Самые быстрые объекты во вселенной: Астрофизики обнаружили самый быстрый объект в Галактике |

Содержание

Самый быстрый объект во вселенной. Самые быстрые звезды во вселенной могут набирать скорость света. Самый быстрый серийный автомобиль

Хотя человечество, конечно же, достигло впечатляющих высот, мы всё ещё остаёмся мальками по сравнению с масштабами Вселенной. Космические объекты могут с лёгкостью обойти «самые-пресамые вещи» в любой категории.

Общая теория относительности Эйнштейна скрывает за собой несколько утверждений. Среди этих скрытых выводов присутствует тот факт, что свет не всегда идёт по прямой линии. Само пространство, в котором распространяется свет, выгибается вокруг любого объекта, обладающего массой. Чем массивнее объект, тем сильнее искривляется пространство. Это значит, что когда свет проходит мимо, например звезды, он изогнётся в сторону звезды и изменит направление. Результатом является эффект известный как кольца Эйнштейна. Если космическое тело излучает свет во все стороны, находясь позади массивного объекта, весь свет изогнётся в сторону массивного объекта и для наблюдателя по другую сторону тела сформируется иллюзия кольца.

Самая крупная космическая линза за историю наблюдения обладает запоминающимся названием MACS J0717.5+3745. Это самое крупное скопление галактик, описывающееся как «космический смертельный бой», расположенный в 5,4 миллиарда световых лет от Земли. Этот эффект линзы полезен в изучении объектов Вселенной, обладающих массой, но не излучающей энергию. Нам просто надо найти эффект линзы в тех областях, где не существует обычной материи, которая бы объяснила появление эффекта. Учёные смогли применить кольца Эйнштейна в J0717.5+3745 для того, чтобы определить скопления тёмной материи, и создали изображение, где лишняя масса обозначается дополнительным цветом.

9. Самая мощная вспышка рентгеновского излучения

Самая мощная вспышка рентгеновского излучения была замечена телескопом НАСА Swift в июне 2010 года. Вспышка, произошедшая в пяти миллиардах световых лет от нас, была достаточно мощной, чтобы спутник получил столько данных, что его программное обеспечение просто отказало. Один из учёных, работавших над проектом, описал произошедшее: «это всё равно, что пытаться при помощи ведра и дождемера измерить мощь цунами».
Вспышка была в 14 раз мощнее самого сильного пост
оянного источника рентгеновского излучения в небе, но этим источником является нейтронная звезда, расположенная в 500 000 ближе к Земле. Причиной мощной вспышки являлось падение звезды в чёрную дыру, хотя учёные не ожидали, что при таком сценарии может возникнуть настолько сильный выброс излучения. Интересно то, что хотя рентгеновское излучение зашкаливало, уровень остальных типов излучения держался в пределах нормы.

8. Самый мощный магнит

Титул самого сильного магнита в космосе принадлежит нейтронной звезде SGR 0418+5729, открытой Европейским Космическим Агентством (European Space Agency) в 2009 году. Учёные применили новый подход к обработке рентгеновского излучения, позволивший им исследовать магнитное поле под поверхностью звезды. Сами ЕКА описали своё открытие «магнитным монстром».

Магнетары достаточно малы — всего по 20 километров в диаметре. По размерам один из них можно было бы даже поместить на Луну. Но лучше бы этого не делать — даже с такого расстояния магнитное поле было бы настолько мощным, что на Земле бы останавливались поезда. К счастью, этот магнетар находится в 6500 световых лет от нас.

7. Мегамазеры

Лазер принес нам за последние несколько десятилетий много пользы, так что не стоит удивляться, что всю отличную репутацию получил именно он. Его двоюродный брат, находящийся чуть дальше по спектру, называется мазером, но, по сути, является почти тем же, за исключением того, что свет заменён микроволнами. Самый мощный лазер, сделанный рукой человека, для сравнения достиг мощности 500 триллионов ватт. Вселенная считает это какой-то тусклой свечой, ведь в космосе существуют мазеры мощностью в ноннилион ватт. В числах, названия которых вы слышали, это миллион триллионов триллионов — мощность в 10 000 раз превышающая возможности нашего Солнца.

Мазер появляется благодаря квазарам, являющихся большими дисками материи, сталкивающихся с массивными центральными чёрными дырами далёких галактик. Как ни странно, источником самых мощных мазеров является вода. Молекулы воды в квазаре сталкиваются друг с другом, излучая микроволны и заставляя соседей делать то же самое. Эта цепная реакция усиливает сигнал, помогая ему достичь состояния мазера, который мы можем увидеть. Мазер квазара MG J0414+0534 был зарегистрирован в 2008 году и послужил доказательством существования воды в 11,1 миллиарда световых лет от нас.

6. Самые старые объекты за всю историю наблюдения

Возраст Вселенной составляет 6 000 лет, плюс-минус 13,7 миллиарда лет. Самым старым объектом, чей возраст мы можем оценить напрямую, является HE 1523-0901 — звезда в нашей галактике. Измерение возраста звезды производится при помощи радиоизотопного анализа, примерно тем же образом, который применяется для измерения возраст человеческих артефактов. Только элементы с долгим периодом полураспада, например уран или торий, могут существовать на протяжении такого долгого отрезка времени. В ходе исследования, проведённого Европейской южной обсерваторией, было применено шесть методов оценки возраста звезды, подтвердивших, что звезде 13,2 миллиардов лет.

Существуют и другие объекты, чей возраст мы не можем измерить точно, а только предположить. Некоторые из них по предположениям являются ещё более старыми. HD 140283, известная также под неофициальным названием «Звезда Мафусаила» (Methuselah star), является звездой, которая давно озадачивает учёных. Изначальная оценка её возраста показала, что звезда является старее самой Вселенной. Более точные измерения, которые позволил произвести телескоп Хаббл, снизили число с 16 миллиардов лет до примерно 14,5 миллиардов — возраст который примерно совпадает с возрастом Вселенной.

5. Самые быстровращающиеся предметы

Учёные недавно создали самый быстровращающийся объект, вращающийся со скоростью 600 миллионов оборотов в секунду. Это впечатляет, но ширина объекта составляла всего 4 миллионных метра, так что его поверхность двигалась со скоростью 7500 метров в секунду. На первый взгляд это быстро (не на первый взгляд тоже), но это ничто по сравнению с тем, что готов показать нам космос.

VFTS 102 является самой быстровращающейся звездой среди открытых человеком, и её поверхность движется со скоростью в 440 000 метров в секунду. Она расположена в 160 000 световых лет от нас в туманности с прикольным названием «Тарантул», в одной из соседних нам галактик. Астрономы считают, что у звезды была частью двойной звезды, но её «напарница» превратилась в сверхновую, придав выжившей VFTS 102 сильный вращательный момент.

4. Галактики-рекордсмены

Если вы не почерпнули ваши знания о физике из фильмов с участием Уилла Смита, вы знаете, что все галактики достаточно большие. Наш Млечный Путь, например, в ширину составляет 100 000 световых лет. В IC 1101, самую большую обнаруженную галактику, можно было бы вместить 50 Млечных Путей. Впервые её заметил Уильям Гершель (William Herschel) в 1790 году, и на данный момент мы знаем, что она расположена в миллиарде световых лет от нас. Это огромное расстояние, но и в подмётки не годится рекордсмену по самому большому расстоянию от нас.

Самой далёкой обнаруженной галактикой является z8_GND_5296, расположенная в 30 миллиардах световых лет от Земли. Галактика образовалась спустя 700 миллионов лет после образования самой Вселенной (фактически, галактику, которую мы видим на данный момент это её далёкое прошлое). Эта галактика также примечательна высоким уровнем образования в ней звёзд, который в 100 раз больше показателя Млечного Пути. Следующее поколение космических телескопов позволит нам заглянуть ещё дальше в прошлое — и взглянуть на одни из самых первых звёзд, сформировавшихся во Вселенной.

3. Самая холодная звезда

Существует множество слов, которыми можно описать звезду — горячая, большая, яркая, очень горячая, очень большая и так далее. И всё же звёзды не всегда соответствуют нашим ожиданиям. Самый холодный класс звезды, коричневые карлики, на самом деле достаточно холодны. WISE 1828+2650 — коричневый карлик в созвездии Лира, температура поверхности которого составляет 25 градусов Цельсия, что на 10 градусов ниже чем у человека с гипотермией. Зачастую её называют «неудавшаяся звезда» — ей не хватило массы для «зажигания», когда она сформировалась.

Такие тусклые звёзды нельзя найти в видимом излучении. Часть WISE названия звезды происходит от Wide-Field Infrared Survey Explorer (Широкоугольный инфракрасный обзорный исследователь). НАСА использует WISE для обнаружения коричневых карликов и исследовании момента их образования, который можно заметить только в инфракрасном излучении. С момента запуска WISE в декабре 2009 года аппарат обнаружил более 100 коричневых карликов.

2. Самый быстрый метеорит

Если вы случайно были в Калифорнии 22 апреля 2012 года, вы могли наблюдать падение удивительного метеорита, закончившего своё путешествие в районе бывшей лесопилки Саттера (Sutter’s Mill). Увидеть падение метеорита это всегда прикольно, но огненный шар, пролетевший над хребтом Сьерра-Невада в тот день, был особенным — это самый быстрый метеорит за всю историю. Он двигался на скорости 103 тысячи километров в час, превышающей в два раза скорость самой быстрой нашей ракеты.

Учёные собрали информацию из нескольких источников, включая метеорологический радиолокатор, видео и фотографии на которых запечатлен метеорит. Это позволило им произвести триангуляцию его траектории и узнать не только его скорость, но и его отправную точку. Они даже смогли высчитать его орбиту. До того, как он врезался в Землю, метеорит долетел до Юпитера. Газовая планета, скорее всего, «выстрелила» им в нас.

Метеорит был интересен и по другим причинам. Он состоял из каменноугольного хондрита — достаточно редкого вещества. Метеориты с хондритовой структурой называют «капсулами времени», так как они почти не изменялись с момента своего образования в ранней солнечной системе, 4,5 миллиарда лет назад. Учёные обычно могут следить за объектами в небе без того, чтобы знать, из чего они сделаны, или изучать метеорит в лаборатории, не зная, откуда он прилетел. Геолог из австралийского университета Кёртина (Curtin University) утверждает, что такая полная информация «очень помогает в изучении метеорита».

1. Самые быстрые орбиты

Системы двойных звёзд — когда две звезды вращаются вокруг общего центра масс — довольно распространены. У некоторых из них даже есть планеты, а также существует система, в которой шесть звёзд двигаются по общей орбите. Однако некоторые из них двигаются очень и очень быстро.

Самое быстрое движение двух обычных звёзд друг вокруг друга наблюдается в системе под названием HM Cancri. Эти два белых карлика — мёртвые остатки звёзд, похожих на наше Солнце — находятся на расстоянии в три Земли друг от друга. Они двигаются в пространстве со скоростью в 1,8 миллиона километров в час, брызгая друг на друга горячей материей и высвобождая большое количество энергии. На прохождение всей орбиты им требуется всего шесть минут.

Были обнаружены и более необычные парочки, двигающиеся ещё быстрее. Учёные обнаружили чёрную дыру под названием MAXI J1659-152, которая формирует парную систему с красным карликом, размеров всего в 20% Солнца. Чёрная дыра двигается по орбите сравнительно медленно, всего лишь 150 000 километров в час. Его напарник, однако, летает на скорости 2 миллиона километров в час. Красный карлик расположен дальше от общего центра гравитации (в противном случае они бы уже столкнулись), но постоянно теряет свою материю и со временем полностью исчезнет.

Текущий рекорд скорости движения среди двойных звёзд принадлежит умирающей звезде, вращающейся вместе с суперплотной нейтронной звездой. Нейтронная звезда, конечно же, медленнее, но обладает фантастическим названием «пульсар — чёрная вдова» (менее интересное название звучит как PSR J1311-3430). Её скорость в 13 тысяч километров в час достаточно низка — Земля двигается вокруг Солнца в восемь раз быстрее. Напарник пульсара, однако, движется за двоих, разогнавшись до 2,8 миллионов километров в час.

Название «чёрная вдова» было дано пульсару из-за поведения самок чёрной вдовы, которые сжирают самца после спаривания. Пульсар выпускает в умирающую звезду столько излучения, что буквально испаряет её. Со временем, нейтронная звезда полностью уничтожит свою напарницу. Так что, хотя система двойных звёзд из HM Cancri занимает всего третью строчку по скорости своего движения, мы вынуждены признать, что отношения у них самые «здоровые».

Наша вселенная настолько огромна, что осознать всю ее сущность чрезвычайно сложно. Мы можем попытаться мысленно объять ее необъятные просторы, но каждый раз наше сознание барахтается лишь на поверхности. Сегодня мы решили привести некоторые интригующие факты, которые, вероятно, вызовут недоумение.

Когда мы смотрим в ночное небо, мы видим прошлое

Первый же представленный факт способен поразить воображение. Когда мы смотрим на звезды в ночном небе, мы видим свет звезд из прошлого, свечение, путешествующее в пространстве многие десятки и даже сотни световых лет, прежде чем достигнуть человеческого глаза. Иными словами, всякий раз, когда человек бросает взгляд на звездное небо, он видит то, как светила выглядели когда-то раньше. Так, наиболее яркая звезда Вега находится от Земли на расстоянии 25 световых лет. И тот свет, что мы видели сегодня ночью, эта звезда оставила 25 лет назад.

В созвездии Ориона есть примечательная звезда Бетельгейзе. Она находится на расстоянии 640 световых лет от нашей планеты. Поэтому, если мы взглянем на нее сегодня ночью, то увидим свет, оставленный во время Столетней войны между Англией и Францией. Однако другие звезды находятся еще дальше, следовательно, глядя на них, мы соприкасаемся с еще более глубоким прошлым.

Телескоп «Хаббл» позволяет оглянуться на миллиарды лет назад

Наука постоянно развивается, и теперь у человечества есть уникальная возможность рассматривать очень удаленные объекты во Вселенной. И все благодаря замечательной инженерной разработке НАСА телескопу «Хаббл» со сверхглубоким полем. Именно благодаря этому лабораториям НАСА удалось создать некоторые невероятные образы. Так, с помощью изображений с этого телескопа в период с 2003 по 2004 год был отображен крошечный участок неба, содержащий 10 000 объектов.

Невероятно, но большинство из отображенных объектов — это молодые галактики, выступающие как портал в прошлое. Глядя на полученное изображение, люди переносятся на 13 млрд. лет назад, что всего лишь на 400-800 млн. лет позже Большого взрыва. Именно он с научной точки зрения и заложил начало нашей Вселенной.

Отголоски Большого взрыва проникают в старый телевизор

Для того чтобы уловить космическое эхо, существующее во Вселенной, нам потребуется включить старый ламповый телевизор. В тот момент, пока мы еще не настроим каналы, мы увидим черно-белые помехи и характерный шум, щелчки или потрескивания. Знайте, что на 1% эта помеха состоит из космического фонового излучения, последствий послесвечения Большого взрыва.

Стрелец В2 — это гигантское облако алкоголя

Недалеко от центра Млечного Пути, на расстоянии 20 000 световых лет от Земли, существует молекулярное облако, состоящее из газа и пыли. Гигантское облако содержит 10 в 9 степени миллиардов литров винилового спирта. Обнаружив эти важные органические молекулы, ученые получили некоторые подсказки первых строительных блоков жизни, а также их производных веществ.

Существует планета-алмаз

Астрономы обнаружили самую большую планету-алмаз в нашей галактике. Названа эта массивная глыба кристаллического алмаза Люси, в честь одноименной песни Биттлз о небесах с бриллиантами. Планета Люси обнаружена на расстоянии 50 световых лет от Земли в созвездии Центавра. Диаметр гигантского алмаза составляет 25 000 миль, что намного больше Земли. Вес планеты оценивается в 10 млрд. триллионов карат.

Путь солнца вокруг Млечного пути

Земля, а также другие объекты солнечной системы вращаются вокруг Солнца, в то время как наше светило, в свою очередь, совершает оборот вокруг Млечного пути. Для того, чтобы замкнуть один оборот, Солнцу требуется 225 миллионов лет. Знаете ли вы, что последний раз наше светило было в своем нынешнем положении в галактике, когда на Земле начался распад супер континента Пангеи, и динозавры начали свое развитие.

Самая большая гора Солнечной системы

На Марсе существует гора под названием Олимп, являющаяся гигантским щитовым вулканом (аналогом вулканов, обнаруженных на Гавайских островах). Высота объекта — 26 километров, а его диаметр простерся на 600 километров. Для сравнения: Эверест, самая большая вершина Земли, в три раза меньше, чем его аналог с Марса.

Вращение Урана

Знаете ли вы, что Уран вращается относительно Солнца практически «лежа на боку», в отличие от большинства других планет, имеющих меньшее отклонение оси? Такое гигантское отклонение приводит к очень длинным сезонам, где каждый полюс получает примерно 42 года непрерывного солнечного света летом и аналогичное время вечной темноты зимой. Последний раз летнее солнцестояние наблюдалось на Уране в 1944 году, зимнее ожидается лишь в 2028 году.

Особенности Венеры

Венера — самая медленно вращающаяся планета в Солнечной системе. Она вращается так медленно, что полный оборот занимает больше времени, чем прохождение по орбите. Это значит, что день на Венере фактически длится дольше, чем ее год. Эта планета также является пристанищем для постоянных электронных штормов с высокими показателями СО2. Также Венера окутана облаками серной кислоты.

Самые быстрые объекты во Вселенной

Считается, что быстрее всего во Вселенной вращаются нейтронные звезды. Пульсар — это особый тип нейтронной звезды, излучающий импульс света, скорость которого и позволяет астрономам измерить скорость вращения. Самое быстрое вращение зафиксировано у пульсара, который совершает вращение более чем на 70 000 километров в секунду.

Сколько весит ложка нейтронной звезды?

Наряду с невероятно высокой скоростью вращения, нейтронные звезды обладают повышенной плотностью своих частиц. Так, по оценкам специалистов, если бы мы могли собрать одну столовую ложку вещества, сконцентрированного в центре нейтронной звезды, а затем ее взвесили, то полученная масса равнялась бы приблизительно одному миллиарду тонн.

Есть ли жизнь за пределами нашей планеты?

Ученые не оставляют попыток выявить разумную цивилизацию в любом другом, кроме Земли, месте во Вселенной. Для этих целей разработан специальный проект под названием «Поиск внеземного разума». Проект включает в себя исследование наиболее перспективных планет и спутников, таких как Ио (спутник Юпитера). Существуют предпосылки, что там могут быть обнаружены доказательства примитивной жизни.

Также ученые рассматривают теорию того, что жизнь на Земле могла произойти более чем один раз. Если это будет доказано, то перспективы касательно других объектов во Вселенной будут более чем интригующими.

В нашей галактике 400 миллиардов звезд

Несомненно, Солнце имеет большое значение для нас. Это источник жизни, источник тепла и света, источник энергии. Но это всего лишь одна из многих звезд, населяющих нашу галактику, центром которой является Млечный путь. По последним оценкам в нашей галактике насчитывается более 400 миллиардов светил.

Также ученые ищут разумную жизнь среди 500 миллионов планет, вращающихся вокруг других звезд, со схожими с Землей показателями удаленности от Солнца. За основу исследований берется не только удаленность от светила, но и показатели температурного режима, наличие воды, льда или газа, правильная комбинация химических соединений и другие формы, способные построить жизнь, такую же, как на Земле.

Заключение

Итак, во всей галактике существует 500 миллионов планет, где потенциально может существовать жизнь. Пока еще эта гипотеза не имеет конкретных доказательств и основана только на предположениях, однако и опровергнуть ее также нельзя.

Сейчас мы узнаем не о каком то автомобиле или самолете, а о чем то намного и намного быстром. Эти объекты движутся со скоростью 70 тысяч километров в час, быстрее всех рукотворных и природных объектов на Земле

Вот что это такое…

Все сверхпроводники обладают необычным свойством — они «не любят» магнитное поле и стремятся вытолкнуть его наружу, если линии этого поля с ними контактируют. Если сила поля превышает определенное значение, сверхпроводник резко теряет свои свойства и становится «обычным» материалом.

Этот феномен, который , работает неодинаково в разных сверхпроводниках. В сверхпроводниках первого рода магнитное поле не может существовать в принципе, а в их «собратьях» второго рода магнитное поле может проникать на небольшие расстояния в тех точках, где сочетаются сверхпроводящие и несверхпроводящие свойства.

Феномен открыл в 1957 году советский физик Алексей Абрикосов, за что он, а также Виталий Гинзбург и Энтони Леггет получили в 2003 году Нобелевскую премию по физике. Этот же феномен «частичного проникновения» магнитных полей порождает внутри сверхпроводника «воронки», кольцевые электрические токи, которые называют «вихрями Абрикосова».

Квантовый характер этих вихрей, а также их стабильность и предсказуемость давно привлекают внимание физиков, пытающихся создать квантовые или световые компьютеры.

Эмбон и его коллеги из Израиля, Украины и США получили первые снимки вихрей Абрикосова, возникающих внутри сверхпроводника. Чтобы получить фотографии, израильские физики создали сверхчувствительный датчик магнитного поля на базе сверхпроводников, способный «видеть» источники магнитных полей размерами в 50 нанометров и регистрировать изменения силы полей и их направленности.

Датчик ученые использовали для наблюдений за тем, что происходит внутри пленки из свинца, охлажденной до температуры, близкой к абсолютному нулю. В таких условиях свинец превращается в сверхпроводник второго рода, что позволило Эмбону и его коллегам проследить за тем, как воронки ускоряют бег с ростом напряжения.

Когда ученые получили первые результаты замеров, они не поверили глазам — воронки двигались с необычайно высокой скоростью, около 72 тысячи километров в час.

Это почти в 59 раз больше скорости звука и сопоставимо с той скоростью, с которой Земля движется вокруг Солнца, в десятки раз больше скорости движения отдельных атомов и молекул в атмосфере Земли. Кроме того, все рукотворные объекты, даже самые быстрые из них — зонды New Horizons и «Вояджер», движутся медленнее воронок в сверхпроводниках.

Но важен не сам рекорда, а то, что воронки движутся примерно в 50 раз быстрее, чем электроны внутри сверхпроводника. Пока у физиков нет никаких объяснений тому, что разгоняет воронки и почему они периодически сливаются друг с другом и объединяются в цепочки, что противоречит всем представлениям об их поведении.

Как показывают теоретические расчеты Эмбона и его коллег, 72 тысячи километров в час — не предел скорости для этих квантовых структур. Если сверхпроводник охладить еще сильнее и повысить напряжение, то можно будет разогнать воронки еще сильнее. Ученые надеются, что дальнейшие наблюдения за этими объектами помогут раскрыть природу этих вихрей и приблизят нас к созданию «комнатных» сверхпроводников и электроники на их базе.

Статья об исследовании

Наше Солнце вращается вокруг центра Млечного Пути со скоростью 724 000 километров в час. Недавно ученые обнаружили звезды, которые мчатся из нашей галактики со скоростью более 1 500 000 км/ч. Может ли звезда двигаться еще быстрее?

Проведя некоторые расчеты, астрофизики Гарвардского университета Ави Лоеб и Джеймс Гильшон поняли, что да, звезды могут двигаться быстрее. Намного быстрее. Согласно их анализу, звезды могут достигать скорости света. Результаты сугубо теоретические, поэтому никто не знает, может ли такое произойти, пока астрономы не зафиксируют эти сверхскоростные звезды — что, по словам Лоеба, станет возможно с телескопами следующего поколения.

Но скорость — это не все, что получат астрономы после обнаружения. Если такие сверхбыстрые звезды все же будут найдены, они помогут понять эволюцию Вселенной. В частности, дать ученым еще один инструмент для измерения скорости расширения космоса. Кроме того, говорит Лоеб, при определенных условиях на орбите таких звезд могут быть и планеты, путешествующие через галактики. И если на таких планетах будет жизнь, они могли бы переносить ее с одной галактики в другую. Согласитесь, интересные рассуждения.

Все началось в 2005 году, когда была обнаружена звезда, которая стремилась прочь из нашей галактики так быстро, что могла покинуть гравитационное поле Млечного Пути. В течение следующих лет астрономы смогли обнаружить еще несколько звезд, которые стали известны как сверхскоростные звезды (hypervelocity stars). Эти звезды были вытолкнуты сверхмассивной черной дырой в центре Млечного Пути. Когда пара таких звезд, вращающихся друг вокруг друга, подходит близко к центральной черной дыре, которая весит в миллионы раз больше Солнца, три объекта вступают в короткий гравитационный танец, в результате которого одна звезда оказывается выброшена. Другая остается на орбите вокруг черной дыры.

Лоеб и Гильшон поняли, что если вместо этого у вас будет две сверхмассивные черные дыры на грани столкновения и звезда, которая вращается вокруг одной черной дыры, гравитационные взаимодействия могли бы катапультировать звезду в межгалактическое пространство со скоростью, в сотни раз превышающую скорость сверхскоростных звезд. Анализ был опубликован в журнале Physical Review Letters.

По мнению Лоеба, это наиболее вероятный сценарий, в ходе которого могут появиться самые быстрые звезды во Вселенной. В конце концов, сверхмассивные черные дыры сталкиваются чаще, чем вы думаете. Почти все галактики обладают сверхмассивными черными дырами в центрах, и почти все галактики стали результатом слияния двух меньших галактик. Когда объединяются галактики, объединяются и центральные черные дыры.

Лоеб и Гильшон рассчитали, что слияние сверхмассивных черных дыр должно было бы выбросить звезды с широким диапазоном скоростей. Немногие из них достигли бы околосветовой скорости, но остальные разогнались бы достаточно серьезно. К примеру, говорит Лоеб, в наблюдаемой Вселенной может быть больше триллиона звезд, которые движутся со скоростью 1/10 от световой, то есть порядка 107 000 000 километров в час.

Поскольку движение одиночной изолированной звезды через межгалактическое пространство будет достаточно тусклым, только мощные телескопы будущего вроде , запланированного к запуску в 2018 году, смогут их обнаружить. Да и то, скорее всего, такие телескопы смогут увидеть только звезды, которые достигли наших галактических окрестностей. Большинство выброшенных звезд, скорее всего, образовались рядом с центрами галактик и были выброшены вскоре после своего рождения. Это означает, что они путешествуют уже большую часть своего жизненного времени. В таком случае возраст звезды будет приблизительно равен времени, которое путешествует звезда. Объединив время пути с измеренной скоростью, астрономы смогут определить расстояние от домашней галактики звезды до наших галактических окрестностей.

Если астрономы смогут найти звезды, которые были выброшены из одной галактики в разное время, они смогут использовать их для измерения расстояния до этой галактики в разных моментах в прошлом. Глядя на то, как это расстояние менялось со временем, можно будет определить, насколько быстро расширяется Вселенная.

Две сливающиеся галактики

У сверхбыстрых блуждающих звезд может быть и другое применение. Когда сверхмассивные черные дыры сталкиваются одна с другой, они создают рябь в пространстве и времени, которые отображают интимные подробности слияния черных дыр. Космический телескоп eLISA, запланированный к запуску в 2028 году, будет выявлять гравитационные волны. Поскольку сверхбыстрые звезды образуются, когда черные дыры вот-вот сольются, они будут выступать своего рода сигналом, который укажет eLISA на возможные источники гравитационных волн.

Существование таких звезд будет одним из самых ярких сигналов того, что две сверхмассивные черные дыры находятся на пороге слияния, говорит астрофизик Энрико Рамирес-Руис из Калифорнийского университета в Санта-Крус. Хотя их может быть сложно обнаружить, они будут представлять принципиально новый инструмент для изучения Вселенной.

Через 4 миллиарда лет наша галактика столкнется с галактикой Андромеда. Две сверхмассивные черные дыры в их центрах сольются, и звезды тоже могут быть выброшены. Наше Солнце слишком далеко от центра галактик, чтобы быть выброшенным, но другая звезда, возможно, будет удерживать обитаемые планеты. И если люди к тому времени еще будут существовать, они потенциально смогут сесть на эту планету и отправиться в другую галактику. Хотя, конечно, эта перспектива далека, как ни одна другая.

Быстрее света – Учительская газета

Считается, что самая большая скорость во Вселенной – это скорость света, она составляет около 300 тысяч километров в секунду. Однако совсем недавно физики из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Калифорнии и Университета Рочестера в Нью-Йорке смогли доказать, что и эту скорость можно превысить.

Скоростью света именуют абсолютную величину скорости распространения электромагнитных волн в вакууме. Она является одной из фундаментальных физических постоянных и на данный момент считается равной 299792458 метров в секунду, или 1079252848,8 километра в час. Согласно теории относительности Эйнштейна этот параметр не зависит от выбора инерциальной системы отсчета.

То есть скорость света в вакууме является одинаковой во всех системах координат, движущихся прямолинейно и равномерно по отношению друг к другу. Из этого следует, что скорость любого сигнала или элементарной частицы не может превышать скорости света. Если бы она не являлась постоянной величиной, то был бы нарушен принцип причинности и сигналы из будущего могли бы доходить в прошлое. Теоретически мы могли бы получать электронные сообщения, которые еще не написаны… Можно пофантазировать и насчет машины времени.

Хотя в принципе некоторые объекты способны передвигаться и со скоростью большей, чем свет, их нельзя использовать для переноса информации. Скажем, солнечный зайчик может двигаться по стене со сверхсветовой скоростью, но, если вы попытаетесь при его помощи с такой же скоростью перенести информацию от одной точки стены к другой, вам это никак не удастся.

Так что нельзя было бы применить это свойство солнечного зайчика для создания сверхбыстрых компьютеров, например.

Ученые во всем мире уже давно экспериментируют в лабораториях с изменением скорости световых импульсов, как замедлением их, так и ускорением. При этом в предыдущих опытах использовались самые разные материалы, например холодные атомные газы, светопреломляющие кристаллы и оптические волокна.

Не дремлют и разработчики космических аппаратов. Надежды здесь возлагаются в основном на использование в космических двигателях антиматерии. По мнению исследователей, более 20% Вселенной составляет загадочная темная материя, которая не пропускает электромагнитного излучения и которую невозможно увидеть. Однако ее следы обнаружить все-таки можно по наличию позитронов – античастиц, входящих в состав космических лучей.

Как полагают физики, темная материя состоит из вимпов – слабо взаимодействующих между собой тяжелых частиц. Для них характерны только слабое ядерное и гравитационное взаимодействия, поэтому их довольно сложно обнаружить экспериментальным путем. Масса вимпов должна как минимум в десятки раз превосходить массу протона. При этом они должны двигаться хаотически и со средней скоростью около 300 километров в секунду…

При контакте частиц обычного вещества и антивещества происходит их аннигиляция. При этом выделяется количество энергии, в тысячи раз превышающее выброс при ядерной реакции и в миллиарды раз – выброс при сжигании углеводородов. Таким образом, если бы удалось сконструировать двигатель, работающий на основе антиматерии, это стало бы настоящим прорывом и открыло перед человечеством невиданные перспективы.

И попытки делаются. Так, физик Мигель Алькубьерре планировал построить аппарат с так называемым варп-двигателем в форме мяча для регби, окруженного плоским кольцом. Но оказалось, что для этого потребуется сгусток антиматерии размером с Юпитер.
Сотрудник НАСА Гарольд Уайт модифицировал данный проект.

Теперь кораблю требовалось для движения всего полтонны антиматерии. Устройство позволяло искривлять пространство-время и двигаться в 10 раз быстрее скорости света. Это предполагало, что путь к ближайшей от Солнца звезде должен занять всего четыре-пять месяцев.

Главная трудность, связанная с проектом, – нестабильность антивещества. Всего треть грамма антиматерии может высвободить количество энергии, аналогичное тому, что «выплеснулось» при бомбардировке Хиросимы. Если же построить корабль по расчетам Уайта, то энергии вырвется столько, что хватит на полтора миллиона Хиросим, и земной шар может быть уничтожен…

Чем же отличились ученые из лаборатории Лоуренса и Университета Рочестера? Как пишет Physical Review Letters, им удалось смоделировать соответствующую ситуацию, используя в качестве среды для моделирования облако горячих заряженных частиц. Импульсы световых частиц – фотонов – при столкновении могут создавать волны, проходящие через вещество с так называемой групповой скоростью (в научной терминологии – «волна волн»).

Исследователи сумели оторвать электроны от ионов водорода и гелия в световом потоке, посылаемом через плазму вторым источником света, и групповая скорость этого потока стала меняться. Постепенно меняя электромагнитные условия, специалисты научились корректировать скорость световых волн в плазме, то замедляя ее до одной десятой от обычной скорости света в вакууме, то превышая на 30%.

Чем же может быть полезно данное открытие? Оно не только дает нам знание о реализации сверхсветовых скоростей, но и способствует созданию сверхмощных лазерных установок. В современных лазерах применяются твердотельные оптические материалы, которые при наличии высоких энергий легко повреждаются. Решить проблему помогло бы использование потоков плазмы для изменения световых параметров.

До межгалактических перелетов нам пока далеко, это факт. Зато уже в ближайшее время на основе этих установок можно будет создавать экологичные ускорители частиц и термоядерные реакторы, которые позволят генерировать колоссальные объемы энергии, не нанося ущерба окружающей среде. Например, топливом для таких реакторов мог бы стать лед, а не традиционный газообразный водород.

Лада КОВАЛЕНКО

Топ-10 Рекордных объектов в космосе

10. Самая мощная линза

9. Самая мощная вспышка рентгеновского излучения

8. Самый мощный магнит

Магнетары достаточно малы — всего по 20 километров в диаметре. По размерам один из них можно было бы даже поместить на Луну. Но лучше бы этого не делать – даже с такого расстояния магнитное поле было бы настолько мощным, что на Земле бы останавливались поезда. К счастью, этот магнетар находится в 6500 световых лет от нас.

7. Мегамазеры

Лазер принес нам за последние несколько десятилетий много пользы, так что не стоит удивляться, что всю отличную репутацию получил именно он. Его двоюродный брат, находящийся чуть дальше по спектру, называется мазером, но, по сути, является почти тем же, за исключением того, что свет заменён микроволнами. Самый мощный лазер, сделанный рукой человека, для сравнения достиг мощности 500 триллионов ватт. Вселенная считает это какой-то тусклой свечой, ведь в космосе существуют мазеры мощностью в ноннилион ватт. В числах, названия которых вы слышали, это миллион триллионов триллионов – мощность в 10 000 раз превышающая возможности нашего Солнца.

6. Самые старые объекты за всю историю наблюдения

Возраст Вселенной составляет 6 000 лет, плюс-минус 13,7 миллиарда лет. Самым старым объектом, чей возраст мы можем оценить напрямую, является HE 1523-0901 – звезда в нашей галактике. Измерение возраста звезды производится при помощи радиоизотопного анализа, примерно тем же образом, который применяется для измерения возраст человеческих артефактов. Только элементы с долгим периодом полураспада, например уран или торий, могут существовать на протяжении такого долгого отрезка времени. В ходе исследования, проведённого Европейской южной обсерваторией, было применено шесть методов оценки возраста звезды, подтвердивших, что звезде 13,2 миллиардов лет.

Существуют и другие объекты, чей возраст мы не можем измерить точно, а только предположить. Некоторые из них по предположениям являются ещё более старыми. HD 140283, известная также под неофициальным названием «Звезда Мафусаила» (Methuselah star), является звездой, которая давно озадачивает учёных. Изначальная оценка её возраста показала, что звезда является старее самой Вселенной. Более точные измерения, которые позволил произвести телескоп Хаббл, снизили число с 16 миллиардов лет до примерно 14,5 миллиардов – возраст который примерно совпадает с возрастом Вселенной.

5. Самые быстровращающиеся предметы

4. Галактики-рекордсмены

Самой далёкой обнаруженной галактикой является z8_GND_5296, расположенная в 30 миллиардах световых лет от Земли. Галактика образовалась спустя 700 миллионов лет после образования самой Вселенной (фактически, галактику, которую мы видим на данный момент это её далёкое прошлое). Эта галактика также примечательна высоким уровнем образования в ней звёзд, который в 100 раз больше показателя Млечного Пути. Следующее поколение космических телескопов позволит нам заглянуть ещё дальше в прошлое – и взглянуть на одни из самых первых звёзд, сформировавшихся во Вселенной.

3. Самая холодная звезда

Существует множество слов, которыми можно описать звезду – горячая, большая, яркая, очень горячая, очень большая и так далее. И всё же звёзды не всегда соответствуют нашим ожиданиям. Самый холодный класс звезды, коричневые карлики, на самом деле достаточно холодны. WISE 1828+2650 – коричневый карлик в созвездии Лира, температура поверхности которого составляет 25 градусов Цельсия, что на 10 градусов ниже чем у человека с гипотермией. Зачастую её называют «неудавшаяся звезда» — ей не хватило массы для «зажигания», когда она сформировалась.

2. Самый быстрый метеорит

Если вы случайно были в Калифорнии 22 апреля 2012 года, вы могли наблюдать падение удивительного метеорита, закончившего своё путешествие в районе бывшей лесопилки Саттера (Sutter’s Mill). Увидеть падение метеорита это всегда прикольно, но огненный шар, пролетевший над хребтом Сьерра-Невада в тот день, был особенным – это самый быстрый метеорит за всю историю. Он двигался на скорости 103 тысячи километров в час, превышающей в два раза скорость самой быстрой нашей ракеты.

1. Самые быстрые орбиты

Системы двойных звёзд – когда две звезды вращаются вокруг общего центра масс – довольно распространены. У некоторых из них даже есть планеты, а также существует система, в которой шесть звёзд двигаются по общей орбите. Однако некоторые из них двигаются очень и очень быстро.

Самое быстрое движение двух обычных звёзд друг вокруг друга наблюдается в системе под названием HM Cancri. Эти два белых карлика – мёртвые остатки звёзд, похожих на наше Солнце – находятся на расстоянии в три Земли друг от друга. Они двигаются в пространстве со скоростью в 1,8 миллиона километров в час, брызгая друг на друга горячей материей и высвобождая большое количество энергии. На прохождение всей орбиты им требуется всего шесть минут.

Текущий рекорд скорости движения среди двойных звёзд принадлежит умирающей звезде, вращающейся вместе с суперплотной нейтронной звездой. Нейтронная звезда, конечно же, медленнее, но обладает фантастическим названием «пульсар — чёрная вдова» (менее интересное название звучит как PSR J1311-3430). Её скорость в 13 тысяч километров в час достаточно низка – Земля двигается вокруг Солнца в восемь раз быстрее. Напарник пульсара, однако, движется за двоих, разогнавшись до 2,8 миллионов километров в час.

Самые быстрые вещи во Вселенной

Как быстро вы сейчас двигаетесь? Может быть, вы читаете это, сидя дома, где кажется, что вы вообще не двигаетесь. Стойте на месте или садитесь, и вам кажется, что вы стоите на месте, но независимо от того, что вы делаете, вы постоянно в движении. Это потому, что сама Земля вращается со скоростью около 1000 миль в час. В дополнение к своему вращению Земля также движется вокруг Солнца со скоростью 67 000 миль в час. Независимо от того, насколько неподвижно мы себя чувствуем, каждый день мы преодолеваем десятки тысяч миль. Это может показаться быстрым, но Земля едва движется даже по сравнению с некоторыми вещами во Вселенной.

Земля, Солнце и Луна

Самая быстрая вещь во Вселенной

Самый красочный вид Вселенной, полученный космическим телескопом Хаббл

Сама Вселенная имеет космический предел скорости. Другими словами, существует предел скорости перемещения объектов в космосе. Этот предел скорости составляет примерно 186 000 миль в секунду, и только одна вещь в космосе движется с такой скоростью: свет. Свет — самая быстрая известная вещь во Вселенной, поэтому предел космической скорости называется скоростью света. Как бы вы ни старались, вы никогда не превысите скорость света. Как и гравитация, предел космической скорости — это фиксированный закон природы, который нельзя нарушить. Будь то звезда или фонарик вашего мобильного телефона, каждый световой луч будет двигаться со скоростью 186 000 миль в секунду.

Самая быстрая известная планета

Планета Kepler-78b

За последние 30 лет ученые открыли тысячи планет, вращающихся вокруг звезд за пределами нашей Солнечной системы. Многие из этих миров сильно отличаются от тех, что вращаются вокруг нашего Солнца. Независимо от того, какой тип планет вращается вокруг звезды, их всех объединяет то, как их орбитальная скорость связана с расстоянием между ними и их звездой. Планеты, которые вращаются близко к своей звезде, завершат оборот быстрее, чем планеты, которые вращаются дальше. Меркурий — самая быстрая планета в нашей Солнечной системе, совершающая один оборот за 88 дней. Это может показаться быстрым, но это ничто по сравнению с некоторыми другими планетами в нашей галактике. Самая быстрая планета из когда-либо обнаруженных была обнаружена в 2013 году космическим телескопом НАСА «Кеплер». Названный Kepler-78b, он вращается вокруг своей звезды на расстоянии всего

0 миль. Для сравнения, Меркурий вращается вокруг Солнца на расстоянии 36 миллионов миль. Поскольку между Kepler-78b и ее родительской звездой очень мало места, планета вращается вокруг своего Солнца на экстремальных скоростях. Kepler-78b совершает один оборот вокруг своей звезды всего за 8,5 часов.

Представьте, что вы живете на планете, где год длится всего 8,5 часов. На данный момент не найдено ни одной другой планеты с более коротким периодом обращения, что делает Kepler-78b самой быстрой из известных планет во Вселенной.

Самая быстрая известная звезда

US-708 Star

С нашей точки зрения здесь, на Земле, это может показаться не таким, но Солнце на самом деле мчится сквозь космос. Подобно планетам, вращающимся вокруг Солнца, Солнце вращается вокруг центра Галактики Млечный Путь. В данный момент вся Солнечная система движется в пространстве со скоростью 448 000 миль в час. Это может показаться быстрым, но Солнцу требуется 230 миллионов лет, чтобы завершить один оборот из-за того, насколько гигантской является Галактика Млечный Путь. По сравнению с некоторыми другими звездами наше Солнце относительно медленное. Самая быстрая известная звезда во Вселенной находится недалеко от самого центра Млечного Пути. Названный US-708, он двигался со скоростью 2,7 миллиона миль в час. Когда ученые впервые обнаружили US-708 и измерили его скорость, они полагали, что он находится на орбите вокруг черной дыры. Гравитационное притяжение черной дыры было бы настолько сильным, что разогнало бы US-708 до огромных скоростей. Однако последующие наблюдения показали, что US-708 на самом деле мог разогнаться до своей нынешней скорости из-за взрыва звезды. US-708 когда-то был частью двойной звездной системы, в которой его звезда-компаньон в конечном итоге взорвалась сверхновой. В результате взрыв был настолько мощным, что US-708 стал самой быстрой известной звездой во Вселенной.

Самый быстрый искусственный объект

Зонд Parker Solar Probe

Мы говорили о самых быстрых вещах во Вселенной, но как сравнить человечество? Какая самая быстрая вещь, которую когда-либо создавали люди? Как и следовало ожидать, самыми быстрыми объектами, созданными человеком, обычно являются космические корабли. В настоящее время самым быстрым космическим кораблем, созданным человеком, является Parker Solar Probe, космический корабль, запущенный НАСА в 2018 году, чтобы пролететь ближе к Солнцу, чем любой космический корабль до него. Когда НАСА запустило солнечный зонд Parker, он достиг скорости 39,500 миль в час. На пути к Солнцу Parker Solar Probe неоднократно облетал планету Венера, чтобы увеличить ее скорость, используя так называемую гравитационную помощь. По состоянию на февраль 2020 года солнечный зонд Parker стал самым быстрым рукотворным объектом в истории, достигнув скорости 330 000 миль в час. Это достаточно быстро, чтобы облететь Землю 13 раз в час! Для человечества это поистине выдающееся достижение. Однако даже на такой скорости солнечный зонд Parker достиг только 0,05% скорости света.

Эйдан Ремпл 12 апреля 2022 г. в науке

Невероятная скорость: самые быстрые вещи во Вселенной

Последовательность радионаблюдений показывает, что сгусток плазмы удаляется от ядра блазара (справа) примерно за 8,4 месяца.
(Изображение предоставлено Пинером и др., NRAO/AUI/NSF)

САН-ДИЕГО. Если вы легкий, довольно легко двигаться со своей собственной скоростью, то есть со скоростью 186 282 миль в секунду или 29 миль в секунду.9800 километров в секунду.

А вот если ты материя, то совсем другое дело.

Ничто из того, что мы знаем, не распространяется быстрее, чем свет. Эйнштейн почти 100 лет назад сказал, что это невозможно. Для нас ограничение скорости имеет странный смысл: едешь быстрее света, и ты можешь вернуться до того, как уедешь, стать своим собственным дедушкой или совершить другие скачки космической логики.

Перенесемся на столетие вперед. Астрономы теперь измеряют вещи — материю, материю, предметы, — которые движутся со скоростью, близкой к скорости света, и вы можете подумать, что Эйнштейн немного занервничает. Однако его теории относительности не угрожают молниеносные скорости.

Среди трех демонов скорости Вселенной есть сгустки горячего газа размером с Юпитер, погруженные в потоки вещества, выбрасываемого гиперактивными галактиками, известными как блазары. На прошлой неделе на собрании Американского астрономического общества ученые объявили, что они измерили сгустки в струях блазара, проносящихся в космосе со скоростью 99,9% скорости света.

«Это говорит нам о том, что физические процессы в ядрах этих галактик… чрезвычайно энергичны и способны перемещать материю очень близко к абсолютному космическому пределу скорости», — сказал Гленн Пинер из колледжа Уиттиер в Уиттиере, Калифорния.

Подумайте о силе быстро движущегося перегретого газа, известного как плазма:

«Чтобы разогнать шар для боулинга до скорости, недавно измеренной в этих блазарах, потребуется вся энергия, произведенная в мире за целую неделю», — сказал Пинер. «И сгустки плазмы в этих струях по крайней мере столь же массивны, как большая планета».

Блазары летают по вселенной в какой-то быстрой компании. На самом деле чуть быстрее.

В другом исследовании, представленном на встрече, сверхвысокоэнергетические космические лучи, предположительно возникающие в результате столкновения скоплений галактик, врезаются в атмосферу Земли на расстоянии более 99,9% скорости света. Измерения показали, что число равно 99,9, за которым следуют еще 19 девяток — примерно настолько близко к скорости света, насколько это возможно, не мудрствуя.

Частицы не свет, а реальная материя. Они крошечные, считаются в основном протонами, но энергия, которая их мотивирует, столь же фантастична, и механизмы могут быть переплетены.

Однако ученые до сих пор не знают точных механизмов, участвующих в ускорении материи до таких высоких скоростей. В случае с блазаром, похоже, замешана черная дыра. Связываясь с активной галактикой, сверхмассивная черная дыра втягивает газ внутрь. Некоторые проглатываются, а некоторые просто ускоряются, а затем выбрасываются высокоскоростными струями вдоль оси вращения галактики. Свою роль могут играть интенсивные искривленные магнитные поля.

Некоторые сверхвысокоэнергетические космические лучи могут возникать в струях блазара, сообщил Пинер SPACE.com . Но ускорителями частиц в космосе могут служить и другие явления, такие как слияние галактик или столкновение черных дыр.

Пинер и его коллеги наблюдали за тремя блазарами, которые из предыдущих наблюдений были известны как сверхскоростные, используя радиообсерваторию Very Long Baseline Array Национального научного фонда.

Результаты подтверждают предыдущую работу и определяют скорости с большей точностью. Феноменальная скорость плазменных сгустков, похоже, достигла предела.

«Все результаты наблюдений за струями блазара согласуются со специальной теорией относительности Эйнштейна, — сказал Пинер. «Джеты разгоняются прямо до края барьера скорости света, но не за его пределы, хотя это одни из самых эффективных ускорителей во Вселенной».

Другие статьи с собрания AAS на прошлой неделе:

Возможный прорыв в изучении материала за пределами нашей Галактики
Первые звуковые волны оставили след во Вселенной
Центр Млечного Пути заполнен черными дырами
Странные космические шарики становятся все более загадочными
Астрономы уверены: планета за пределами Солнечной системы была сфотографирована

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.

Роб занимается созданием интернет-контента с середины 1990-х годов. Он был писателем, редактором и директором по работе сайта в Space.com, начиная с 1999 года. Он работал управляющим редактором LiveScience с момента его запуска в 2004 году. новостные сайты о технологиях, науке и бизнесе. До прихода в компанию Роб был редактором The Star-Ledger в Нью-Джерси. Он имеет степень журналиста Университета Гумбольдта в Калифорнии, является автором, а также пишет для Medium.

Что самое быстрое во Вселенной? Часть первая

Мы спрашиваем Кейти из нашего планетария Чарльза Хейдена, каково ограничение скорости Вселенной и как это ограничивает нашу способность исследовать за пределами Солнечной системы в этом подкасте Pulsar, предоставленном вам #MOSatHome. Мы задаем вопросы, присланные слушателями, поэтому, если у вас есть вопрос, который вы хотели бы задать эксперту, отправьте его нам по адресу [email protected].

ЭРИК: Из Музея науки в Бостоне, это Pulsar, подкаст, где мы ищем ответы на самые фантастические вопросы, которые мы когда-либо получали от посетителей. Крайности, как правило, популярны, когда мы задаем вопросы в наших виртуальных программах: самая большая акула, самый старый кратер, и сегодняшний вопрос ничем не отличается. Что самое быстрое во Вселенной? Присоединяюсь ко мне, чтобы поболтать о том, как все быстро, Кейти из нашего собственного планетария Чарльза Хейдена.

CAITY: Привет, спасибо, что пригласили меня. Итак, самая быстрая вещь во Вселенной — это свет.

ЭРИК: Свет?

CAITY: Да.

ЭРИК: То есть не реальный объект, а просто: свет очень быстрый.

CAITY: Верно.

ЭРИК: Как быстро?

CAITY: Это около 186 000 миль в секунду. Итак, если вы хотите подумать об этом в немного более понятных терминах, если бы вы могли путешествовать со скоростью света, вы могли бы обогнуть Землю семь с половиной раз за секунду.

ЭРИК: Очень быстро. Итак, свет — это самое быстрое. Ничто не может идти быстрее, чем это. Это что-то вроде ограничения скорости Вселенной.

CAITY: Точно. Да, чтобы заставить любой объект, имеющий массу, двигаться со скоростью света, потребуется бесконечное количество энергии.

ЭРИК: Итак, то, что мы отправили в другие места во Вселенной, наши космические корабли и тому подобное, не близко к скорости света, но мы не можем двигаться быстрее. Это просто нигде близко.

CAITY: Точно. Да, самый дальний космический корабль, который люди когда-либо отправляли в космос, «Вояджер-1», находится примерно в 20 световых часах от нас. И он путешествует уже более 40 лет со скоростью около 10 миль в секунду. Так что по большому счету не так уж и далеко.

ЭРИК: Так что это не 1% скорости света для наших космических кораблей. Скорее 0,001%.

CAITY: Точно. Ага.

ЭРИК: Итак, вы упомянули, что вам потребуется бесконечное количество энергии, чтобы заставить массу двигаться со скоростью света. Но есть вещи, которые обладают огромным количеством энергии, например, середина галактики, и эта штука может запускать объекты, которые больше маленькой частицы, довольно близкой к скорости света, верно?

CAITY: Да, абсолютно. Таким образом, материал, который движется вокруг черной дыры или падает в черную дыру, ускоряется очень близко к скорости света, но не до конца. Если какой-либо объект имеет массу, он никогда не сможет достичь скорости света. Но, как вы сказали, он может быть довольно близок к событиям с высокой энергией, таким как аккреция материала черными дырами или взрывы звезд, сверхновые звезды и тому подобное.

ЭРИК: Таким образом, на Земле потребляется намного больше энергии, чем мы хотели бы когда-либо, каждая секунда, выброшенная из центра этих экстремальных мест во вселенной, может заставить вещи двигаться довольно быстро, например, 99,9% скорости света.

КЭЙТИ: О, да. Да, конечно.

ЭРИК: Это своего рода проблема для людей во многих отношениях, что ничто не может двигаться быстрее скорости света. На планете Земля это не проблема, потому что вы разговариваете с кем-то на другом конце земли через Интернет, информация распространяется со скоростью света, ваше отставание почти отсутствует. Например, если вы стоите через комнату от кого-то, кто разговаривает с Австралией по телефону, человек в Австралии слышит голос раньше, чем человек на другом конце комнаты, потому что свет намного быстрее звука. Но когда вы говорите о связи на расстоянии в космосе, мы начинаем сталкиваться с проблемами, верно?

CAITY: Да, абсолютно.

ЭРИК: И когда мы отправили людей на Луну, скорость света, чтобы добраться туда, была примерно пара секунд. Так что это было не так уж и важно. Мы хотим полететь на Марс, это зависит от того, где Земля и Марс. А вот задержка светового сигнала может быть больше часа.

CAITY: Да, это потребуется для связи между Землей и Марсом, это зависит от того, где они находятся на своих орбитах. Но да, это может занять значительное количество времени. Таким образом, если бы мы когда-нибудь отправили людей на Марс, они были бы достаточно изолированы, поскольку у них не было бы такой почти мгновенной связи, как у астронавтов на Международной космической станции.

ЭРИК: И наши роботы на Марсе уже испытывают это. Я имею в виду, что мы не можем дать им инструкции мгновенно, мы не можем мгновенно получить их данные. Это может занять минуты или более часа, мы должны сделать их автономными. Таким образом, у роботов должны быть запланированы эти алгоритмы, когда они собираются что-то бурить, когда они отправляются управлять вертолетом на Марс, он должен делать это сам.

CAITY: Точно. Даже приземление многих таких марсоходов, как Perseverance и Curiosity. Все это должно было быть запрограммировано заранее. Так что они были как бы сами по себе, и все скрестили пальцы на Земле.

ЭРИК: Да, Семь минут ужаса, чтобы добраться из космоса на землю на Марсе, происходят, а затем требуется около часа, чтобы данные вернулись. А потом мы не знаем на тот час, есть оно или его нет. И тогда мы должны наблюдать за этим в режиме реального времени. Итак, вы смотрите в диспетчерскую НАСА, они наблюдают, как данные поступают с часовой задержкой из-за скорости света. И вы чувствуете, что смотрите это вживую, но вы знаете, что вы вроде как смотрите это в записи. Это как смотреть бейсбольный матч на следующий день. Вы смотрите это в реальном времени, но это было давно.

КЭЙТИ: Да, точно.

ЭРИК: И это особенно верно в отношении вещей, которые мы отправляем очень далеко в солнечную систему, таких как миссия Плутона, Новые Горизонты. Плутон находится в нескольких световых часах от нас. Так что там действительно что-то происходит, и космический корабль сам по себе. Но это был пролет. И поэтому, если что-то пойдет не так, мы обнаружим, что это будет за тысячи миль от Плутона, и мы ничего не сможем сделать. Так что это было… на самом деле, когда что-то происходит где-то в Солнечной системе, это нервирует, потому что с первого раза все должно пройти правильно.

КЭЙТИ: Да, точно. Просто быть в темноте может быть очень страшно. Но также очень здорово, что мы можем общаться на таких расстояниях, хотя это и занимает немного больше времени.

ЭРИК: Да, самое дальнее, о чем мы сейчас общаемся, это «Вояджер-1», вы упомянули об этом. И это все еще продолжается спустя 44 года. Он записывает свои данные на восьмидорожечные ленты, это мой любимый факт об этом. Он был запущен в 70-х годах. Вот такая была технология. Но вы знаете, он выходит за пределы Солнечной системы, отправляет данные обратно, а затем, через 18 часов, мы их получаем и забираем. Это предел того, где мы были. А потом какой-то облом, что, да, люди не могут исследовать галактику, как многие из научной фантастики, даже со скоростью света. Даже если бы мы могли двигаться со скоростью света, потребовалось бы четыре года, чтобы добраться до следующей ближайшей звезды.

CAITY: Да, да. И один из моих самых умопомрачительных фактов, который я люблю рассказывать людям, заключается в том, что если мы хотим отправить «Вояджер-1» к ближайшей звезде, которая находится в четырех световых годах от нас. Если бы он двигался в правильном направлении, ему потребовалось бы еще 70 000 лет, чтобы добраться туда.

ЭРИК: Так что это не похоже на то, что вы садитесь на космический корабль с целой кучей людей, а затем ваши внуки в конце концов увидят следующую звезду. Вы говорите о 70 000 лет, кто знает, что произойдет на космическом корабле через 70 000 лет без возможности выйти на улицу, заправиться или сделать что-то еще? Это ошеломляет. Мы ограничены этим в наших нынешних технологиях. И даже если бы мы могли построить космические корабли со скоростью света, потребуются годы, чтобы добраться до другой звезды. А затем галактика, полная Звезд, около 100 000 световых лет в поперечнике, и даже со скоростью света потребуется так много времени, чтобы добраться куда-либо. Если бы мы нашли еще одно интересное место, которое мы хотели бы посетить, даже с роботами, которых мы могли бы отправить очень быстро, потому что у них нет бледных мягких тел, и нам не нужно беспокоиться об ускорении, это заняло бы вечность.