расчета энтропии внутри черной дыры, предполагая, что черные дыры должны иметь какую-то внутреннюю структуру. Что это за структура могла быть, так и осталось загадкой.

Большинство попыток описать состав черной дыры терпят неудачу, но конфигурации гипотетических струн делают свое дело. «Теория струн смогла дать точный подсчет», — сказал Тейлор — фактическое возможное объяснение внутренней части черной дыры, а не просто грубую идею.

Тем не менее, структура теории струн по-прежнему сталкивается со многими проблемами: она предлагает невероятное количество способов свернуть дополнительные шесть измерений. Кажется, что каждый вариант соответствует широким характеристикам Стандартной модели, управляющей физикой элементарных частиц, и мало надежды определить, какой из них является правильным. Более того, написал в своем блоге 9 астрофизик Итан Сигел.0005 Начинается со взрыва Все эти модели управления дополнительными измерениями основаны на эквивалентности между частицами силы и частицами материи, называемой суперсимметрией. Но, как и в случае с дополнительными измерениями, которых требует теория струн, мы не наблюдаем суперсимметрии в нашем мире.

Помимо этих возражений, неясно, может ли теория струн — М-теория или нет — когда-либо быть совместима с нашим современным пониманием расширяющейся Вселенной, наполненной темной энергией, сообщает Quanta Magazine в 2018 году. 

Ряд физиков, таких как Питер Войт из Колумбийского университета, считают эти расхождения с реальностью фатальными недостатками. «Основная проблема с исследованиями по объединению теории струн заключается не в том, что прогресс был медленным в течение последних 30 лет, — писал он в своем блоге , — а в том, что они были отрицательными, поскольку все изученное более ясно показывает, почему эта идея не работает». т работать.»

Тейлор, однако, утверждает, что сегодняшние модели слишком упрощены, и в них есть такие функции, как космологическое расширение и отсутствие суперсимметрии могут когда-нибудь быть встроены в будущие версии. Тейлор ожидает, что, хотя новая эра гравитационно-волновой астрономии может принести новые лакомые кусочки информации о квантовой гравитации, больший прогресс будет достигнут, продолжая глубже следовать математике в теории струн.

«У меня есть теоретическое пристрастие, — сказала она, — но я думаю, что прорыв, который я описываю, произошел бы от доски, от мысли».

Почему теория струн по-прежнему важна?

Независимо от того, удастся ли когда-нибудь превратить теорию струн в «теорию всего», ее наследие в качестве продуктивной исследовательской программы может быть гарантировано только математическими достоинствами.

«Это не может быть тупиком в том смысле, что мы узнали только из самой математики», — сказал Тейлор. «Если бы вы сказали мне завтра, что Вселенная абсолютно не суперсимметрична и не имеет 10 [пространственных] измерений, мы все равно связали бы целые разделы математики», используя структуру теории струн.

В частности, когда Виттен и другие исследователи показали, что пять теорий струн были тенями одной родительской теории, они выявили связи, называемые двойственностями, которые оказались важным вкладом в математику и физику.

Двойственность позволяет математикам переходить от одной области математики к другой, решая проблемы, неразрешимые в одной системе, используя вычисления, выполненные в другой, например, в геометрии и теории чисел. По словам Тейлора, другие дуальности помогли преодолеть проблемы в квантовых вычислениях. «Он не сделает ваш iPhone следующего поколения, — сказала она, — но может сделать ваш iPhone 22-го века».

Является ли способность теории струн освещать темную паутину, соединяющую различные области математики, признаком ее потенциала или просто удачным совпадением, остается предметом споров. Виттен, выступая в Институте перспективных исследований в 2019 году, признал, что, хотя он больше не чувствует себя так уверенно, как когда-то, что теория струн превратится в полную физическую теорию, его чутье подсказывает ему, что теория остается продуктивной. Область научных исследований.

«Для меня неправдоподобно, чтобы люди случайно наткнулись на такую ​​невероятную структуру, которая проливает столько света на устоявшиеся физические теории, а также на такое множество различных областей математики», — сказал он аудитории. «Я уверен, что общее предприятие находится на правильном пути, но я не утверждаю, что приведенный мною аргумент научно убедителен».

Дополнительные ресурсы

Узнайте больше об истории и объяснениях современной теории струн на странице WhyStringTheory.com , веб-сайт, созданный аспирантами Оксфордского и Кембриджского университетов для «заинтересованных неспециалистов». Или, если вы предпочитаете идти прямо к источнику, ознакомьтесь с этим интервью CERN Courier с создателем теории струн Габриэле Венециано. Если вы ищете пояснительное видео, посмотрите эти два видео под названием « Почему теория струн верна » и « Почему теория струн неверна », оба из PBS Digital Studios.

• «Разговор Робберта Дейкграафа и Эдварда Виттена — видео | Институт перспективных исследований», 30 мая 2019 г. https://www.ias.edu/video/universe/2019/0529-DijkgraafWitten .
• Шварц, Джон Х. «Ранняя история теории струн и суперсимметрии», 4 января 2012 г. https://arxiv.org/abs/1201.0981v1 .
• Сигел, Итан. «Почему суперсимметрия может быть величайшим ошибочным предсказанием в истории физики элементарных частиц». Форбс, 12 февраля 2019 г. https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2019/02/12/why-supersymmetry-may-be-the-greatest-failed-prediction-in-particle-physics-history/ .
• Стромингер А. и К. Вафа. «Микроскопическое происхождение энтропии Бекенштейна-Хокинга». Письма по физике B 379, вып. 1–4 (июнь 1996 г.): 99–104. https://doi. org/10.1016/0370-2693(96)00345-0 .
• Виттен, Эдвард. «Динамика теории струн в различных измерениях». Ядерная физика B 443, вып. 1–2 (19 июня95): 85–126. https://doi.org/10.1016/0550-3213(95)00158-O .
• Войт, Питер. «Часто задаваемые вопросы | Даже не неправильно». Даже не ошибся (блог). По состоянию на 17 января 2022 г. https://www.math.columbia.edu/~woit/wordpress/?page_id=4338 .
• Волховер, Натали. «Темная энергия может быть несовместима с теорией струн». Журнал Quanta, 9 августа 2018 г. / .
• Зайас, Леопольдо А. Пандо. «Микроскопический отчет об энтропии черной дыры». Physics  13 (18 мая 2020 г.): 80. https://doi.org/10.1103/PhysRevX.10.021037 (открывается в новой вкладке).

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: community@space. com.

Вики Стейн — научный писатель из Калифорнии. Она имеет степень бакалавра экологии и эволюционной биологии Дартмутского колледжа и диплом о высшем образовании в области научного письма Калифорнийского университета в Санта-Круз (2018 г.). После этого она работала помощником по новостям в PBS NewsHour, а теперь работает внештатным сотрудником, освещая все, от астероидов до зебр. Следите за ее последними работами (и последними фотографиями голожаберников) в Твиттере.

теория струн | Объяснение и определение

Ключевые люди:

Дэвид Гросс
Ёитиро Намбу
Брайан Грин
Эдвард Виттен

Похожие темы:

брана
суперсимметрия
фотино
глюино
гравитино

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

теория струн , в физике элементарных частиц, теория, которая пытается объединить квантовую механику с общей теорией относительности Альберта Эйнштейна. Название теория струн происходит от моделирования субатомных частиц как крошечных одномерных «струноподобных» объектов, а не от более традиционного подхода, в котором они моделируются как нульмерные точечные частицы. Теория предполагает, что струна, испытывающая определенный режим вибрации, соответствует частице с определенными свойствами, такими как масса и заряд. В 19В 80-х годах физики осознали, что теория струн может объединить все четыре силы природы — гравитацию, электромагнетизм, сильное взаимодействие и слабое взаимодействие — и все типы материи в единой квантово-механической структуре. единая теория поля. Хотя теория струн по-прежнему является динамичной областью исследований, которая быстро развивается, она остается прежде всего математической конструкцией, поскольку еще не вступила в контакт с экспериментальными наблюдениями.

Теория относительности и квантовая механика

Что такое теория струн?

Посмотреть все видео к этой статье

В 1905 году Эйнштейн объединил пространство и время ( см. пространство-время) с помощью своей специальной теории относительности, показав, что движение в пространстве влияет на течение времени. В 1915 году Эйнштейн объединил пространство, время и гравитацию в своей общей теории относительности, показав, что деформации и кривые в пространстве и времени ответственны за силу гравитации. Это были монументальные достижения, но Эйнштейн мечтал о еще более грандиозном объединении. Он представил себе единую мощную структуру, которая будет объяснять пространство, время и все силы природы, — то, что он назвал единой теорией. В течение последних трех десятилетий своей жизни Эйнштейн неуклонно следовал этому видению. Хотя время от времени распространялись слухи о том, что ему это удалось, более пристальное внимание всегда разбивало такие надежды. Большинство современников Эйнштейна считали поиск единой теории безнадежным, если не ошибочным поиском.

Напротив, с 1920-х годов основной заботой физиков-теоретиков была квантовая механика — формирующаяся основа для описания атомных и субатомных процессов. Частицы в этих масштабах имеют такие крошечные массы, что гравитация практически не имеет значения в их взаимодействиях, и поэтому в течение десятилетий квантово-механические расчеты обычно игнорировали общие релятивистские эффекты. Вместо этого к концу 1960-х основное внимание уделялось другому взаимодействию — сильному взаимодействию, которое связывает вместе протоны и нейтроны внутри атомных ядер. Габриэле Венециано, молодой теоретик, работающий в Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН), совершил ключевой прорыв в 1919 году.68 с его осознанием того, что формула 200-летней давности, бета-функция Эйлера, способна объяснить большую часть данных о сильном взаимодействии, которые в то время собирались на различных ускорителях частиц по всему миру. Несколькими годами позже три физика — Леонард Сасскинд из Стэнфордского университета, Хольгер Нильсен из Института Нильса Бора и Йоитиро Намбу из Чикагского университета — значительно расширили понимание Венециано, показав, что математика, лежащая в основе его предположения, описывает колебательное движение мельчайших нитей. энергии, которые напоминают крошечные нити струны, вдохновившие название теория струн . Грубо говоря, теория предполагала, что сильное взаимодействие представляет собой струны, связывающие вместе частицы, прикрепленные к концам струн.

Предсказания и теоретические трудности

Теория струн была интуитивно привлекательным предложением, но к середине 1970-х годов более точные измерения сильного взаимодействия отклонились от ее предсказаний, что привело большинство исследователей к выводу, что теория струн не имеет никакого отношения к физической теории. Вселенной, какой бы изящной ни была математическая теория. Тем не менее небольшое число физиков продолжали заниматься теорией струн. В 1974 Джон Шварц из Калифорнийского технологического института и Джоэл Шерк из Высшей нормальной школы и независимо друг от друга Тамиаки Йонея из Университета Хоккайдо пришли к радикальному выводу. Они предположили, что одно из якобы несостоявшихся предсказаний теории струн — существование особой безмассовой частицы, с которой никогда не сталкивался ни один эксперимент, изучающий сильное взаимодействие, — на самом деле является свидетельством того самого объединения, которого предвидел Эйнштейн.

Тест «Британника»

Тест «Все о физике»

Кто был первым ученым, проведшим эксперимент с управляемой цепной ядерной реакцией? Какова единица измерения циклов в секунду? Проверьте свою физику с помощью этого теста.

Хотя никому не удалось объединить общую теорию относительности и квантовую механику, предварительная работа установила, что такой союз потребует именно безмассовой частицы, предсказанной теорией струн. Несколько физиков утверждали, что теория струн, встроив эту частицу в свою фундаментальную структуру, объединила законы большого (общая теория относительности) и законы малого (квантовая механика). Эти физики утверждали, что вместо того, чтобы быть просто описанием сильного взаимодействия, теория струн требует переосмысления как важного шага к единой теории Эйнштейна.

Объявление было повсеместно проигнорировано. Теория струн уже потерпела неудачу в своем первом воплощении как описание сильного взаимодействия, и многие считали маловероятным, что теперь она будет преобладать в качестве решения еще более сложной проблемы. Эта точка зрения подкреплялась тем, что теория струн страдает от собственных теоретических проблем. Во-первых, некоторые из ее уравнений демонстрировали признаки непоследовательности; с другой стороны, математика теории требовала, чтобы Вселенная имела не только три пространственных измерения обычного опыта, но и шесть других (всего девять пространственных измерений или всего десять пространственно-временных измерений).

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Почему теория струн все еще дает надежду, что мы сможем объединить физику | Наука

иллюстрация Джона Херси

В октябре 1984 года я прибыл в Оксфордский университет, волоча за собой большой пароходный чемодан с парой сменных вещей и примерно пятью дюжинами учебников. У меня была только что полученная степень бакалавра по физике в Гарварде, и мне не терпелось поступить в аспирантуру. Но через пару недель более продвинутые студенты высосали ветер из моих парусов. Меняйте поля сейчас, пока вы еще можете, говорили многие. В фундаментальной физике ничего не происходит.

Затем, всего пару месяцев спустя, в престижном (хотя и с неуклюжим названием) журнале Physics Letters B была опубликована статья, которая положила начало первой суперструнной революции, широкомасштабному движению, вдохновившему тысячи физиков во всем мире бросить свои исследования и перейти к преследовать долгожданную мечту Эйнштейна о единой теории. Поле было молодым, местность плодородной, а атмосфера наэлектризованной. Единственное, от чего мне нужно было избавиться, так это от неофитского запрета работать с ведущими мировыми физиками. Я сделал. То, что последовало за этим, оказалось самой захватывающей интеллектуальной одиссеей в моей жизни.

Это было 30 лет назад в этом месяце, поэтому настал момент для подведения итогов: раскрывает ли теория струн глубинные законы реальности? Или, как заявляют некоторые недоброжелатели, это математический мираж, который сбил с пути целое поколение физиков?

***

Объединение стало синонимом Эйнштейна, но на протяжении веков это предприятие было сердцем современной физики. Исаак Ньютон объединил небеса и Землю, открыв, что одни и те же законы, управляющие движением планет и Луны, описывают траекторию прялки и катящегося камня. Примерно 200 лет спустя Джеймс Клерк Максвелл принял эстафету объединения для следующего этапа, показав, что электричество и магнетизм — это два аспекта единой силы, описываемой единым математическим формализмом.

Следующие два шага, причем большие, действительно были в духе классического Эйнштейна. В 1905 году Эйнштейн связал пространство и время, показав, что движение через одно влияет на прохождение через другое, что является отличительной чертой его специальной теории относительности. Десять лет спустя Эйнштейн расширил эти идеи своей общей теорией относительности, предоставив наиболее точное описание гравитации, силы, управляющей звездами и галактиками. Благодаря этим достижениям Эйнштейн предвидел, что великий синтез всех сил природы находится в пределах досягаемости.

Обнаружит ли ускоритель протонов ATLAS на Большом адронном коллайдере признаки струн?

Функции Rex через изображения AP

Но к 1930 году ландшафт физики основательно изменился. Нильс Бор и целое поколение бесстрашных исследователей отправились вглубь микромира, где столкнулись с квантовой механикой, загадочной теорией, сформулированной с использованием радикально новых физических концепций и математических правил. Хотя квантовые законы с поразительным успехом предсказывали поведение атомов и субатомных частиц, они косо смотрели на эйнштейновскую формулировку гравитации. Это подготовило почву для более чем полувекового отчаяния, когда физики доблестно боролись, но неоднократно терпели неудачу, чтобы объединить общую теорию относительности и квантовую механику, законы большого и малого, в единое всеобъемлющее описание.

Так было до декабря 1984 года, когда Джон Шварц из Калифорнийского технологического института и Майкл Грин из Колледжа королевы Марии опубликовали статью, выходящую раз в поколение, в которой показано, что теория струн может преодолеть математический антагонизм. между общей теорией относительности и квантовой механикой, расчищая путь, который, казалось, был предназначен для достижения единой теории.

Идея, лежащая в основе объединения строк, столь же проста, сколь и соблазнительна. С начала 20-го века фундаментальные составляющие природы моделировались как неделимые частицы — наиболее известные из них — электроны, кварки и нейтрино — которые можно изобразить как бесконечно малые точки, лишенные внутреннего механизма. Теория струн бросает вызов этому, предполагая, что в основе каждой частицы лежит крошечная вибрирующая нить, похожая на струну. И, согласно теории, различия между одной частицей и другой — их массы, электрические заряды и, что более эзотерически, их спиновые и ядерные свойства — возникают из-за различий в том, как вибрируют их внутренние струны.

Подобно тому, как звучные тона виолончели возникают из вибраций струн инструмента, коллекция природных частиц возникает из вибраций крошечных нитей, описанных теорией струн. Длинный список разрозненных частиц, обнаруженных за столетие экспериментов, будет преобразован в гармоничные «ноты», составляющие партитуру природы.

Самое приятное, что математика показала, что одна из этих банкнот обладает свойствами, в точности соответствующими свойствам «гравитона», гипотетической частицы, которая, согласно квантовой физике, должна переносить силу гравитации из одного места в другое. При этом мировое сообщество физиков-теоретиков оторвалось от своих расчетов. Впервые гравитация и квантовая механика играли по одним и тем же правилам. По крайней мере, в теории.

***

Я начал изучать математические основы теории струн в напряженный период весной и летом 1985 года. Я был не один. Как аспиранты, так и опытные преподаватели были увлечены тем, что теория струн могла стать тем, что некоторые называли «окончательной теорией» или «теорией всего». В переполненных аудиториях для семинаров и разговорах в пролетных коридорах физики предвкушали венчание нового порядка.

Но самый простой и важный вопрос вырисовывался передо мной. Верна ли теория струн? Объясняет ли математика нашу Вселенную? Описание, которое я дал, предполагает экспериментальную стратегию. Изучите частицы, и если вы увидите маленькие вибрирующие струны, все готово. В принципе, это хорошая идея, но пионеры теории струн поняли, что на практике она бесполезна. Математика подсчитала, что размер струн примерно в миллион миллиардов раз меньше, чем даже мельчайшие сферы, которые исследуют самые мощные в мире ускорители. За исключением создания коллайдера размером с галактику, струны, если они настоящие, ускользнули бы от обнаружения методом грубой силы.

Делая ситуацию еще более ужасной, исследователи обнаружили замечательный, но загадочный математический факт. Уравнения теории струн требуют, чтобы Вселенная обладала дополнительными измерениями помимо трех повседневных измерений — левое/правое, обратное/вперед и верхнее/нижнее. Приняв математику близко к сердцу, исследователи поняли, что их спины были прижаты к стене. Разберитесь в дополнительных измерениях — предсказании, которое сильно расходится с тем, что мы воспринимаем, — или отбросьте теорию.

Теоретики струн ухватились за идею, впервые появившуюся в начале 20-го века. Тогда теоретики поняли, что может быть два типа пространственных измерений: большие и протяженные, которые мы непосредственно ощущаем, и другие, крошечные и туго закрученные, слишком маленькие, чтобы их можно было обнаружить даже с помощью самого совершенного оборудования. Точно так же, как пространственная протяженность огромного ковра очевидна, но вы должны опуститься на руки и колени, чтобы увидеть круговые петли, составляющие его ворс, вселенная может иметь три больших измерения, по которым мы все свободно перемещаемся, но она также может имеют дополнительные измерения, настолько крошечные, что они находятся за пределами досягаемости нашего наблюдения.

В статье, представленной для публикации на следующий день после Нового 1985 года, квартет физиков — Филип Канделас, Гэри Горовиц, Эндрю Строминджер и Эдвард Виттен — продвинули это предложение еще на шаг вперед, превратив порок в добродетель. Они утверждали, что предположение о том, что дополнительные измерения ничтожно малы, не только объясняет, почему мы их не видели, но также может дать недостающий мост для экспериментальной проверки.

Струны настолько малы, что при вибрации они колеблются не только в трех больших измерениях, но и в дополнительных крошечных. И точно так же, как вибрационные паттерны воздуха, проходящего через валторну, определяются поворотами инструмента, вибрационные паттерны струн определяются формой дополнительных измерений. Поскольку эти колебательные модели определяют свойства частиц, такие как масса, электрический заряд и т. д. — свойства, которые могут быть обнаружены экспериментально, — квартет установил, что, если вы знаете точную геометрию дополнительных измерений, вы можете делать предсказания относительно результатов, которые могут быть получены в некоторых экспериментах. наблюдать.

Для меня расшифровка уравнений статьи была одним из тех редких математических вылазок, граничащих с духовным просветлением. То, что геометрия скрытых пространственных измерений может быть Розеттским камнем Вселенной, воплощающим тайный код фундаментальных составляющих природы, — что ж, это была одна из самых прекрасных идей, с которыми я когда-либо сталкивался. Это также играло на мою силу. Будучи математически ориентированным студентом-физиком, я уже приложил немало усилий для изучения топологии и дифференциальной геометрии — тех самых инструментов, которые необходимы для анализа математической формы многомерных пространств.

Итак, в середине 1980-х годов с небольшой группой исследователей из Оксфорда мы нацелились на получение предсказаний теории струн. В статье квартета была очерчена категория пространств с дополнительными измерениями, допускаемых математикой теории струн, и, что примечательно, было известно лишь несколько форм-кандидатов. Мы выбрали тот, который показался нам наиболее многообещающим, и предприняли изнурительные дни и бессонные ночи, наполненные трудными вычислениями в геометрии высших измерений и подпитываемые грандиозными мыслями о раскрытии глубочайших механизмов природы.

Окончательные результаты, которые мы нашли, успешно включали в себя различные установленные особенности физики элементарных частиц и поэтому заслуживали внимания (и, для меня, докторской диссертации), но были далеки от подтверждения теории струн. Естественно, наша группа и многие другие вернулись к списку разрешенных форм, чтобы рассмотреть другие возможности. Но список уже не был коротким. За месяцы и годы исследователи открыли все большие наборы форм, которые прошли математическую проверку, доведя число кандидатов до тысяч, миллионов, миллиардов, а затем, с открытиями, появившимися в середине 1990-х годов Джо Полчински, в такие большие числа, что их никогда не называли.

В противовес этому смущению богатством теория струн не предлагала указаний относительно того, какую форму выбрать. И поскольку каждая форма будет по-разному влиять на колебания струн, каждая из них приведет к различным наблюдаемым последствиям. Мечта об извлечении уникальных предсказаний из теории струн быстро угасла.

С точки зрения связей с общественностью, теоретики струн не были готовы к такому развитию событий. Подобно олимпийскому спортсмену, который обещает восемь золотых медалей, но выигрывает «только» пять, теоретики постоянно устанавливали планку настолько высоко, насколько это возможно. То, что теория струн объединяет общую теорию относительности и квантовую механику, является огромным успехом. То, что он делает это в рамках, способных охватить известные частицы и силы, делает успех более чем теоретически значимым. Стремление пойти еще дальше и однозначно объяснить подробные свойства частиц и взаимодействий — это, безусловно, благородная цель, но она лежит далеко за чертой, отделяющей успех от неудачи.

Тем не менее, критики, недовольные стремительным взлетом теории струн к господству, воспользовались случаем, чтобы возвестить о гибели теории, затуманив искреннее разочарование исследователей по поводу того, что они не достигли священной земли, необоснованным утверждением, что подход потерпел крах. Какофония стала еще громче после спорного поворота, сформулированного наиболее убедительно одним из отцов-основателей теории струн, физиком-теоретиком из Стэнфордского университета Леонардом Сасскиндом.

***

В августе 2003 года я сидел с Сасскиндом на конференции в Сигтуне, Швеция, и обсуждал, действительно ли он верит в новую точку зрения, которую излагает, или просто пытается встряхнуть ситуацию. «Мне нравится шевелить кастрюлю, — сказал он мне шепотом, изображая уверенность, — но я действительно думаю, что это то, о чем говорит нам теория струн».

Сасскинд утверждал, что если математика не идентифицирует одну конкретную форму как подходящую для дополнительных измерений, возможно, не существует ни одной правильной формы. То есть, возможно, все формы являются правильными в том смысле, что существует множество вселенных, каждая из которых имеет свою форму дополнительных измерений.

Тогда наша Вселенная была бы всего лишь одной из огромной коллекции, каждая из которых имела бы подробные характеристики, определяемые формой их дополнительных измерений. Почему же тогда мы находимся в этой вселенной, а не в какой-либо другой? Потому что форма скрытых измерений дает спектр физических характеристик, которые позволяют нам существовать. В другой вселенной, например, другая форма могла бы сделать электрон немного тяжелее или ядерное взаимодействие немного ослабить, сдвиги, которые привели бы к остановке квантовых процессов, приводящих в действие звезды, включая наше Солнце, прервав неустанный марш к жизни на Земле. Земля.

Каким бы радикальным ни было это предположение, оно было поддержано параллельным развитием космологического мышления, которое предполагало, что Большой взрыв, возможно, не был уникальным событием, а вместо этого был одним из бесчисленных взрывов, породивших бесчисленное множество расширяющихся вселенных, называемых Мультивселенной. Сасскинд предполагал, что теория струн дополняет это грандиозное космологическое развитие, украшая каждую из вселенных мультивселенной различной формой дополнительных измерений.

С теорией струн или без нее, мультивселенная — весьма спорная схема, и вполне заслуженно. Он не только перекраивает ландшафт реальности, но и смещает научные цели. На вопросы, которые когда-то казались глубоко загадочными — почему числа природы, от массы частиц до сил взаимодействия и энергии, наполняющей пространство, имеют именно те значения, которые они имеют? Детальные особенности, которые мы наблюдаем, больше не были бы универсальными истинами; вместо этого они были бы локальными подзаконными актами, продиктованными особой формой дополнительных измерений в нашем уголке мультивселенной.

Большинство физиков, в том числе теоретики струн, согласны с тем, что Мультивселенная — это крайний вариант. Тем не менее, история науки также убедила нас не отвергать идеи только потому, что они противоречат ожиданиям. Если бы у нас была такая возможность, наша самая успешная теория, квантовая механика, описывающая реальность, управляемую совершенно особыми волнами вероятности, была бы похоронена в мусорном баке физики. Как сказал лауреат Нобелевской премии Стивен Вайнберг, Вселенной нет дела до того, что делает физиков-теоретиков счастливыми.

***

Этой весной, после почти двухлетней модернизации, Большой адронный коллайдер с треском вернется к жизни, сталкивая протоны с почти вдвое большей энергией, чем в предыдущих запусках. Просеивая обломки с помощью самых сложных из когда-либо созданных детекторов, исследователи будут искать доказательства чего-либо, что не вписывается в испытанную в боях «Стандартную модель физики элементарных частиц», чье окончательное предсказание, бозон Хиггса, было подтверждено незадолго до этого. машина ушла на перерыв. Хотя вполне вероятно, что модернизированная машина все еще слишком слаба, чтобы видеть сами струны, она может дать подсказки, указывающие направление теории струн.

Многие исследователи связывают свои надежды с открытием нового класса так называемых «суперсимметричных» частиц, возникающих из строго упорядоченных математических уравнений теории струн. Сигналы других коллайдеров могут показывать намёки на внепространственные измерения или даже свидетельства существования микроскопических чёрных дыр — возможность, возникающая из-за экзотического подхода теории струн к гравитации на крошечных расстояниях.

Хотя ни одно из этих предсказаний нельзя с полным основанием назвать неопровержимым доказательством — их включают и различные неструнные теории, — положительная идентификация была бы наравне с открытием частицы Хиггса и, мягко говоря, установила бы мир физики в огне. Чаша весов склонится в сторону теории струн.

Но что произойдет в том случае (вероятно, по мнению некоторых), что коллайдер не даст ни отдаленно нитевидных сигнатур?

Экспериментальные данные являются окончательным арбитром правильного и неправильного, но ценность теории также оценивается по глубине влияния, которое она оказывает на смежные области. По этому показателю теория струн зашкаливает. Десятилетия анализа, наполнившие тысячи статей, оказали огромное влияние на широкий спектр исследований, охватывающих физику и математику. Возьмем, к примеру, черные дыры. Теория струн разрешила неприятную загадку, идентифицировав микроскопические носители их внутреннего беспорядка, особенности, обнаруженной в 19 веке.70-х Стивен Хокинг.

Оглядываясь назад, я рад тому, как далеко мы продвинулись, но разочарован тем, что связь с экспериментом все еще ускользает от нас. В то время как мои собственные исследования перешли от высокоматематических набегов на межпространственные тайны к более прикладным исследованиям космологических открытий теории струн, теперь я питаю лишь скромную надежду на то, что эта теория будет противостоять данным при моей жизни.

Несмотря на это, теория струн остается сильной. Его способность органично сочетать общую теорию относительности и квантовую механику остается главным достижением, но очарование еще глубже. В его величественной математической структуре прилежный исследователь найдет все лучшие идеи, тщательно разработанные физиками за последние несколько сотен лет. Трудно поверить, что такая глубина прозрения случайна.

Мне нравится думать, что Эйнштейн смотрел бы на путешествие теории струн и улыбался, наслаждаясь замечательными геометрическими особенностями теории, чувствуя родство с попутчиками на долгом и извилистом пути к объединению. Тем не менее, наука мощно самокорректируется. Если десятилетия пройдут без экспериментальной поддержки, я полагаю, что теория струн будет поглощена другими областями науки и математики и постепенно потеряет свою уникальную идентичность. Тем временем, безусловно, потребуются энергичные исследования и большая доза терпения. Если экспериментальное подтверждение теории струн не за горами, будущие поколения будут оглядываться на нашу эпоху как на время, когда у науки хватило смелости взрастить замечательную и сложную теорию, что привело к одному из самых глубоких шагов к пониманию реальности.

Примечание редактора: веб-заголовок был изменен, чтобы лучше отражать содержание статьи.

Рекомендуемые видео

Осмысление теории струн

Общая теория относительности Альберта Эйнштейна дала физикам как лучшее понимание гравитации, так и новые вопросы, оставшиеся без ответа. Хотя это был новаторский подход, он не мог описать гравитацию как непротиворечивую квантовую теорию или теорию, которая успешно описывает все силы природы. До сих пор мечта Эйнштейна о том, чтобы связать гравитацию с электромагнетизмом, а также сильное и слабое ядерное взаимодействие в единую структуру, еще не реализована.

Двое ученых позже предложили идею, согласно которой гравитация и электромагнетизм могут возникнуть из одного и того же теоретического подхода, но только с дополнительными измерениями в уравнениях. Хотя их теория была слишком простой, чтобы полностью описать Вселенную, их идея «компактификации» измерений в конечном итоге стала основой исследований теории струн.

Физики из Пенсильванского университета опубликовали статью с «квадриллионом» решений теории струн, каждое из которых описывает гипотетическую вселенную с теми же частицами и фундаментальными силами, что и наша собственная. Penn Today встретилась с соавторами Мирьям Цветич, Лин Лин и Муян Лю, чтобы узнать больше о том, что означают эти решения, как физики используют крошечные струны для объяснения физических явлений и как область теоретической физики будет развиваться в будущем. .

Что, вообще говоря, представляет собой теория струн и как эта теория возникла?

Cvetic: Чтобы понять, как работает природа, мы хотим понять происхождение фундаментальных сил природы. И в этом контексте мы объясняем физику элементарных частиц с точки зрения квантово-механических явлений. Физика элементарных частиц согласуется с квантовой механикой, но у нас также есть теория гравитации, которую мы хотим описать в терминах квантовых явлений, и здесь все становится сложнее.

Лин: Похоже, у людей, которые изобрели гравитацию, был другой язык, чем у людей, которые изобрели квантовую механику.

Cvetic: Это основной мотив теории струн: изначально задуманная как описание сильного ядерного взаимодействия, люди поняли, что она позволяет квантовое описание гравитации. То, как мы идентифицируем квантовые частицы в теории струн, включая квантовые частицы гравитации, — это вибрации, возбуждения крошечных струн. Теория струн как непротиворечивая квантовая теория живет не в трех пространственных/одновременных измерениях, а в 10 измерениях. Итак, мы имеем дело с идеей компактификации шести дополнительных измерений, а именно уменьшения их до малых размеров. Хотя эти измерения невидимы для нас, они все же могут быть исследованы микроскопическими струнами и влиять на их поведение.

Но здесь есть побочный эффект: сокращение дополнительных измерений позволяет нам начать описывать физику элементарных частиц. Мы наблюдаем не только квантовую частицу гравитации, но и квантовую частицу, скажем, электромагнитных взаимодействий, которую мы называем фотоном.

В каком-то смысле вы скажете: «О, черт возьми, дополнительные измерения, вот в чем проблема», но эти дополнительные измерения также естественным образом порождают типы взаимодействий в четырех измерениях, отличные от гравитации, о которых мы не просили в начале. В зависимости от геометрических форм дополнительных измерений мы можем отождествить эти взаимодействия с другими силами природы, такими как электромагнетизм и ядерные силы.

В нашем нынешнем понимании эти силы описываются так называемой стандартной моделью физики элементарных частиц, но она не включает гравитацию. И именно здесь теория струн становится интересной областью исследований.

Каковы трудности окончательной реализации мечты Эйнштейна об объединении других сил с гравитацией?

Лин: Если подумать о музыке, это как если бы кто-то изобрел нотную запись, но на самом деле мы наблюдаем в эксперименте конкретное произведение. Проблема в том, что у нас нет хорошая система, которая позволяет нам записывать то, что мы наблюдаем в экспериментах, или, используя ту же аналогию, то, что мы слушаем в концертном зале, используя имеющуюся у нас систему.

Это похоже на то, как наши ноты могут различать полутоновые шаги, но есть и другая музыка, в которой интонационные приращения более тонкие. Таким образом, наши нынешние ноты никогда не смогут отразить это, и, если есть конкретная пьеса с такими изменениями, как мы можем их зафиксировать?

Теория струн пытается предложить новую систему записи музыки, новую систему записи теорий квантовой гравитации. Но это не просто система записи того, что мы знаем о нашем мире, потому что мы даже не знаем всех особенностей, которые стоит записывать.

У нас есть несколько подсказок, какие конкретные функции должна предоставлять наша система, и то, что мы пытаемся сделать, — это изучить более технические аспекты, например, действительно ли такие математические инструменты помогают нам в захвате функций стандартной модели.

Ваша статья основывалась на методах F-теории теории струн. Каковы преимущества этого подхода и что на самом деле означает наличие квадриллиона решений?

Cvetic: Прелесть этого режима теории струн в том, что мы можем описать его свойства в терминах геометрии: форма этого дополнительного компактного пространства, насколько оно уникально, как оно определяет свойства частиц в трехмерном пространстве. /одно временное измерение. Таким образом, для определенных свойств, в частности для получения частиц стандартной модели, сила геометрии помогла нам найти примеры, когда мы можем сопоставить ее с музыкой стандартной модели.

Лин: Квадриллионы решений связаны с вопросом о том, насколько особенна наша Вселенная, Стандартная модель и явления физики элементарных частиц, которые мы наблюдаем в том, что мы называем струнным ландшафтом. С точки зрения физики элементарных частиц люди думают, что если я изменю некоторые параметры стандартной модели, наш мир сильно изменится, так что он в каком-то смысле особенный.

В теории струн есть такая замечательная особенность, что все представлено дискретными числами, так что мы можем посчитать, сколько существует решений. Мы показываем, что да, стандартная модель особенная, но в рамках теории струн она может быть реализована разными способами.

Каковы трудности вашей работы и куда вы пойдете дальше?

Cvetic: Для непротиворечивости конструкции из теории струн опираются на то, что называется суперсимметрией. Мы включаем суперсимметрию, потому что это технический инструмент, который нам нужен для получения этих свойств, но он может быть нарушен при больших энергиях. Это важный вопрос, потому что люди хотели бы во всех деталях сопоставить наши конструкции с экспериментальными ограничениями, где мы не наблюдаем суперсимметрии при низких энергиях, поэтому нам потребуется рассмотреть эти вещи более подробно.

Линь: Это одна из концептуальных проблем теории струн. Если кто-то построит новый детектор и обнаружит эти дополнительные частицы, связанные с суперсимметрией, с более высокими энергиями, чем те, которые мы в настоящее время достигаем в экспериментах, это будет прогрессом в экспериментальной части, который может нам очень помочь. С другой стороны, отсутствие наблюдения суперсимметрии в ближайшем будущем не означает, что теория струн неверна. Это просто означает, что нам нужно разработать новые фреймворки и методы для улучшения нашего инструментария.

С точки зрения того, что делать с этими квадриллионами примеров, это не просто то, что нужно выставить в музей, вы действительно можете использовать эти примеры для проверки новых концептуальных основ и вычислительных методов в теории струн. У кого-то еще могут быть какие-то идеи, например, как нарушить суперсимметрию, и теперь, когда у нас есть этот огромный ансамбль для изучения этих идей, и он настолько велик, что вы даже можете подумать об использовании методов больших данных.

Как будто вы производите кучу автомобилей, и даже если вы просто разбиваете их о стену, чтобы проверить, работают ли ваши подушки безопасности, они все равно приносят некоторую пользу.

Что вас продолжает волновать и вдохновлять в этой области исследований?

Cvetic: Я думаю, что одной из сильных сторон работы Пенна является то, что мы задаем теоретические вопросы, актуальные для наших коллег в экспериментальной физике высоких энергий. Так что, с одной стороны, вопросы, которые мы задаем, относятся к вещам, которые экспериментаторы высоких энергий проверяют на коллайдерах, а с другой стороны, мы используем методы формальной теории струн, которые тесно связывают нас с нашими коллегами из математического отдела.

Lin: Что мне кажется интересным в том, что мы делаем, и, в более широком смысле, в том, что предлагает теория струн, так это идея двойного описания одних и тех же явлений, которая внезапно делает некоторые аспекты более понятными. Подобные идеи витали в теоретической физике, но именно теория струн сделала это понятие двойственности гораздо более актуальным. Эти идеи, например, повлияли на работы по конденсированным веществам, которые не имеют непосредственной связи с теорией струн.

А если подумать с точки зрения математика, очень интригует то, что внезапно, после столетий, когда математики давали инструменты физикам, мы оказались на этапе, когда можем использовать нашу интуицию, чтобы указывать математикам, что делать. Это беспрецедентно в истории науки, что физика теперь направляет математику.

Лю:  Это взаимодействие между физикой и математикой особенно захватывает меня в F-теории. Мощный словарь между понятиями фундаментальной теоретической физики и красивой абстрактной математики позволяет нам переводить многие сложные вопросы, которые интригуют физиков, в разрешимые вопросы геометрии. И наоборот, наша физическая интуиция может открывать новые теоремы, которые трудно доказать в чисто математических условиях.

Cvetic: Я думаю, что F-теория потрясающая. Но понять на более глубоком уровне — это все равно, что открыть что-то за пределами квантовой гравитации или теории струн. Я думаю, что, в частности, важная роль геометрии в теории струн и в более общем плане в теоретической физике привела к огромному концептуальному прогрессу, и мы, возможно, только царапаем верхушку айсберга некоторых из этих фундаментальных идей.

Мирьям Цветич — профессор Фэй Р. и Юджин Л. Лангберг в 9-м0228 Факультет физики и астрономии в Школе искусств и наук в Пенсильванском университете .

Линг Лин — научный сотрудник факультета физики и астрономии Школы искусств и наук Университета Пенсильвании .

Муян Лю — аспирант 9-го0228 Факультет физики и астрономии в Школе искусств и наук в Пенсильванском университете .

• Эрика К. Брокмайер
  Писатель

25 апреля 2019 г.

• Физика

• Школа искусств и наук

Что такое теория струн? | Живая наука

Теория струн — это передовая идея о том, что все элементарные частицы на самом деле представляют собой крошечные колеблющиеся петли струны.
(Изображение предоставлено: Роберт Сприггс | Shutterstock )

Теория струн — это попытка объединить два столпа физики 20-го века — квантовую механику и теорию относительности Альберта Эйнштейна — с всеобъемлющей структурой, которая может объяснить всю физическую реальность. Он пытается сделать это, постулируя, что частицы на самом деле являются одномерными, похожими на струны объектами, чьи вибрации определяют свойства частиц, такие как их масса и заряд.

Эта парадоксальная идея была впервые разработана в 1960-х и 1970-х годах, когда струны использовались для моделирования данных, поступающих с субатомных коллайдеров в Европе, согласно веб-сайту о теории струн, созданному Оксфордским университетом и Британским королевским обществом. Струны предоставили изящный математический способ описания сильного взаимодействия, одного из четырех фундаментальных взаимодействий во Вселенной, которое удерживает вместе атомные ядра. [8 способов увидеть теорию относительности Эйнштейна в реальной жизни]

Тема оставалась второстепенной в течение многих лет, пока в 1984 году не произошла «революция в теории струн», когда теоретики Майкл Грин и Джон Шварц вывели уравнения, показывающие, как струны избегают некоторых несоответствий, мешающих моделям, описывающим частицы как точечные объекты, согласно Кембриджский университет.