Что такое ото эйнштейна
Что такое Общая теория относительности Эйнштейна?
Общая теория относительности является основным строительным блоком современной физики. Она объясняет гравитацию, основываясь на способности пространства «изгибаться», или, говоря точнее, связывает силу тяжести с изменяющейся геометрией пространства-времени. Альберт Эйнштейн основал «Общую» теорию относительности (ОТО) в 1915 году, через десять лет после создания «специальной» теории, применив универсальную скорость света и предположив, что законы физики остаются неизменными в любой данной системе отсчета. Но так ли сложна ОТО, как может показаться на первый взгляд?
Общая теория относительности – геометрическая теория тяготения, развивающая специальную теорию относительности
Как понять Общую теорию относительности?
Общую теорию относительности Эйнштейна можно выразить всего в 12 словах:«пространство-время говорит материи, как двигаться; материя говорит пространству-времени, как изгибаться». Но это краткое описание, сделанное физиком Джоном Уилером, скрывает более сложную и глубокую истину. Помимо квантовой теории, общая теория относительности является одним из двух столпов современной физики – нашей рабочей теории гравитации и очень большой теории планет, галактик и Вселенной в целом. Она является продолжением специальной теории относительности Эйнштейна – но настолько массивной, что ему потребовалось 10 лет, с 1905 по 1915 год, чтобы перейти от одной к другой.
Как пишет New Scientist, согласно специальной теории относительности (СТО) движение искривляет пространство и время. ОТО Эйнштейна объединила ее с принципом, отмеченным Галилеем более трех столетий назад: падающие объекты ускоряются с одинаковой скоростью независимо от их массы.
Перо и молоток, упавшие с падающей Пизанской башни, ударятся о землю одновременно, если вы не учитываете сопротивление воздуха.
Вслед за Галилеем Исаак Ньютон показал, что это может быть верно только в том случае, если присутствует странное совпадение: инерционная масса, которая количественно определяет сопротивление тела ускорению, всегда должна быть равна гравитационной массе, которая количественно определяет реакцию тела на гравитацию. Нет никакой очевидной причины, почему это должно быть так, но ни один эксперимент никогда не разделял эти две величины.
Точно так же, как он использовал постоянную скорость света для построения специальной теории относительности, Эйнштейн объявил это принципом природы: принципом эквивалентности. Вооружившись этим и новой концепцией пространства и времени как переплетенного «пространства-времени», вы можете построить картину, в которой гравитация является лишь формой ускорения.
Массивные объекты искривляют пространство-время вокруг себя, заставляя предметы ускоряться по направлению к ним.
Хотя гравитация доминирует в больших космических масштабах и вблизи очень больших масс, таких как планеты или звезды, она на самом деле является самой слабой из четырех известных сил природы – и единственной, не объясненной квантовой теорией. Квантовая теория и общая теория относительности применяются в разных масштабах. Это мешает понять, что происходило в самые ранние моменты Большого взрыва, например, когда Вселенная была очень маленькой, а сила гравитации огромна. В другой ситуации, когда эти силы сталкиваются у горизонта событий черной дыры, возникают неразрешимые парадоксы.
Например, квантовая механика имеет способы принимать во внимание такие понятия, как бесконечность, но если мы попытаемся сделать то же самое с общей теорией относительности, математика порождает предсказания, которые не имеют смысла.
Некоторые физики возлагают надежду на то, что однажды некая «теория всего» сможет объединить квантовую теорию и общую теорию относительности, хотя такие попытки, как теория струн и теория петлевой квантовой гравитации, до сих пор не принесли никаких результатов. Между тем ОТО Эйнштейна предсказала, что очень плотные скопления массы могут исказить пространство-время настолько, что даже свет не сможет вырваться из него. Теперь мы называем эти объекты «черными дырами», можем фотографировать «горизонт событий», который окружает этих космических монстров, и практически убеждены, что в центре каждой массивной галактики вращается сверхмассивная черная дыра.
Математические уравнения общей теории относительности Эйнштейна, проверенные снова и снова, в настоящее время являются наиболее точным способом предсказания гравитационных взаимодействий, заменив разработанные Исааком Ньютоном за несколько столетий до этого.
Еще больше интересных статей о том, как устроена Вселенная вокруг нас, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Подписка позволяет читать статьи, которых нет на сайте.
Но, возможно, самый большой триумф общей теории относительности наступил в 2015 году, когда были открыты гравитационные волны – рябь в пространстве-времени, вызванная движением очень массивных объектов. Сигнал о том, что две черные дыры соединились и слились воедино, стал триумфом кропотливой, терпеливой работы, проделанной международной командой исследователей лабораторий LIGO VIRGO. Подробнее о том, как эксперты ищут гравитационные волны сегодня, читайте в увлекательном материале Ильи Хеля. Так или иначе, разработка квантово-физической «версии» общей теории относительности остается постоянной целью современной физики.
Теория относительности
Законы природы не зависят от систем отсчета.
Говорят, что прозрение пришло к Альберту Эйнштейну в одно мгновение. Ученый якобы ехал на трамвае по Берну (Швейцария), взглянул на уличные часы и внезапно осознал, что если бы трамвай сейчас разогнался до скорости света, то в его восприятии эти часы остановились бы — и времени бы вокруг не стало. Это и привело его к формулировке одного из центральных постулатов относительности — что различные наблюдатели по-разному воспринимают действительность, включая столь фундаментальные величины, как расстояние и время.
Говоря научным языком, в тот день Эйнштейн осознал, что описание любого физического события или явления зависит от системы отсчета, в которой находится наблюдатель (см. Эффект Кориолиса). Если пассажирка трамвая, например, уронит очки, то для нее они упадут вертикально вниз, а для пешехода, стоящего на улице, очки будут падать по параболе, поскольку трамвай движется, в то время как очки падают. У каждого своя система отсчета.
Но хотя описания событий при переходе из одной системы отсчета в другую меняются, есть и универсальные вещи, остающиеся неизменными. Если вместо описания падения очков задаться вопросом о законе природы, вызывающем их падение, то ответ на него будет один и тот же и для наблюдателя в неподвижной системе координат, и для наблюдателя в движущейся системе координат. Закон распределенного движения в равной мере действует и на улице, и в трамвае. Иными словами, в то время как описание событий зависит от наблюдателя, законы природы от него не зависят, то есть, как принято говорить на научном языке, являются инвариантными. В этом и заключается принцип относительности.
Как любую гипотезу, принцип относительности нужно было проверить путем соотнесения его с реальными природными явлениями. Из принципа относительности Эйнштейн вывел две отдельные (хотя и родственные) теории. Специальная, или частная, теория относительности исходит из положения, что законы природы одни и те же для всех систем отсчета, движущихся с постоянной скоростью. Общая теория относительности распространяет этот принцип на любые системы отсчета, включая те, что движутся с ускорением. Специальная теория относительности была опубликована в 1905 году, а более сложная с точки зрения математического аппарата общая теория относительности была завершена Эйнштейном к 1916 году.
Специальная теория относительности
Большинство парадоксальных и противоречащих интуитивным представлениям о мире эффектов, возникающих при движении со скоростью, близкой к скорости света, предсказывается именно специальной теорией относительности. Самый известный из них — эффект замедления хода часов, или эффект замедления времени. Часы, движущиеся относительно наблюдателя, идут для него медленнее, чем точно такие же часы у него в руках.
Время в системе координат, движущейся со скоростями, близкими к скорости света, относительно наблюдателя растягивается, а пространственная протяженность (длина) объектов вдоль оси направления движения — напротив, сжимается. Этот эффект, известный как сокращение Лоренца—Фицджеральда, был описан в 1889 году ирландским физиком Джорджем Фицджеральдом (George Fitzgerald, 1851–1901) и дополнен в 1892 году нидерландцем Хендриком Лоренцем (Hendrick Lorentz, 1853–1928). Сокращение Лоренца—Фицджеральда объясняет, почему опыт Майкельсона—Морли по определению скорости движения Земли в космическом пространстве посредством замеров «эфирного ветра» дал отрицательный результат. Позже Эйнштейн включил эти уравнения в специальную теорию относительности и дополнил их аналогичной формулой преобразования для массы, согласно которой масса тела также увеличивается по мере приближения скорости тела к скорости света. Так, при скорости 260 000 км/с (87% от скорости света) масса объекта с точки зрения наблюдателя, находящегося в покоящейся системе отсчета, удвоится.
Со времени Эйнштейна все эти предсказания, сколь бы противоречащими здравому смыслу они ни казались, находят полное и прямое экспериментальное подтверждение. В одном из самых показательных опытов ученые Мичиганского университета поместили сверхточные атомные часы на борт авиалайнера, совершавшего регулярные трансатлантические рейсы, и после каждого его возвращения в аэропорт приписки сверяли их показания с контрольными часами. Выяснилось, что часы на самолете постепенно отставали от контрольных все больше и больше (если так можно выразиться, когда речь идет о долях секунды). Последние полвека ученые исследуют элементарные частицы на огромных аппаратных комплексах, которые называются ускорителями. В них пучки заряженных субатомных частиц (таких как протоны и электроны) разгоняются до скоростей, близких к скорости света, затем ими обстреливаются различные ядерные мишени. В таких опытах на ускорителях приходится учитывать увеличение массы разгоняемых частиц — иначе результаты эксперимента попросту не будут поддаваться разумной интерпретации. И в этом смысле специальная теория относительности давно перешла из разряда гипотетических теорий в область инструментов прикладной инженерии, где используется наравне с законами механики Ньютона.
Возвращаясь к законам Ньютона, я хотел бы особо отметить, что специальная теория относительности, хотя она внешне и противоречит законам классической ньютоновской механики, на самом деле практически в точности воспроизводит все обычные уравнения законов Ньютона, если ее применить для описания тел, движущихся со скоростью значительно меньше, чем скорость света. То есть, специальная теория относительности не отменяет ньютоновской физики, а расширяет и дополняет ее (подробнее эта мысль рассматривается во Введении).
Принцип относительности помогает также понять, почему именно скорость света, а не какая-нибудь другая, играет столь важную роль в этой модели строения мира — этот вопрос задают многие из тех, кто впервые столкнулся с теорией относительности. Скорость света выделяется и играет особую роль универсальной константы, потому что она определена естественнонаучным законом (см. Уравнения Максвелла). В силу принципа относительности скорость света в вакууме c одинакова в любой системе отсчета. Это, казалось бы, противоречит здравому смыслу, поскольку получается, что свет от движущегося источника (с какой бы скоростью он ни двигался) и от неподвижного доходит до наблюдателя одновременно. Однако это так.
Благодаря своей особой роли в законах природы скорость света занимает центральное место и в общей теории относительности.
Общая теория относительности
Общая теория относительности применяется уже ко всем системам отсчета (а не только к движущимися с постоянной скоростью друг относительно друга) и выглядит математически гораздо сложнее, чем специальная (чем и объясняется разрыв в одиннадцать лет между их публикацией). Она включает в себя как частный случай специальную теорию относительности (и, следовательно, законы Ньютона). При этом общая теория относительности идёт значительно дальше всех своих предшественниц. В частности, она дает новую интерпретацию гравитации.
Общая теория относительности делает мир четырехмерным: к трем пространственным измерениям добавляется время. Все четыре измерения неразрывны, поэтому речь идет уже не о пространственном расстоянии между двумя объектами, как это имеет место в трехмерном мире, а о пространственно-временных интервалах между событиями, которые объединяют их удаленность друг от друга — как по времени, так и в пространстве. То есть пространство и время рассматриваются как четырехмерный пространственно-временной континуум или, попросту, пространство-время. В этом континууме наблюдатели, движущиеся друг относительно друга, могут расходиться даже во мнении о том, произошли ли два события одновременно — или одно предшествовало другому. К счастью для нашего бедного разума, до нарушения причинно-следственных связей дело не доходит — то есть существования систем координат, в которых два события происходят не одновременно и в разной последовательности, даже общая теория относительности не допускает.
Закон всемирного тяготения Ньютона говорит нам, что между любыми двумя телами во Вселенной существует сила взаимного притяжения. С этой точки зрения Земля вращается вокруг Солнца, поскольку между ними действуют силы взаимного притяжения. Общая теория относительности, однако, заставляет нас взглянуть на это явление иначе. Согласно этой теории, гравитация — это следствие деформации («искривления») упругой ткани пространства-времени под воздействием массы (при этом чем тяжелее тело, например Солнце, тем сильнее пространство-время «прогибается» под ним и тем, соответственно, сильнее его гравитационное поле). Представьте себе туго натянутое полотно (своего рода батут), на которое помещен массивный шар. Полотно деформируется под тяжестью шара, и вокруг него образуется впадина в форме воронки. Согласно общей теории относительности, Земля обращается вокруг Солнца подобно маленькому шарику, пущенному кататься вокруг конуса воронки, образованной в результате «продавливания» пространства-времени тяжелым шаром — Солнцем. А то, что нам кажется силой тяжести, на самом деле является, по сути чисто внешнем проявлением искривления пространства-времени, а вовсе не силой в ньютоновском понимании. На сегодняшний день лучшего объяснения природы гравитации, чем дает нам общая теория относительности, не найдено.
Проверить общую теорию относительности трудно, поскольку в обычных лабораторных условиях ее результаты практически полностью совпадают с тем, что предсказывает закон всемирного тяготения Ньютона. Тем не менее несколько важных экспериментов были произведены, и их результаты позволяют считать теорию подтвержденной. Кроме того, общая теория относительности помогает объяснить явления, которые мы наблюдаем в космосе, — например, незначительные отклонения Меркурия от стационарной орбиты, необъяснимые с точки зрения классической механики Ньютона, или искривление электромагнитного излучения далеких звезд при его прохождении в непосредственной близости от Солнца.
На самом деле результаты, которые предсказывает общая теория относительности, заметно отличаются от результатов, предсказанных законами Ньютона, только при наличии сверхсильных гравитационных полей. Это значит, что для полноценной проверки общей теории относительности нужны либо сверхточные измерения очень массивных объектов, либо черные дыры, к которым никакие наши привычные интуитивные представления неприменимы. Так что разработка новых экспериментальных методов проверки теории относительности остается одной из важнейших задач экспериментальной физики.
Относительность времени моментально приводит к подтверждению неклассического закона сложения скоростей при условии максимальности скорости света:
и то, и другое открыл, фактически, Арман Физо в 1851г.
См.вып.02 в http://samlib.ru/editors/w/wira/zhetfufnimz.shtml
_ _ _ _ _ Птолемей ХХ века
или «На всякого мудреца довольно простоты» :
http://img0.liveinternet.ru/images/attach/b/4//4056/4056146_ ptolemaeusxx.doc
http://img0.liveinternet.ru/images/attach/b/4//4056/4056148_ ptolemaeusxx.pdf
http://www.spbtalk.ru/index.php?act=Attach&type=post& ;id=34669
http://www.spbtalk.ru/index.php?act=Attach&type=post& ;id=34670
http://allmatematika.ru/e107_files/public/1375514245_6796_FT 0_ptolemaeus-xx.doc
http://sfiz.ru/datas/users/15068-1375514587_ptolemaeus-xx.do c
http://sfiz.ru/datas/users/15068-1375514587_ptolemaeus-xx.pd f
.
.
Почему берется «классическая» кинетическая энергия, и потом строятся какие-то рассуждения о предельной скорости?
ну да, кусок мозга идиота, обладая конечной массой, никогда не вылетит за гравитационный радиус!
А что излучению кто-то запрещает иметь энергию, достаточную чтобы предолеть любой барьер?
Далее, кто сказал, что вещество иссчезает бесследно? Оно может только увеличить массу черной дыры! Черная дыра обязана расти.
Ну а что касается времени, так оно замедляется НА НАШ взгляд у тех парней которые летят к дыре. Когда они летят со скоростью света к черной дыре, то для нас они стали коротышками и жизнь их остановилась в тот момент, когда они приблизились к этом радиусу, но это этого, на наш же взгляд, они не стали лететь к нему медленней!Все процессы у них пошли медленней, но сами они в наших глазах ни на грамм не стали медленней двигаться и спокойно ушли за горизонт с застывшими лицами
Несколько замечаний. Первое. Почему-то никто не обращает внимания на явное противоречие у Эйнштейна: его первый постулат о равнозначности инерциальных систем отсчета, ничем, кстати, на отличающийся от принципа относительности Галилея, перастает работать в релятивистских системах, т.е. системах, движущихся с около световыми скоростям. Там начинаются фокусы. Увеличивается масса движущегося тела. Уменьшаются пространственные и временные интервалы, что влечет за собой ничем не объяснимые уменьшение размеров тел, замедление всех физических и биологических процессов (отсюда «эффект близенцов»). Следуют эти «эффекты» из всем известных соотношений между скоростью движения и такими параметрами, как масса, размер в направлении движения, «собственное время жизни». Кстати, можно показать, что приводимые в качестве подтверждения этих эффектов опыты, можно интерпретировать иначе. При этом все эти эффекты получают вполне обычное истолкование. Подробно об этом можно прочесть в книге «Физические очерки», автор Захарченко Г.А. Книгу можно найти в ленинке и магазине «Физ-мат книга», т. 409 93 28.
Второе. По поводу эфира. Его необходимость признавал и Эйнштейн, разрабатывая свою общую теорию относительности. Но все дело в том, что понимать под эфиром. Общепринято эфиром считать специальную среду, проводящую электромагнитые поля. А что если эфиром считать обычные вещественные среды: воздух, прозрачные жидкие и твердые тела, проводящие свет, радио- и другие электромагнитные сигналы? Тогда легко объяснить все опыты по поиску специализированного «эфира» и многие другие, трудно поддающиеся объяснению. Подробно об этом в названной уже книге.
Третье. Как не хотят этого признавать некоторые критики Эйнштейна, изменения массы, длины и временного интервала происходят на самом деле, но не так, как у Эйнштейна. Это можно показать, но для этого надо рассматривать движение реального физического объекта, взаимодействующего с реальной же физической средой, а не относительное движение абстрактных координатных систем, откуда и были получены известные релятивистские соотношения. Подробнее в вышеназванной книге.
По какому пункту не проходит у понимающих вот это утверждение :
2 его вариации:
1. Допустим время есть неизменное ламинарное свойство Мира, те мы можем замедлить законы Мира, ускорить их, но не обратить их.
Тогда получается прошлое настоящее будущее полностью определено законами Мира (зМ), но так как зМ БК, вариации прошлого настоящего будущего БК. (нет судьбы, нет будущего, нет прошлого, есть только настоящее и наивероятный, но не абсолютный вариант развития).
2. Допустим время такой же параметр как и все остальные, подчиняющийся законам Мира, на который возможно оказать влияние. Если время также можно изменять, как любой параметр, то Мир окажет своим зМ, включающими в себя законы влияющие на время, что породит новый Мир (кто называет это ‘новая стрела времени’). Так как зМ и само БК, то Мир породит БК количество Миров, рождающее БК Миров.
Даже если мы сможем овладеть законами Мира-Времени (частью, БК зМ нельзя овладеть) позволяющими управлять Временем-пространством Миров, мы окажем влияние только на действующий Мир (в том в котором мы сейчас находимся). Влияние на субъективный Мир (из которого мы начали свое путешествие) мы можем оказать, если он будет действующим.
3. Для субъективного Мира нет особой разницы, действительна 1 или 2 вариация, так как моделирование Мира в 1 вариации подобна действующему Миру 2 вариации, оказанное влияние на субъективный Мир порождено моделированием или простанственно-временным изменениям.
Вариации времени оказывают влияние только на субъект, либо он находиться в смоделированном Мире, либо в другом действительном.
1. Выживает сильнейший, сильнейший значит наиболее устойчивая система.
2. Развитие для вселенной есть переход на более устойчивую систему.
3. Чем облцасть (вселенная, галактика, планетарная система, планета государство, семья, человек, аыватом, квант идт) наиболее устойчива к воздействию Мира, тем больше она распространяется.
4. Как можно глубже познать в этот Мир, как следствие, больше распространиться и оказывать на него большее влияние, чем другие.
5. Необходимо найти наиболее быстрый путь познания Мира, поглощения, обработки, преобразования его эн.
6. Субъект сам определяет для себя смысл существования, на основе полученной информации.
1. Любое действие определит, повлияет на будущее,
2. Чем большим Знаниями обладаешь, тем больше твое влияние на Мир.
3. Чем больше твое влияние на Мир, тем больше твоя ценность для Мира (в нашем социуме ценность выражена, в основном, в деньгах).
pva сайте.)
Я С БОЛЬШИМ ОПТИМИЗМОМ СМОТРЮ ВПЕРЕД, ПОЛЬЗУЯСЬ ТЕОРИЯМИ ЭЙНШТЕЙНА, И ВИЖУ ХОРОНИЕ ПЕРСПЕКТИВЫ. Правильней сказать, эти перспективы следуют из таких теорий.
«Эфир» в данном случае это некая гипотетическая среда, которая находится в промежутках между элементарными частицами. Нечто вроде физического вакуума.
Отличие понятий «эфир» и «физический вакуум» следующее: эфир имеет какое-то положение в пространстве, т.е. можно было бы сказать, что некоторое тело движется относительно эфира со скоростью, скажем, 35 метров в секунду. А вакуум конкретного положения не имеет, нельзя сказать, что скорость тела относительно вакуума такая-то.
Вторая загадка от Виктора Квитко.
Зная как устроена Формула Лоренца, можно устраивать интересные соревнования.
Сейчас я проведу чемпионат мира по легкой атлетике.
В чемпионате принимают участие две движущиеся системы
координат СК1 и СК2(два источника излучения).
Первая летит со скоростью V1 = 90000 км/сек.
Вторая летит со скоростью V2 =190000 км/сек.
После первой секунды полета каждая система координат
выставляет для участия в чемпионате своего спортсмена.
Это два высокоскоростных фотона Ф1 и Ф2.
Каждому фотону нужно пробежать ровно 300000 км.
Соревнования проходят по формуле T=C/V.
Скорость бега второго фотона формула Лоренца уже вычислила. Он будет бежать со скоростью V**= 232163,73 км/сек.
А вот первому фотону формула Лоренца выделила по теореме Пифагора скорость бега V*= 286181,76 км/сек. Сразу видно что это фаворит.
Чемпионат начинается полетом двух СК(источников излучения). Каждый пролетел со своей скоростью ровно секунду, и вот стартовали фотоны.
Первый бежал со скоростью V*= 286181,76 км/сек и дистанцию 300000 пробежал за 1,0482848 сек.
Второй бежал со скоростью V**= 232163,73 км/сек и дистанцию 300000 км пробежал за 1,2921915 сек.
Вопрос:
Почему результаты фотонов совпадают с результатами
формулы Лоренца?
Рано или поздно по теории относительности
пройдет бритва Оккама.
beta-pozytron
Теория относительности Эйнштейна: кратко и понятно
Теория относительности была представлена Альбертом Эйнштейном в начале 20-го века. В чем же состоит её суть? Рассмотрим основные моменты и понятным языком охарактеризуем ТОЭ.
Теория относительности практически ликвидировала несостыковки и противоречия физики 20-го века, заставила в корне поменять представление о структуре пространства-времени и экспериментально подтвердилась в многочисленных опытах и исследованиях.
Таким образом, ТОЭ легла в основу всех современных фундаментальных физических теорий. По сути – это мама современной физики!
Для начала стоит отметить, что существует 2 теории относительности:
Специальная теория относительности (СТО) – рассматривает физические процессы в равномерно движущихся объектов.
Общая теория относительности (ОТО) – описывает ускоряющиеся объекты и объясняет происхождение такого явления как гравитация и существование частиц гравитонов.
Понятное дело, что СТО появилась раньше и по сути является частью ОТО. О ней и поговорим в первую очередь.
СТО простыми словами
Нужно запомнить: относительно любого тела скорость света будет неизменной величиной, как бы быстро оно не двигалось.
Из этого следуют потрясающие воображение выводы вроде замедления времени, продольном сокращении и зависимости массы тела от скорости. Подробнее об интереснейших следствиях Специальной теории относительности читайте в статье по ссылке ниже.
Суть общей теории относительности (ОТО)
Чтобы лучше её понять, нам нужно вновь объединить два факта:
Мы живем в четырехмерном пространстве
Пространство и время – это проявления одной и той же сущности под названием «пространственно-временной континуум». Это и есть 4-мерное пространство-время с осями координат x, y, z и t.
Мы, люди, не в состоянии воспринимать 4 измерения одинаково. По сути, мы видим только проекции настоящего четырехмерного объекта на пространство и время.
Что интересно, теория относительности не утверждает, что тела изменяются при движении. 4-мерные объекты всегда остаются неизменными, но при относительном движении их проекции могут меняться. И мы это воспринимаем как замедление времени, сокращение размеров и т. д.
Все тела падают с постоянной скоростью, а не разгоняются
Давайте проведём страшный мысленный эксперимент. Представьте, что вы едете в закрытой кабине лифта и находитесь в состоянии невесомости.
Такая ситуация могла возникнуть только по двум причинам: либо вы находитесь в космосе, либо свободно падаете вместе с кабиной под действием земной гравитации.
Не выглядывая из кабинки, абсолютно невозможно отличить два этих случая. Просто в одном случае вы летите равномерно, а в другом с ускорением. Вам придется угадывать!
Возможно, сам Альберт Эйнштейн размышлял над воображаемым лифтом, и у него появилась одна потрясающая мысль: если эти два случая невозможно отличить, значит падение за счет гравитации тоже является равномерным движением. Просто равномерным движение является в четырехмерном пространстве-времени, но при наличии массивных тел (например, планет Солнечной системы) оно искривляется и равномерное движение проецируется в обычное нам трёхмерное пространство в виде ускоренного движения
Давайте рассмотрим еще один более простой, хоть и не совсем корректный пример искривления двухмерного пространства.
Можно представлять, что любое массивное тело под собой создает некоторую образную воронку. Тогда другие тела, пролетающие мимо, не смогут продолжить свое движение по прямой и изменят свою траекторию согласно изгибам искривленного пространства.
Кстати, если у тела не так много энергии, то его движение вообще может оказаться замкнутым.
Стоит отметить, что с точки зрения движущихся тел они продолжают перемещаться по прямой, ведь не чувствуют ничего такого, что заставляет их повернуть. Просто они попали в искривленное пространство и сами того не осознавая имеют непрямолинейную траекторию.
Нужно обратить внимание, что искривляется 4 измерения, в том числе и время, поэтому к этой аналогии стоит относиться осторожно.
Таким образом, в общей теории относительности гравитация – это вообще не сила, а лишь следствие искривление пространства-времени. На данный момент эта теория является рабочей версией происхождения гравитации и прекрасно согласуется с экспериментами.
Удивительные следствия ОТО
Световые лучи могут искривляться, пролетая вблизи массивных тел. Действительно, в космосе найдены далёкие объекты, которые «прячутся» за другими, но световые лучи их огибают, благодаря чему свет доходит до нас.
Согласно ОТО чем сильнее гравитация, тем медленнее протекает время. Этот факт обязательно учитывается при работе GPS и ГЛОНАСС, ведь на их спутниках установлены точнейшие атомные часы, которые тикают чуть-чуть быстрее, чем на Земле. Если этот факт не учитывать, то уже через сутки погрешность координат составит 10 км.
Именно благодаря Альберту Эйнштейну вы можете понять, где по близости располагается библиотека или магазин.
И, наконец, ОТО предсказывает существование черных дыр, вокруг которых гравитация настолько сильна, что время вблизи просто напросто останавливается. Поэтому свет, угодивший в черную дыру, не может её покинуть (отразиться).
В центре черной дыры из-за колоссального гравитационного сжатия образуется объект с бесконечно большой плотностью, а такого, вроде как, быть не может.
Таким образом, ОТО может приводить к весьма противоречивым выводам в отличие от Специальной теории относительности, поэтому основная масса физиков не приняла её полностью и продолжила искать альтернативу.
Но многое ей и удаётся предсказывать удачно, примеру недавнее сенсационное открытие гравитационных волн подтвердило теорию относительности и заставило вновь вспомнить великого учёного с высунутым языком. Любите науку, читайте ВикиНауку.
«Все тела падают с постоянной скоростью, а не разгоняются»
Щито?! Ускорение свободного падения Вам ни о чем не говорит?
ИМХО, самое простое объяснение сути теории относительности:
«Длина минуты зависит от того, с какой стороны двери туалета Вы находитесь.»
ПТЕРОЗАВРЫ, ИЗМУЧЕННЫЕ АРТРИТОМ
Когда мы видим окаменелости вымерших животных в музеях, в документальных фильмах или на картинках, мы ненароком можем задаться вопросом: как учёные поняли, что этот элемент скелета двигался или располагался так, а не иначе?
Так, например, люди думают, что у динозавров лапки были направлены ладонью вниз, но исследования палеонтологов показали, что это было не так. Подробнее по этой теме написано тут.
Примеров таких хитростей колдунов ученых можно найти множество и сегодня мы поговорим о пути по которому специалисты поняли, как птерозавры могли сгибать запястья. В одно время в научной сообществе были дискусии на счёт того, как сильно могли сгибать птерозавры свои запястья? Диапозон движения запястья вызывал много споров. Одни считали, что сустав, расположенный между проксимальной синкарпальной костью и дистальной синкарпальной костью ограничивал все движение, другие выдвигали противоположные гипотезы.
Одно из исследований, расставивших все точки на i в этом вопросе было опубликовано в 2008 году. Тогда палеонтолог Мэтью Уилкинсон с помощью 3D моделирования смог показать, что запястье могло сгибаться до 50 градусов. [1]
В пользу данной гипотезы говорит и очень любопытное исследование, опубликованое за 5 лет до статьи Уилкинсона. [2] В нём исследовался артрит у птерозавров. У некоторых птерозавров суставы были изношены до такой степени, что автор статьи их сравнил с артритом у лошадей. Это показало то, что конечности у птерозавров были очень подвижны и тут всплывают 2 вопроса.
Зачем птерозаврам нужны были такие подвижные конечности?
И как так получилось, что суставы могли быть настолько повреждены?
За счёт такой подвижности суставов птерозавры могли увеличить свою скорость. И это обстоятельство могло создать нагрузку на суставы. Также эту нагрузку могло испытывать запястье при взлёте.
Мы можем представить себе старую особь птерозавра, измученную артритом. Этому животному сложно взлетать и сложно передвигаться. Достаточно печальное зрелище, особенно для такого поражающего любое воображение животного. Впрочем вряд ли много этих существ доживали до старости.
Но не будем о грустном. Данные факты показывают, что ответы на вопросы о том, как могло двигаться то или иное животное кроются в мелочах. Где-то в следах, оставленных динозаврами, где-то в артрите у птерозавров.
И в свою очередь факт артрита у птерозавров в очередной раз показывает, что конструкция любых животных, будь то вымерших или современных неидеальна. Везде есть свои изъяны, и нет совершенных организмов, чтобы об этом не говорили отрицатели теории эволюции.
Ответ на пост «Батя показывает фокус»
Для информации, может кому пригодится.
Время в чёрной дыре
Что такое световые конусы? В чём разница между временем и пространством? Почему время и пространство меняются ролями внутри чёрной дыры? Что такое диаграмма Пенроуза? В видео от ScienceClic в моей озвучке.
Классическая механика – физик Кирилл Половников
Как Галилей экспериментально подтвердил 1-й закон Ньютона ещё до его формулировки? Как развивалась классическая механика? Какой вклад сделали Галилео Галилей и Исаак Ньютон в её развитие? Как звучат законы классической механики? Рассказывает Кирилл Половников, кандидат физико-математических наук, популяризатор науки, стипендиат фонда «Династия».
Жизнь миллиард лет назад – биогеохимия и классическая палеонтология о составе лахандинской биоты
Палеонтологи из научных учреждений России, Германии и Австралии продолжают изучение уникального местонахождения древнейших организмов на юго-востоке Сибири – лахандинского лагерштетта возрастом более 1 миллиарда лет. Исследование морфологических признаков ископаемых остатков позволило выявить в комплексе лахандинской биоты восемь достоверных эукариотных форм. Но биохимический анализ остатков органического вещества вмещающих пород показывает полное отсутствие стеранов – диагностических биомаркеров ядерных организмов. Полученные результаты подтверждают гипотезу о подчиненной роли эукариот в морских экосистемах мезопротерозоя.
Эукариоты лахандинской биоты: а, б – нитчатые Palaeovaucheria clavata; в – анастомозный бесклеточный таллом Aimonema ramosa; г, д – орнаментированные Valeria lophospriata; е, ж – акантоморфные Trachyhystrichosphaera aimika; з, и – спорангиеподобные Caudosphaera expansa; к, л – неописанная форма; м, н – прорастающие споры Jacutianema solubila
Лахандинский лагерштетт, уникальное местонахождение древнейших организмов, расположенное на границе Якутии и Хабаровского края, было открыто отечественными палеонтологами в середине XX века. Глинистые породы лахандинской серии возрастом 1030–1000 миллионов лет обнажаются здесь вдоль р. Мая, в ее береговых обрывах. Благодаря редкому сочетанию химических, экологических и геологических факторов в этих породах сохранились разнообразные бесскелетные микроорганизмы. Их изучение имеет важнейшее значение для ответа на ряд фундаментальных вопросов палеонтологии докембрия: кем были древнейшие организмы доскелетной эры, как они выглядели, как питались и размножались, в каких условиях обитали?
Комплексные исследования специалистов из Палеонтологического института им. А.А. Борисяка РАН (Москва), Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН (Новосибирск), Технологического университета Суинберна (Хоторн, Австралия) и Университета Эберхарда и Карла (Тюбинген, Германия), включающие как классические – сравнительно-морфологические методы палеонтологии, так и новейшие техники в области геохимии и биохимии, позволили уточнить таксономический состав лахандинского комплекса микроорганизмов и выяснить соотношение прокариотической и эукариотической составляющих в биоте.
Используя современные критерии определения ядерных организмов в ископаемой летописи (в первую очередь – сложность морфологической организации и размер организмов), среди более двух десятков описанных эукариот достоверно к ядерным организмам отнесено восемь форм: Valeria lophostriata, Trachyhystrichosphaera aimika, Aimonema ramosa, Palaeovaucheria clavata, Caudosphaera expansa, Germinosphaera bispinosa, Jacutianema solubila и новый вид рода Ourasphaira.
В то же время проведенный анализ биомаркеров из аргиллитов лахандинской серии демонстрирует незначительное присутствие следов гопанов и полное отсутствие стеранов – диагностических биомаркеров эукариот. Такой результат может подтверждать идею о подчиненной роли эукариот в функционировании морских экосистем мезопротерозоя. Однако анализ термической зрелости органического вещества демонстрирует, что оно было подвергнуто значительному термическому стрессу, который привел к утрате диагностических признаков, необходимых для выявления стеранов.
Исследование акцентирует внимание на ограничениях в использовании биомаркеров для интерпретации систематического положения ископаемых остатков из отложений, подвергшихся термическому воздействию, и показывает, что наиболее надежным методом в определении систематического состава древнейших микроорганизмов из протерозойских отложений остается сравнительно-морфологический подход.
Публикация: Шувалова Ю.В., Наговицин К.Е., Дуда Я.-П., Пархаев П.Ю. Древнейшие эукариоты лахандинской биоты (мезопротерозой, юго-восточная Сибирь) – морфологические и биогеохимические данные // Доклады РАН. Науки о жизни. 2021. Т. 500. С. 407–413.
Энтропия и стрела времени
Что такое энтропия? В каких областях она используется? И как она объясняет направление, в котором происходят преобразования? Об этом в видео от ScienceClic
На Полярном Урале выпустили на волю редких овцебыков
Пятнадцать особей редких овцебыков выпустили на волю в Приполярном Урале.
Эти крупные коренастые животные с невероятно густой шерстью (которая в восемь раз теплее овечьей) когда-то населяли Ямал. И вот уже более двадцати лет в арктическом регионе восстанавливают их популяцию
Видео выбегающих с территории питомника овцебыков разместил в соцсетях губернатор автономного округа Дмитрий Артюхов.
Теория струн
Как описать гравитацию на квантовом уровне? Почему существуют разные частицы? Как можно проверить существование дополнительных измерений? Ответы в этом видео от ScienceClic.
Автор: Антон Мерзляков
Как известно, советское руководство уделяло освоению космоса, военной и тяжелой промышленности особое внимание в сравнении с производством товаров «народного потребления». Но даже при таком раскладе некоторые амбициозные проекты так и не были реализованы. Иногда не хватало финансирования, иногда силы решали перебросить на более, как тогда казалось, перспективные направления. В этом материале мы расскажем, как не дошел до воплощения один из подобных проектов — по разработке и запуску «тяжелого межпланетного корабля».
«Как появилась идея создания межпланетного космического корабля»
Насчет частичного освоения (ну или хотя бы посещения) Марса, четвертой планеты Солнечной системы, человечество размышляет уже не первый десяток лет. Понятно, что подобные планы строили и советские инженеры и конструкторы, особенно после успешных запусков первых в своем роде космических спутников и выхода человека в околоземное пространство. Не стоит забывать и о космической и военной гонке, разворачивавшейся между СССР и США.
В общем, к началу 1960-х годов в Союзе начали всерьез задумываться о создании так называемого тяжелого межпланетного корабля, или ТМК. Как понятно из названия, его основным предназначением виделись долговременные космические экспедиции с высадкой космонавтов на ближайших к Земле планетах — сначала на Марсе, а впоследствии и на Венере.
Амбициозно? Не то слово. Особенно с учетом того, что начать осуществление таких полетов предполагалось уже к середине 1970-х годов (напомним, что на Марс человек не попал и по сей день — экспедиция отправится к планете в лучшем случае в 2025 году силами компании SpaceX Илона Маска).
При этом к концу 1950-х — началу 1960-х вывести в космос межпланетный корабль (если предположить, что его разработка вполне реальна) способны были только сверхтяжелые ракеты. У СССР на тот период была всего одна подобная ракета — Р-7. На такой на орбиту выводили первые спутники и собак Белку и Стрелку, а также «Восток» с Юрием Гагариным.
Так появилась необходимость в разработке более совершенной и мощной ракеты. В книге «Марсианский проект Королева» (есть в свободном доступе) инженер-конструктор Владимир Бугров вспоминает: «На основании постановления правительства от 23 июня 1960 года С. П. Королев вместе с большой кооперацией смежных организаций, привлеченных к этим работам, со своими соратниками В. П. Мишиным и М. К. Тихонравовым приступил к созданию ракеты Н1 и тяжелого межпланетного корабля».
«Как, по задумке исследователей, должна была выглядеть ракета-носитель Н1»
В той же книге одна из глав открывается такими словами, описывающими основные характеристики и компоновку как самого корабля, так и ракеты-носителя: «Облик марсианского пилотируемого ракетно-космического комплекса (МПРКК) окончательно сформировался к 1964 году — лишь на четвертый год проектирования. Он состоял из двух основных частей: марсианского пилотируемого космического комплекса (МПКК) — для полета экипажа к Красной планете, высадки на ее поверхность и возвращения на Землю (иногда тяжелый межпланетный комплекс называли ТМК) — и межпланетного ракетного комплекса (МРК), где в качестве основного элемента использовалась трехступенчатая ракета-носитель Н1, а также имелись технический, стартовый комплексы и другие наземные сооружения».
«Википедия» уточняет: H1 — советская ракета-носитель сверхтяжелого класса, которая должна была оказаться способна выводить на орбиту с Земли 80 тонн груза. Разрабатывалась с начала 1960-х годов в ОКБ-1 (нынешняя РКК «Энергия») под руководством академика Сергея Королева. Сейчас Н1 известна скорее благодаря планам по ее использованию в советской лунно-посадочной пилотируемой программе (последнюю позже также закрыли, так и не достигнув целевого результата). Но в самом начале 1960-х, когда только планировали постройку межпланетного космического корабля, идеи вроде «Быстрее, выше, сильнее» процветали, существенного недостатка в финансировании еще не было, так что выводить ТМК в космическое пространство должна была именно эта сверхтяжелая ракета.
«В чем заключалась разница подходов двух ученых, параллельно работавших над проектом ТМК»
Сам межпланетный космический корабль также предлагался в двух вариантах. Описанный выше проект — авторства Константина Феоктистова, инженера-разработчика и летчика-космонавта. Если коротко, то он был максимально амбициозен и, как выяснилось, существенно опережал не только свое время (проект представляли в 1962—1964 годах), но и наше.
Тяжелый межпланетный корабль в вариации 1963 года. Иллюстрация: «Марсианский проект Королева»
Так, ТМК Феоктистова должен был собираться на околоземной орбите с последующим разгоном к Марсу и предполагал высадку на поверхность планеты двух космонавтов (полная численность экипажа — три человека). Интересно, что двигатели корабля изначально должны были использовать «электрореактивную двигательную установку с ядерным реактором (ЯЭРДУ)».
В книге Бугрова процесс описывается так: «В результате ядерной реакции горючее превращается в высокотемпературный газ, истечение которого из сопла с очень высокой скоростью создает тягу. ЭРДУ создает значительно меньшую по сравнению с ЖРД тягу, но за счет длительного включения, постепенно наращивая скорость и раскручивая комплекс в течение нескольких месяцев на околоземных орбитах, может обеспечить его разгон к Марсу. Таким же образом предполагалось выполнять операции при переходе на орбиту спутника Марса и при старте с нее».
С учетом того, что подобная марсианская экспедиция получилась бы достаточно продолжительной (если отталкиваться от заданной траектории полета с возвращением в район Земли, получается не менее двух-трех лет), проект ТМК Феоктистова предполагал разработку систем жизнеобеспечения, регенерации кислорода и производства еды прямо во время миссии.
Вот некоторые цитаты из книги с описанием нескольких блоков ТМК:
«Главным фактором, определявшим облик и конструкцию, являлась длительная невесомость. Бороться с ней пытались путем создания искусственной тяжести за счет вращения корабля вокруг центра масс».
«Снизить необходимость обеспечения экипажа пищей можно только за счет воспроизводства на борту. Для этого разрабатывался специальный замкнутый биолого-технический комплекс (ЗБТК)».
«В состав ЗБТК также входили хлорельный реактор, ферма с животными — кроликами или курами, от которых впоследствии отказались, — и система утилизации отходов с запасами реактивов».
Вариация ТМК от Глеба Максимова, советского ученого и инженер-конструктора, была более приземленной и не предполагала высадки космонавтов на Марс.
Задумывалось создание «небольшого по массе корабля, рассчитанного на трех членов экипажа, с исследованием на пролетной траектории и без посадки на его поверхность или без выхода на околомарсианскую орбиту с последующим возвращением корабля в район Земли с посадкой отделяемого спускаемого аппарата». В состав такого корабля хотели включить «жилой, рабочий (со шлюзом для выхода в открытый космос), биологический, агрегатный отсеки, спускаемый аппарат и корректирующую двигательную установку».
Интересно, что этот вариант предполагал создание так называемого наземного экспериментального комплекса (НЭК), и эту идею даже реализовали. С этой целью разработали специальный полноразмерный макет ТМК, с чем помогал основанный в 1963 году Институт космической биологии и медицины (впоследствии Институт медико-биологических проблем).
В книге с воспоминаниями Бугрова заявляется, что НЭК «содержал все необходимые системы для имитации условий длительного межпланетного полета (кроме невесомости) и обеспечения жизнедеятельности экипажа в этих условиях». Именно в НЭКе в 1967—1969 годах установили образец тяжелого межпланетного корабля, в составе которого проходили наземную отработку «бортовые системы жизнеобеспечения, радиационной защиты, спасения в аварийных ситуациях, сбора и обработки экологической и медико-биологической информации и многие другие».
«Почему проекты межпланетных космических кораблей так и не были реализованы»
Если коротко, советское руководство решило, что освоение Луны является более перспективным направлением (тем более что США делали в этом значительные успехи, а космическую гонку между двумя сверхдержавами никто не отменял). Вторая причина кроется в смерти Королева, после чего успешно «продавливать» идеи по экспедициям к Марсу или Венере (а в теории и к другим планетам) ни у кого не получалось. Да и сама эта идея к середине 1970-х слегка устарела.
Впрочем, сыграли свою роль и испытательные запуски сверхтяжелой ракеты Н1, произведенные на космодроме Байконур (всего их было четыре): все они оказывались неудачными, сбои происходили еще на этапе работы первой ступени. В общем, активную работу над Н1 полностью свернули уже к 1976 году. По сути, это и поставило крест что на марсианской, что на лунной программе СССР — к тому моменту советская космонавтика переходила к идеям долговременных орбитальных станций.
Автор: Антон Мерзляков
Фото: носят иллюстративный характер
Пламя свечи в электрическом поле
Пчёлы
Этим парнем был.
История Земли за 24 часа
Мы часто рассуждаем про далекий космос, неведомые миры и непостижимые законы, забывая обращать внимание на то, что рядом – наш дом. Давайте исправим эту оплошность и поговорим про старушку Землю. Именно старушку – вы сейчас поймете, насколько она не молода. Наша планета существует треть времени жизни Вселенной и за это время повидала немало. Чтобы не путаться в огромных цифрах, давайте сравним историю Земли с сутками.
Итак, 4 миллиарда 567 миллионов лет назад запустились наши образные 24 часа – молодая звезда по имени Солнце оставила после своего рождения тот еще беспорядок. Пространство было заполнено плотным газом и пылью, образующими вращающийся вокруг нового светила протопланетный диск. Области диска с бОльшим количеством вещества притягивали к себе газ и пыль, наращивая массу и становясь все плотнее. С ростом массы зарождающаяся планета, как снежный ком, притягивала больше вещества.
Прошло всего 6 минут (20 миллионов лет), а наша Земля превратилась из протопланеты в самостоятельный объект молодой Солнечной системы. Да уж, она точно не была похожа на тихую голубую планету, какой мы видим ее сейчас. Это был настоящий ад: вся поверхность Земли была раскалена и расплавлена. Один сплошной океан лавы, в который непрерывно что-то сыпалось из космоса. Планета то и дело сталкивалась с маленькими и большими космическими телами. Есть мнение, что одно из таких столкновений привело к появлению Луны в 00:12 часов по нашему образному времени.
К 3 часам утра планета остыла достаточно, чтобы на ней начал конденсироваться пар, образуя гидросферу. Тут и там начали появляться моря, температура которых доходила до +90°С. Тяжелая бомбардировка метеоритами уже почти завершилась и примерно в это же время на Земле начала появляться примитивная жизнь. Планета все еще не выглядела дружелюбной: кипящие моря и лавовые реки не кончались. Непрерывный вулканизм выбрасывал тонны вещества из недр, наполняя атмосферу углекислым газом, азотом и водяным паром.
В промежутке между 03:00 и 05:30 появляются первые доядерные организмы – прокариоты. У этих примитивных одноклеточных нет даже ядра, но они успешно населяют остывающую планету, которая все больше становится пригодной к жизни. К 09:20 появляется полноценная земная кора, способная формировать континенты. В это же время бактерии познали, что такое фотосинтез. Благодаря этому атмосфера медленно начала наполняться кислородом. Но таким новшеством бактерии сами себя загнали в ловушку, изменив облик Земли до неузнаваемости.
Уже в 11 часов утра случилась так называемая Кислородная катастрофа. Бактерии увеличили концентрацию кислорода и уменьшили количество метана и углекислого газа, которые создавали парниковый эффект. Температура опустилась настолько, что буквально вся Земля превратилась в один большой снежный шар. Лед был даже на экваторе. Гуронское оледенение – так назвали этот период, закончилось лишь в час дня, продлившись 300 миллионов лет. С началом потепления произошел скачок в эволюции, и у простейших появилось ядро в клетке. Наступила эпоха эукариотов.
Долгое время на Земле царило великое затишье. С 14:30 до 20:15 не происходило абсолютно ничего. Ученые назвали этот период «скучный миллиард». Он начался 1,8 миллиарда лет назад и закончился 720 миллионов лет назад. В эволюции жизни не происходили очевидные скачки, да и климат оставался одинаковым на протяжении всего этого времени. Идиллию нарушил очередной ледниковый период, который опять произошел из-за повышения уровня кислорода. Продлился он недолго: начавшаяся в 20:40 вулканическая деятельность вновь запустила парниковый эффект, что спровоцировало дальнейшую эволюцию жизни.
Дальше счет идет «на минуты»:
21:48 – образуются Уральские горы, появляются первые земноводные.
22:07 – первые деревья и семена. Это дало возможность растениям быстро распространиться по всей суше. Появились первые пресмыкающиеся.
22:25 – произошло самое массовое вымирание за всю историю жизни на Земле. За 20 тысяч лет исчезло 95% всех видов растений и животных на суше и в океане. Ученые до сих пор не могут установить причину этой катастрофы. На восстановление разнообразия жизни ушло более 30 миллионов лет. Но исчезновение одних видов, дало возможность развития других.
22:40 – появляются первые динозавры.
22:56 – первые сумчатые млекопитающие. Расцвет эпохи динозавров.
23:03 – суперконтинент Пангея разделился на два континента – Лавразию и Гондвану. Начался дрейф материков.
23:12 – первые птицы.
23:18 – первые цветковые растения.
23:39 – произошла еще одна катастрофа – вымирание динозавров.
23:42 – первые парнокопытные и древние киты.
23:52 – появление первых человекообразных обезьян.
…За 80 секунд до полуночи появляются австралопитеки, за 15 секунд – предки добывают огонь, а за 4 секунды – появляется человек разумный, который всего за 0,3 секунды до конца суток успевает населить Северную и Южную Америку.
Начался новый день. Сегодняшний день. Что он нам принесет? Поживем – увидим.
Пошла первая секунда.
Поставьте лайк, если задумались, что динозавры вымерли всего 20 минут назад и подписывайтесь, если еще не с нами.
Космос – это интересно!
Тайна снежинок (Veritasium)
Какие тайны скрывает процесс образования снежинок, обеспечивающий такое широкое разнообразие форм и сложность узора? Как выращивать снежинки в лабораторных условиях, влияя всего на два параметра: температуру и влажность, чтобы приблизиться к пониманию того, как работает формообразование кристаллов льда?
«Эй! Нас кто-то слышит?». Послания внеземному разуму
METI (Messaging to Extra-Terrestrial Intelligence) – послания человечества вероятным внеземным цивилизациям и попытки найти равных себе. Найти тех, кто способен понять, расшифровать, ответить. Попытки убедиться, что мы не единственные в этом бесконечном океане Вселенной. Ведь неизвестно, какая мысль страшнее: существует ли кто-то еще или… мы одни?
Ладно, страшилки в сторону. Сегодня максимум о том, как люди искали и ищут инопланетян.
Все отправленные нами послания можно разделить на 2 категории: вещественные и радиопослания.
Вещественные – это послания аппаратов «Пионер-10» и «Пионер-11», которые содержат рисунок мужчины и женщины, двоичный код, наше положение в Галактике и схему Солнечной системы. Кроме того, были послания на борту аппаратов «Вояджер-1» и «Вояджер-2», о которых я писал уже дважды. Позолоченные пластинки, содержащие звуки природы, голоса людей, музыку и обращения президентов.
Проблема таких «бандеролей» в том, что скорость аппаратов недостаточна для перемещения в межзвездных масштабах. Перелет даже к ближайшей звезде потребует десятки тысяч лет. Такой формат «общения» точно не подойдет.
И знаете то чувство, когда пишешь большое сообщение, стараешься, а с той стороны прилетает просто «ок»? А теперь представьте этот убитый диалог, но только растянутый на сотню тысяч лет.
Мда. Нужно что-то поинтересней.
Здесь все гораздо проще: записываем, отправляем, ждем. В настоящее время известно 56 звездных систем на удалении до 20 световых лет от Солнца. А значит, если послать сигнал (который движется со скоростью света) даже к самой дальней из этих звезд, то ответ от возможной цивилизации вернется через 40 лет, что вполне укладывается в одну человеческую жизнь. А «общение» с ближайшей звездной системой Альфа Центавра, может происходить с задержкой менее 9 лет (4,3 св.года в одну сторону и столько же в другую).
Первый в истории осмысленный радиосигнал, адресованный внеземным цивилизациям, был отправлен в 1962 году. 19 ноября советские астрономы отправили в космос одно лишь только слово: «МИР». Потом подумали и через неделю добавили: «ЛЕНИН» и «СССР». Послание даже не было адресовано определенной звезде или системе. Его просто «крикнули» в космос, как этакий порыв души. Отправляли тем, что знали, – азбукой Морзе. Точку и тире передавали скачками частоты радиосигнала. Точка длилась 10 секунд, тире – 30.
В 1974 году астрономы вновь повторили эксперимент, но уже с помощью радиотелескопа Аресибо – одного из крупнейших радиотелескопов в мире, который находится в Пуэрто-Рико. В этот раз «стреляли» уже осознанно и целились в шаровое звездное скопление в созвездии Геркулеса. Оно находится от нас в 25000 св.лет, так что если адресат и существует, то получит он сообщение только ближе к 27000 году. Автором сообщения стал Карл Саган, который закодировал рисунок в бинарный код. Изображение похоже на экран Тетриса и содержит в себе числа от 1 до 10, переведенные в двоичную систему, некоторые химические элементы, информацию о ДНК, рисунок человека и изображение самого Аресибо.
В сообщении была целая энциклопедия о нашей планете, земной жизни и людях. Финансирование было минимальным и в проект включили коммерческую составляющую: каждый желающий, за определенную плату мог отправить свое небольшое обращение. 50 тысяч коротких сообщений типа: «Всем кто слышит – привет!», «Живите долго и счастливо!», «Бразилия – чемпион», «Вы не одни» – все это полетело в космос закодированным сигналом, общей длиной около 2 миллионов двоичных символов. Послания направили в разные точки неба: к созвездию Лебедя и Андромеды, Ориона и Кассиопеи. Даже к Большой медведице. Все они до сих пор летят сквозь космос и достигнут своих целей в период с 2036 по 2069 годы. Ну что же, будем ждать ответ.
В 2001 году в космос запустили целый музыкальный концерт. Он был разбит на блоки и отправлен к 6 звездным системам с помощью мощного радиотелескопа в Евпатории. Концерт исполняли дети, поэтому сообщение так и нарекли «Детское послание». Ребята исполнили множество произведений, начиная от «Калинки-Малинки», заканчивая шедеврами Вивальди и Рахманинова. Если у инопланетных существ есть уши и они способны слышать, то с музыкой землян они познакомятся не раньше 2057 земного года.
Радиотелескоп в Евпатории
Конечно, без критики не обошлось. Многие ученые и примкнувшие к ним писатели-фантасты полагают, что такие эксперименты могут привлечь к нам внимание недружественных инопланетян и привести к вторжению воинствующих цивилизаций. Даже сам Стивен Хокинг предупреждал об опасности контакта с потенциальными внеземными цивилизациями, сравнивая их с прибытием Колумба в Америку (с плачевно известными последствиями для коренных народов).
Сторонники посланий уверяют в безопасности таких адресных сообщений, утверждая, что развитые цивилизации, способные добраться до нас сквозь такие огромные расстояния, настолько развиты, что и без всяких радиопосланий знают о нашем существовании. Если бы в их планах был захват или уничтожение человечества, то «Земной привет» никак не повлиял бы на их планы. Кроме того, с момента изобретения радио и телевидения, наша цивилизация стала мощным источником излучений, направленных во все стороны космоса. Так что все эти осмысленные приветствия – лишь капля в море информационного шума небольшой планеты с названием Земля.
А как вы думаете, стоит ли проводить такие эфиры?
Напишите свое мнение в комментариях.
Ставьте лайк, если понравилась статья и подписывайтесь, если еще не с нами!
Космос – это интересно!
Почему гелий меняет наш голос, а также что такое инертные газы
На уроках химии мы слышали об инертных газах. Их еще называют благородными, такое красивое название было дано не с проста, ведь все инертные газы, а именно гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, а также радиоактивные радон и оганесон обладают очень низкой химической активностью, их соединения с другими веществами существуют лишь в специальных, экстремальных условиях, а значит, эти газы не горят и не поддерживают горение, более того, не имея цвета, запаха и вкуса они не токсичны для человека, их вообще как будто нет, настоящее благородство!)
Но это не совсем так, инертные газы хоть и не отравляют человека, но наркотически действуют на него, однако это не относится к гелию и неону, поскольку их наркотический эффект проявляется при очень повышенном давлении, впрочем, поэтому наркоманы и не дышат шариками с гелием.
Интересным фактом является то, что инертные газы переходят в жидкое состояние при экстремально низких температурах, при этом почти сразу после переходя в твердое состояние. Таким образом разница между температурой кипения и плавления у веществ состовляющих инертные газы 2-5, максимум 10 градусов.
Вообще гелий удивителен. Во Вселенной он второй по распространенности после водорода, но на Земле существует в совсем малых количествах, однако не беспокойтесь, на надувание шариков всем хватит). Из за практически самого малого размера атомов гелия, они почти не сталкиваются друг с другом, когда гелий находится в газообразном состоянии, что делает гелий идеальным газом (идеальный газ это такая теоретическая модель, можете посмотреть о ней в Википедии подробнее).
Еще одна занимательная вещь, что гелий, как и все инертные газы светится при пропускании через него электрического тока. Причем при изменении давления внутри газа, можно менять его цвет. Это связанно с тем, что с увеличением давления, электроны начинают чаще сталкиваться с атомами гелия и общая энергия вещества увеличивается, приводя к изменению цвета. Так гелий может светиться желтым, розовым, оранжевым и зеленым цветами.
Но мы то все знает гелий как веселый газ, смешно изменяющий наш голос. Почему так происходит? Тут нужно разобраться, что вообще такое звук, издаваемый нами при выдохе.
По простому звук есть колебание молекул или других мельчайших частиц среды, улавливаемое нашим ухом. Такой средой является воздух. Когда мы издаем какие либо звуки, наши голосовые связки вибрируют, создавая колебания среды, то есть воздуха. Чем чаще колеблятся связки, тем выше высота звука. Если мы вдохнем вместо воздуха гелий, он станет средой для распространения звука. Но из за гораздо меньшей плотности гелия, он создает меньшее давление на голосовые связки, чем воздух, позволяя им вибрировать быстрее и издавать более тонкий звук.
Так, для понижения голоса можно вдохнуть плотный газ, например фторид серы, он в 5 раз тяжелее воздуха и сильно понижает частоту колебаний голосовых связок, позволяя Вам говорить как Халк:).