Версия для печати темы

Автор: DimmiYur 21.4.2018, 12:19

Давно хотел разместить посты из телеграм-канала "Тайны Космоса" да все как-то руки не доходили.

"Тайны Космоса". Космос — это всё, что есть, что когда-либо было и когда-нибудь будет. Авторский канал о космосе и всем, что с ним связано. ‌

(Канал ведет профессор МГУ, астрофизик - в крайнем случае такую инфу выдает поиск в Интернете, хотя многие статьи можно найти на других ресурсах и подписаны они разными авторами. Но суть не в этом. Главное что написано доступно и интересно, а кто автор - пусть сами между собой разбираются. З.Ы. Могу дать ссылку на ЖЖ человека из которого "потырено" много "авторского" материала на канале.) К сожалению весь материал выложить не смогу: много картинок которые надо пересохранить на сторонние ресурсы, а потом выкладывать сюда, много gif`ок - а мне лень начинать эти танцы с бубном)) Но, надеюсь, и выложенного будет достаточно.

Итак начнем

******************************************************************


Самая большая звезда во Вселенной известная науке
October 08, 2017

Сверхгигант UY Щита, которая находится в галактике "Щит" является самой крупной звездой из наблюдаемых в наши дни. UY Щита удалён от нас на 9500 световых лет и наблюдается как тусклая переменная звёздочка, различимая в небольшой телескоп. По оценкам астрономов, её радиус превышает 1700 радиусов Солнца, а в период пульсации этот размер может увеличиться до целых 2000. Да, иногда звезды пульсируют и меняются в размерах, звучит странно, соглашусь

Получается, помести такую звезду на место Солнца, то ее границы упирались бы в орбиту Сатурна, а Юпитер был бы съеден ею Если представить нашу Землю как гречневую крупицу, а Солнце – арбуз, то диаметр UY Щита будет сопоставим с высотой Останкинской телебашни.


UY Щита по сравнению с орбитой Юпитера

Чтобы облететь такую звезду со скоростью света понадобится целых 7-8 часов. Вспомним, что свет, испущенный Солнцем, доходит до нашей планеты всего за 8 минут. Если лететь с той же скоростью, с какой МКС за полтора часа совершает один оборот вокруг Земли, то полёт вокруг UY Щита продлится почти пять лет. Теперь представим эти масштабы, учитывая, что МКС летит в 20 быстрее пули и в десятки раз – пассажирских авиалайнеров.


Размер UY Щита по сравнению с солнцем

Однако все гигантские звёзды являются крайне нестабильными и короткоживущими. Такие звёзды могут жить считанные миллионы, а то и вовсе сотни тысяч лет. Поэтому, наблюдая гигантскую звезду в другой галактике, можно быть уверенным, что сейчас на её месте пульсирует нейтронная звезда или искривляет пространство черная дыра, окруженная остатками сверхнового взрыва. Будь такая звезда даже в тысячах световых лет от нас нельзя быть полностью уверенным в том, что она до сих существует или осталась тем же исполином.

Автор: DimmiYur 21.4.2018, 12:23

Тайны черных дыр: 6 занимательных вопросов астрофизикам
Тайны Космоса October 11, 2017



Красота черных дыр завораживает. И все же что такое черная дыра с точки зрения традиционной физики? Рассказывает Кип Торн, физик-теоретик и автор книги «"Интерстеллар". Наука за кадром». Спорим, вы об этом не знали?

Впервые реалистично черные дыры показали в голливудском фильме «Интерстеллар». Их внешний вид был рассчитан с помощью уравнений — этим занимался Кип Торн, будучи научным консультантом картины. Раньше режиссеры и создатели спецэффектов полагались больше на фантазию, чем на науку. Но и сегодня вопрос о том, как устроены черные дыры и каковы их свойства, остается открытым.

Даже Стивен Хокинг, гений и один из основных исследователей этого удивительного явления, недавно опроверг собственную теорию, предложенную 30 лет назад. Еще не так давно считалось, что черная дыра уничтожает все, что затягивает внутрь себя. Хокинг же предположил, что черная дыра — дверь в альтернативную Вселенную. Так ли это? Ученым еще предстоит проверить. А пока мы узнаем у Кипа Торна, как же традиционная физика рассматривает это удивительное явление. Будет интересно!

1. Светится ли черная дыра?

Часть светящегося диска черной дыры Гаргантюа вблизи и пролетающий над ним космолет «Эндюранс». Светится не черная дыра, а диск вокруг нее, состоящий из раскаленного газа, который дыра «забирает» у звезд при помощи сил гравитации, когда разрывает их на части. Иллюстрация из книги «"Интерстеллар". Наука за кадром»

Нет, в черной дыре нечему светиться, так как она состоит только лишь из искаженного времени и пространства — и больше ничего. В фильмах можно увидеть, что вокруг черных дыр есть сияющие диски, мерцания и лучи. На самом деле это звезды и туманности, свет которых дыра тоже искривляет — отсюда и причудливые световые узоры.

2. Правда ли, что черная дыра искривляет время?

Космический модуль «Рейнджер», идущий на снижение к планете Миллер. Иллюстрация из книги «"Интерстеллар". Наука за кадром»

Да, это так. Если человек провалится в черную дыру, он почти перестанет стареть: чем ниже он будет лететь, тем сильнее будет замедляться время. Как на планете Миллер в фильме «Интерстеллар», которая находилась возле черной дыры Гаргантюа: час по времени Миллера равен семи земным годам. Таким образом, можно улететь в космос молодым и прилететь всего на пару лет старше, а на Земле пройдут сотни лет.

3. Можно ли передать сообщение на Землю, угодив в черную дыру?

Сигналы, которые будут посланы после пересечения горизонта событий, не могут выйти наружу, так как в черной дыре все стремится вниз, к сингулярности. Иллюстрация из книги «"Интерстеллар". Наука за кадром»

В соответствии с современными представлениями — нет. Как только вы пересечете горизонт событий (поверхность черной дыры), например, с радиопередатчиком в руках, то сигналы перестанут выходить наружу. А все потому, что и вас, и ваши сигналы будет непреодолимо затягивать вниз.

4. Как происходит искривление пространства?

Представьте муравья (человечество), живущего на детском батуте (Вселенная), в середине которого лежит очень тяжелый камень. Точно так же, как и поверхность батута, искривляется пространство нашей Вселенной. Иллюстрация из книги «"Интерстеллар". Наука за кадром»

Черная дыра искривляет не только время, но и пространство: получается что-то вроде батута (пространство Вселенной), которое прогнулось под лежащим на нем тяжелым камнем (черная дыра с ее низшей точкой — сингулярностью). Ученые смогли выяснить это благодаря теории относительности Эйнштейна, которая однозначно предсказывает многие космические явления

5. Куда пропадает звезда, из которой образовалась черная дыра?

Так черная дыра разрывает приблизившуюся к ней звезду. Когда звезда (здесь — красный гигант) приближается к дыре, гравитация дыры начинает растягивать и сжимать звезду. Спустя 12 часов звезда уже сильно деформирована. А через 24 часа она распадается на части, так как ее собственная гравитация не может противостоять гравитации черной дыры. Иллюстрация из книги «"Интерстеллар". Наука за кадром»

Известно, что черная дыра — результат коллапса (другими словами, сжатия к центру) массивной звезды. Это своего рода смерть звезды: ядерное топливо, благодаря которому поддерживается высокая температура, заканчивается, и звезда «схлопывается». А еще молодая черная дыра бесконечно искривляет время и пространство вокруг себя и постепенно поглощает звезду-родителя.

6. Похожа ли черная дыра на вихрь?

Быстровращающаяся черная дыра, которая движется на фоне звезд, искривляя пространство вокруг себя. Иллюстрация из книги «"Интерстеллар". Наука за кадром»

Сама черная дыра — это ничто, в ней нет материи, атомов, каких-то элементарных частиц. И время, и пространство — составные части черной дыры — искривляются настолько, что в конце концов исчезают. И именно это искривление пространства как раз и выглядит подобно вихрю или смерчу на Земле. Это справедливо для вращающихся черных дыр (кстати, они бывают еще и неподвижными). Вспомните, как выглядит воронка тайфуна — воздух в ней завихряется с разной скоростью. Точно так же в черной дыре ближе к центру пространство вращается очень быстро, а удаляясь от центра к краям — медленнее. Любой объект, захваченный черной дырой, будет кружиться, как подхваченный смерчем автомобиль на нашей планете.

По материалам книги «"Интерстеллар". Наука за кадром».

Автор: DimmiYur 21.4.2018, 12:26

Мне продолжать? Дальше будет интересней

Автор: Мари 21.4.2018, 15:13

Да! Обязательно!

Страшно интересно, хотя и у меня не всегда получается осознать, не говоря уж о представить описанное...

Обсуждение тут вряд ли будет, не настолько большинство из нас в теме, о читать очень интересно! И познавательно. "Интеллектуально обогащаемся" (с)

Спасибо!

Автор: basilius 21.4.2018, 15:29

Да. Лично мне совершенно непонятно, откуда берется утверждение
Как черная дыра может не вращаться, я представить не могу. Как не могу представить не вращающийся смерч.

Автор: DimmiYur 22.4.2018, 4:59

Надергал цитаты с разных астрофизических сайтов (научпоп):







Ну в принципе ответ на ваш вопрос, скорее всего, звучит именно так: Если звезда перед коллапсом вращалась, то ЧД будет вращающейся, если не вращалась, то ЧД получится неподвижная.

Автор: Nestor 22.4.2018, 7:33

Осмелюсь предположить, что с той стороны, куда они исчезают, на неопределенный срок наступает безвременье, хорошо описанное в книге, которую я когда-то читал: "Земля же была безвидна и пуста, и тьма над бездною" Вообще тема очень интересная, спасибо за инициацию

Автор: DimmiYur 22.4.2018, 8:38

Продолжаю. З.Ы. Вопрос к знающим людям: если возможность размещения на форуме gif`ок? Или только ссылки на них возможны?
*************************************************************

8 интересных фактов о Нептуне
Тайны космосаOctober 16, 2017

Нептун — удивительный мир. Во многом это потому, что люди почти ничего о нем не знают. Почему? Ну, потому что Нептун самая удаленная от Солнца планета, или потому что было не так много миссий, которые отважились отправить так далеко в нашей Солнечной системе. Как бы то ни было, начнем с того, что Нептун — это прежде всего гигант из газа и льда.


1. Нептун —самая далекая планета.
Казалось бы, что в этом такого, но на деле все оказывается немного сложнее. Когда его обнаружили впервые в 1846 году, Нептун стал самой далекой планетой Солнечной системы. Но в 1930 году нашли Плутон, и Нептун стал второй по удаленности планетой. Однако орбита Плутона очень вытянутая, и бывают периоды, когда Плутон оказывается ближе к Солнцу, чем Нептун. В последний раз это было в 1979 году и продлилось до 1999 года. В течение этого времени Нептун снова был самой далекой планетой.


Орбиты Нептуна и Плутона

Затем, на XXVI-й генеральной ассамблее Международного астрономического союза — которая проходила с 14 по 25 августа 2006 года в Праге — снова обсудили вопрос, какую планету считать самой далекой. Столкнувшись с открытием множества объектов размером с Плутон в поясе Койпера — Эриды, Хаумеа, Седны и Макемаке — и с наличием Цереры, МАС решил, что пришло время уточнить определение планеты.
Сейчас это решение считается спорным, но тогда МАС принял резолюцию, которая определила планету как «небесное тело на орбите звезды, которое обладает достаточной массой, чтобы округлиться под действием собственной гравитации, но не очищает область поблизости от планетезималей и не является спутником. Также оно должно обладать достаточной массой для преодоления прочности на сжатие и достижения гидростатического равновесия».
В результате этого Плутон был «разжалован» из статуса планеты, а после получил сомнительное звание «карликовой планеты». Так, Нептун снова стал самой далекой планетой.


2. Нептун —самый маленький из газовых гигантов.
С экваториальным радиусом в 24 764 километра, Нептун меньше всех других газовых гигантов в Солнечной системе: Юпитера, Сатурна и Урана. Но вот что смешно: Нептун массивнее Урана на 18%. И поскольку он меньше, но массивнее, Нептун имеет гораздо более высокую плотность, чем Уран. Нептун — самый плотный газовый гигант в Солнечной системе.


3. Поверхностная гравитация Нептуна почти земная.
Нептун — это шар из газа и льда, вероятно, с каменным ядром. Нет никакой возможности выстоять на поверхности Нептуна, чтобы вас не засосало. Но если бы вы смогли, то отметили бы нечто любопытное. Сила гравитации притягивала бы вас почти с такой же силой, как на Земле.
Гравитация Нептуна всего на 17% сильнее, чем земная. Это ближайший пример почти земной гравитации (1 g) в Солнечной системе. Нептун в 17 раз тяжелее Земли, но и в 4 раза больше. Его большая масса распространяется по большей области и ближе к поверхности гравитация почти идентична земной. Но вас все равно засосет.


4. Самые сильные ветры в Солнечной системе —на Нептуне.
Думаете, ураган это страшно? Представьте себе ураган с ветрами, которые разгоняются до 2100 км/ч. Как вы, вероятно, можете себе представить, ученые недоумевают, как на холодной ледяной планете вроде Нептуна облака могут двигаться так быстро. Предполагают, что холодные температуры и поток жидких газов в атмосфере планеты могут снижать трение настолько, что ветры набирают существенную скорость.


6. Нептун — самая холодная планета Солнечной системы.
В верхних слоях облаков температура на Нептуне может опускаться до -221,45 градуса по Цельсию. На Плутоне, конечно, еще холоднее (температуры опускаются до -240 градусов по Цельсию). Но Плутон больше не планета, помните?

7. Нептун, вероятно, поймал свою старшую луну Тритон.
Крупнейшая луна Нептуна Тритон движется вокруг Нептуна по ретроградной орбите. Это значит, что его орбита вокруг планеты лежит задом наперед по сравнению с другими лунами Нептуна. Это считают признаком того, что Нептун, по всей видимости, захватил Тритон — то есть луна не образовалась на месте, как остальные луны Нептуна. Тритон заперт в синхронном вращении с Нептуном и медленно движется по спирали к планете в конечном счёте, будет разорван гравитационными силами Нептуна, в результате чего образуется кольцо, которое может быть более мощным, чем кольца Сатурна (это произойдёт через относительно небольшой в астрономических масштабах период времени: от 10 до 100 миллионов лет)
Тритон является одним из трёх спутников планет Солнечной системы, имеющих атмосферу (наряду с Ио и Титаном). Не исключено существование под ледяной корой Тритона жидкого океана.


Орбиты Нептуна и Тритона

8. У Нептуна есть кольца.
Когда люди думают о кольцевых системах, в воображении чаще всего услужливо всплывает Сатурн. Возможно, вас удивит, но у Нептуна тоже есть кольцевая система. Правда, ее и сравнивать не стоит с яркими и широкими кольцами Сатурна. У Нептуна пять колец, и каждое названо в честь астрономов, которые сделали важные открытия о Нептуне: Галле, Леверье, Ласселл, Араго и Адамс.
Считается, что кольца Нептуна относительно молоды — намного младше Солнечной системы и намного младше колец Урана. В рамках теории о том, что Тритон (спутник Нептуна) был объектом пояса Койпера (это как пояс астероидов около Нептуна, в примерно в 20 раз шире и в 20—200 раз массивнее пояса астероидов, которое находится между орбитами Марса и Юпитера), захваченным гравитацией Нептуна, считается, что они (кольца) стали результатом столкновения первоначальных лун планеты.

Автор: DimmiYur 22.4.2018, 8:43

Наблюдая один из астероидов который проходил близко от земли, ученые обнаружили 2 спутника!

Ближний спутник астеройда имеет самый короткий период обращения среди всех известных спутников у астероидов: его период обращения равен 8 часам. Дальний спутник вращается за период от 22 до 27 часов. Размер спутников составляет 200 ± 100 метров. Такой разброс связан с низким разрешением полученных радарных изображений.

Астероид (3122) Флоренс является крупнейшим астероидом, приблизившийся к Земле за всю историю околоземных наблюдений (его размер 4,9 километра). Астероид сблизился с Землей первого сентября этого года, самое минимальное расстояние между Землей и Флоренс составило около 7 миллионов километров. Если такой Астероид врежется в Землю, то человечество будет под угрозой, так как диаметр астероида, который 65 млн лет назад, уничтожил популяцию динозавров, составлял около 10 км.
********************************************************************************
****

После вчерашнего поста про астероид мне вдруг стало интересно насколько же большим он должен быть чтобы уничтожить все человечество? Поэтому я углубился в эту тему и вот что мне удалось узнать.

НАСКОЛЬКО БОЛЬШИМ ДОЛЖЕН БЫТЬ АСТЕРОИД, ЧТОБЫ УНИЧТОЖИТЬ ЧЕЛОВЕЧЕСТВО?
Тайны КосмосаOctober 18, 2017

Ни для кого не секрет, что чем больше метеорит, падающий на Землю, тем больший хаос он вызовет. Но какого размера должен быть астероид, чтобы полностью уничтожить человечество? В 1997 году ученые из Университета Колорадо попытались предсказать ущерб от столкновения нашей планеты с астероидами разного размера.

По результатам исследования, столкновение с астероидом диаметром 800 метров произведет взрыв равный 100,000 мегатонн в тротиловом эквиваленте. Это вызовет огромные разрушения и землетрясения, но в принципе, катастрофа будет не разрушительнее, чем многие природные катаклизмы, современной эпохи.

Астероид диаметром 1,5 км вызовет взрыв мощностью примерно 1 млн мегатонн и уничтожит абсолютно все в радиусе 400 км. Столкновение поднимет огромное количество пыли в стратосферу, что заблокирует солнечные лучи и вызовет глобальное похолодание.



Диаметр астероида, который 65 млн лет назад, уничтожил популяцию динозавров, составлял около 10 км. Энергия удара составляла примерно 100 тератонн в тротиловом эквиваленте, удар такой мощности образовал кратер Чиксулуб диаметром около 180 км и изначальной глубиной до 17—20 км, находящийся на полуострове Юкатан. Считается, что столкновение вызвало цунами высотой от 50 до 100 метров, которые ушли далеко вглубь материков. Ударная волна от взрыва высокой температуры, вызвала лесные пожары по всему миру, в результате которых произошёл выброс большого количества сажи и угарного газа в атмосферу. Поднятые частицы пыли и сажи вызвали глобальное похолодание подобное ядерной зиме и на несколько лет закрыли поверхность Земли от солнца пылевым облаком. .В результате нехватки света у растений замедлился фотосинтез, что могло привести к уменьшению концентрации кислорода в атмосфере. Кроме того, падение метеорита, как предполагается, вызвало мощную сейсмическую волну, несколько раз обогнувшую земной шар и вызвавшую излияния лавы в противоположной точке поверхности Земли. Такая катастрофа, унесла бы жизни миллиардов людей. Люди, которым бы удалось выжить после взрыва, умирали бы от голода на протяжении следующих лет. В то же время ученые не сомневаются, что некоторому количеству людей удалось бы пережить катастрофу.

На вопрос, какого же размера должен быть астероид, чтобы уничтожить человечество, ученые ответили: "Около 50 км в диаметре. Такой астероид со 100% вероятностью уничтожит все человечество, а астероид размером 90 км все живое на земле, помимо этого такой астероид скорей всего изменит скорость вращения планеты и орбиту."

Автор: Nestor 22.4.2018, 8:43

Я решил - срочно покупаю телескоп Ну типа убедиться, что звездАм действительно нет числа.

Автор: DimmiYur 22.4.2018, 8:54

Спутник Сатурна Пан («космический пельмень») размером 35 км. Предположительно, такая форма объясняется оседанием материала колец на поверхность спутника.

********************************************************************************
*

Мои студенты часто путаются в классификации космических тел. Чем отличаются астероид, метеорит и комета?
Если это у вас тоже вызывает сложности, то советую ознакомится с этой мини статьей.


Классификация космических тел
Тайны КосмосаOctober 22, 2017


Схема отличия кометы от астероида или метеорита


Астероиды
Это как правило, большие каменные глыбы, которые приходят из пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера. Иногда их орбиты изменяются и некоторые астероиды в конечном итоге приближается к Солнцу и, следовательно, ближе к Земле.

Кометы

Комета ISON

Они очень похожи на астероиды, но содержат больше льда, метана, аммиака и других соединений. Они развивают нечеткие, облако-подобные оболочки называемые комой, — а также хвост — когда подлетают ближе к Солнцу.

Кометы, как полагают, прилетают из двух разных мест: долгопериодические кометы (те, которые имеют период обращения более чем 200 лет) происходят из облака Оорта.

Короткопериодические кометы (те, которые имеют период обращения менее 200 лет) происходят из пояса Койпера.

Метеороид

Космические тела, которые меньше чем астероиды, но больше чем межпланетная пыль, называются метеороидами. Обычно их размер меньше километра, и зачастую они имеют размер всего несколько миллиметров.

Большинство метеороидных тел, которые входят в атмосферу Земли настолько малы, что они испаряются полностью и никогда не достигают поверхности планеты.

Когда они входят в атмосферу Земли, они получают следующие названия:

Метеоры

Метеор Квадрантид на фоне Малой Медведицы

Это название обычно используется для так называемых «падающих звезд». Вспышки света, которые мы видим на ночном небе, появляются когда маленький кусочек межпланетного мусора сгорает при прохождении через атмосферу. Метеор — термин, применяемый к вспышке света, вызванной падением космического мусора.

Болид

Яркий болид

Яркий болид

Болид — метеор яркостью не менее −4m, либо имеющий заметные угловые размеры. Международный астрономический союз (MAK) не имеет официального определения понятия «болид». Особо яркие болиды иногда называют суперболидами.

Метеорит

Cтудийные фотографии челябинского метеорита

Если какая-либо часть метеора переживает падение через атмосферу и приземляется на Землю, он называется метеоритом. Хотя подавляющее большинство метеоритов очень малы, их размер может колебаться примерно от долей грамма (размером с гальку) до 100 килограммов или более.

Автор: DimmiYur 22.4.2018, 8:58

В Москве телескоп не поможет - засветка от фонарей (световые помехи), смог, пыль. Если интересуетесь - поищите профильные форумы. Там можно всю инфу узнать по этой теме: какой лучше покупать, где и когда лучше смотреть.
З.Ы. Удовольствие, кстати, не из дешевых

Автор: basilius 22.4.2018, 10:26

Так я об этом и спрашиваю. Разве есть где-то не вращающиеся звезды? Разве они вообще могут быть?.. Тем более, черные дыры.
Смотрите сами: область гравитационного влияния массы, участвующей в формировании звезды (сфера Хилла), превышает размер соответствующего горизонта событий на 12-13 порядков. А угловая скорость при постоянном моменте импульса зависит от радиуса обратноквадратично. Это до какой же степени неподвижной в смысле вращения должна быть исходная масса, чтобы будучи увеличенным на 24-26 порядков, ее вращение оказалось практически отсутствующим? Ясно, что речь идет о невозможном в реальной жизни случае.
А объяснение сего казуса очевидно. Просто все, кто пытались описать поведение ЧД формулами - от Мичелла до Шварцшильда и Керра - начинали с рассмотрения варианта не вращающейся массы как простейшей математической модели, но модели сугубо теоретической. Отсюда и возникло определение "неподвижная черная дыра". К реальности оно не имеет никакого отношения.

Автор: basilius 22.4.2018, 10:44

Я бы порекомендовал http://www.astronomy.ru/forum/index.php
- очень квалифицированная публика.

Автор: gandalf 22.4.2018, 11:02

+100. Просто, логично и очевидно - после объяснения, разумеется

Автор: gandalf 22.4.2018, 11:03

Продолжайте, конечно, очень интересно.

Автор: DimmiYur 23.4.2018, 12:30

Спутники вращаются вокруг планет, планеты вокруг звезд, звезды вокруг центра галактики, что же находится в центре галактики? Пойдемте посмотрим.


Полет к центру галактики
Тайны КосмосаOctober 24, 2017

Галактика Млечный Путь


Приближаем...


Ещё ближе...


Звездное скопление в центре Галактики.


"Переходим в гипер". Залетаем в скопление.


Видим по центру какие-то разноцветные звезды. Почему бы не посмотреть?

Автор: DimmiYur 23.4.2018, 12:30

Выбираем самую яркую.






Ожидаемая неожиданность.


Красотище!


Аж дух захватывает.


Вот и черная дыра показалась.


Её диаметр больше 3 млн. км.


"Приземлились" на черную дыру.


Теперь оборачиваемся. Пространство "сворачивается" под действием гравитации.


Вообще если обернуться назад при падении на черную дыру будет еще забавнее - из-за замедления времени будет видно, как стареет Вселенная и чем ближе к горизонту событий тем быстрее это старение будет происходить - так что в определенный момент за секунду будут пролетать миллиарды лет снаружи
Кроме того, поскольку Черные Дыры испаряются может казаться, что и спереди (горизонт событий) немного светит и чем ближе к нему подлетать, тем сильнее и сильнее он будет светить (опять же из-за замедления времени. Но об этом подробнее расскажу уже в следующих статьях.

Спасибо за внимание!

Автор: DimmiYur 23.4.2018, 12:34

Как часто вы себя спрашиваете: могу ля я увидеть динозавров с помощью черной дыры и телескопа?
А вот я спросил, и вот что мне удалось узнать.


Как увидеть динозавров и мамонтов с помощью черной дыры и телескопа
Тайны КосмосаOctober 25, 2017

Возможно ли увидеть настоящих живых динозавров или мамонтов? Конечно нет, скажет каждый. Но если хорошо подумать, то в принципе есть варианты . На данном этапе развития технологий — это практически недостижимо, но теоретически возможно.
Итак, как же увидеть прошлое? Для этого нужно поймать свет от Земли, который был искривлен черной дырой на 180 градусов. Расстояние до черной дыры в световых годах должно быть равно половине количества лет, на которые требуется увидеть прошлое. Т.е. если хочется увидеть динозавров, 100 млн. лет назад, то расстояние до черной дыры должно быть 50 млн. световых лет. Тогда свет дойдет до черной дыры за 50 млн. лет и 50 млн. лет будет идти обратно до Земли. Суммарная задержка светового сигнала как раз составит 100 млн. лет.



На этой картинке из Википедии показана одна из возможных траекторий света вблизи черной дыры (зеленые и красные линии, это возможные траектории светового луча вблизи черной дыры, показанной серым).



К примеру, фотон может облетать чёрную дыру так, меняя свою траекторию на 180 градусов



Или даже так, отклоняясь на 220 градусов



Выглядит как интересная теория, а как дело обстоит на практике? Попробуем ответить на практические вопросы:
- Есть ли подходящие черные дыры?
- Какой нужен телескоп, чтобы увидеть динозавров с разрешением, например, 1 см?

Подходящие чёрные дыры
Если открыть статью Википедии "Кандидаты в чёрные дыры", то можно найти пару подходящих черных дыр. Одна в центре нашей Галактики (Расстояние 26000 световых лет) Стрелец А* и вторая в галактике М60, она же Messier 60 и NGC 4649 (60 млн. световых лет). Стрелец А* позволит нам увидеть мамонтов и неандертальцев — 52000 лет назад, а М60 динозавров — 120 млн. лет назад.


Какой же нужен телескоп?
Подходящие черные дыры найдены, осталось рассчитать и построить телескоп, в который можно все это увидеть. У каждого телескопа есть предельная разрешающая способность, которая определяется диаметром объектива. Если выполнить точный расчет, какой должен быть диаметр объектива телескопа. чтобы можно было разглядеть мамонта с разрешением 10 см с расстояния 52000 световых лет, то получаем число 1.67*10e+12 км (1670000000000 км) или 1.67 триллиона километров. Для динозавров с расстоянием 120 млн. световых лет получается примерно 3.85 тыс. триллионов километров.
Выглядит многовато и абсолютно не реалистично. Но наука не стоит на месте, последние исследования в квантовой механике говорят о том, что возможно преодоление дифракционного предела для телескопа с помощью квантово запутанных (entangled) фотонов или квантового усиления света по аналогии с лазером. Вот несколько ссылок на статьи на английскомм по этой теме:
http://physicsworld.com/cws/article/news/2014/apr/29/quantum...
https://medium.com/the-physics-arxiv-blog/how-to-build-a-qua...
https://arxiv.org/pdf/1604.06928.pdf
Так что вполне возможно через 50-1000 лет с помощью подобных технологий мы сможем увидеть настоящих динозавров. А прослушать радиопередачи, которые транслировались 50 лет назад, может быть получится и с помощью современных радиотелескопов. Но это уже отдельная история.


Другие технические трудности
Вероятно, при искривлении света черной дырой, изображение будет очень сильно искажено. Может быть его удастся восстановить с помощью постобработки, а может быть и нет, однако это потребует мощность всех компьютеров мира. Но в будущем возможно это не будет очень большой проблемой.

Автор: Nestor 23.4.2018, 12:50

Сплошное море огня. Трудно различить отдельную звезду. Муравейник, звездный муравейник — вот чем было небо, в которое они смотрели. Белые, красные, оранжевые, голубые огоньки. Уходящее в бесконечность поле, щедрый звездный посев. ©Может, так это выглядит?

Автор: DimmiYur 23.4.2018, 14:27

Но красиво же, черт побери!
Один из мечтателей, финский фотограф Дж.-П. Метсавайнио, создал компьютерную 3D анимацию, позволяющую посмотреть вблизи на туманности, расположенные в тысячах световых лет от нашей планеты. Первичные снимки для создания анимации Метсавайнио выполнил в обсерватории города Оулу (Финляндия). Далее он использовал знания по астрономии и собственные догадки о том, как могут выглядеть далекие миры.


Скопление звезд Melotte 15 в центре туманности Сердце


Так выглядит туманность Сердце (IC 1805) в трех измерениях.


Туманность Пеликана и туманность Северная Америка в созвездии Лебедя.


Туманность Вуаль — остатки сверхновой звезды в 1470 световых годах от Земли.

https://youtu.be/BPJFkVTdhaU

https://youtu.be/fl1SFN2pDfE

Автор: basilius 23.4.2018, 14:38

А вот черная дыра в центре нашей родной галактики:
https://www.youtube.com/watch?time_continue=6&v=nESm1DsbL5M

Автор: basilius 23.4.2018, 15:01

Обалденно красиво! Действительно.
Тут еще можно было бы объяснить непосвященным, что если на последних снимках показаны сброшенные оболочки взорвавшихся звезд, то туманность на первом снимке похожа на своего рода звездный роддом. Молодые голубые звезды, которые вспыхнули в газопылевом облаке, своим излучением как бы сдувают остатки давшего им жизнь облака, очищая пространство вокруг себя. При этом процесс такого сдувания сдерживается вблизи плотных масс, представляющих собой формирующиеся, но еще на загоревшиеся звезды. В итоге образуются глобулы, напоминающие сталактиты. Одной из наиболее характерных картинок, иллюстрирующих это явление, принято считать изображение глобул в Туманности Орла:



Собственно, так смерть одних звезд дает начало другим. И даже наши тела состоят из элементов, когда-то синтезированных в недрах звезд в момент их кончины.

Автор: DimmiYur 24.4.2018, 7:28

Еще немного о черных дырах.

Радиус, до которого необходимо сжать тело, чтобы свет от него не мог уходить в пространство, называют радиусом Шварцшильда. Для Солнца он составляет около трех километров, а для Земли например всего лишь 0,884 см (пример на изображении). Если сжать Солнце и Землю до этих или меньших радиусов, то его свет не будет выходить наружу. Вообще говоря, радиус Шварцшильда может быть рассчитан для любого тела. Чем меньше масса тела, тем меньше и радиус Шварцшильда. Для того количества вещества, из которого состоит человек, этот радиус настолько мал, что если его выразить в сантиметрах, получиться ноль целых и еще двадцать один ноль после запятой, и только дальше появятся цифры. Если сжать массу, равную равную массе человека, до столь малого радиуса, то во внешнее пространство от нее не будет уходить свет. Кто такой Карл Шваршильд?После того как Альберт Эйнштейн сформулировал свои уравнения общей теории относительности, Шварцшильд незадолго до своей смерти получил для них первые точные решения, описывающие, в частности, и свойства черных дыр. Ему принадлежат основополагающие вклады во многих разделах астрофизики.

Автор: DimmiYur 24.4.2018, 7:47

Одно из главных преимуществ жизни на Земле

Автор: DimmiYur 24.4.2018, 7:59

Исследуем Солнечную систему
Тайны космосаOctober 30, 2017

Как люди представляют себе Солнечную систему? Это Солнце, восемь планет, их спутники и пояс астероидов. Но так ли на это самом деле? И что находится в поясе астероидов? Если Плутон — не планета, то что? Что находится за Плутоном? И что ещё есть в Солнечной системе? Разбираем сегодня эти вопросы.

Плутон

Начнём с Плутона. Его открыли в 1930 году, и какое-то время он считался планетой, но спустя 76 лет Международный астрономический союз (МАС) перевёл его в ранг планет-карликов. Но на этом его приключения не закончились. В 1978 году был открыт его главный спутник — Харон и он считался спутником Плутона, но теперь считают, что это двойная планета, поскольку общий центр тяжести расположен вне главной планеты. Думаю, более понятно будет по следующему изображению.

Система Плутон-Харон в реальных пропорциях
http://telegra.ph/file/9784debe3a229aa1a3f0c.mp4

Плутон


Харон


Как могла образоваться эта система из двух планет? Есть две самые распространение гипотезы. Некоторые ученые считают, что планеты образовались в поясе Койпера и уже оттуда были вырваны гравитацией планет-гигантов. По другой гипотезе предполагается, что система образовалась после столкновения уже прото-Плутона с прото-Хароном. Из выброшенных обломков и образовались нынешние спутники.

Образование Харона. Вероятно, в ранней Солнечной системе прото-Харон столкнулся с прото-Плутоном, образовав осколки. Считается, что из этих осколков сформировались четыре малых спутника Плутона.


У Плутона есть ещё несколько спутников: Стикс, Никта, Кербер, Гидра. Теоретические расчёты также показывают, что у Плутона может быть ещё больше спутников.

Карликовые планеты

Если Плутон карликовая планета, есть ли ещё такие планеты в Солнечной системе? Да, есть: Международным астрономическим союзом официально признаны пять карликовых планет — самый большой известный астероид Церера и транснептуновые объекты Макемаке, Плутон, Хаумеа и Эрида.

Карликовые планеты (луна для сравнения)


О Плутоне мы уже говорили, поэтому начнем с планеты Эрида, которая идёт следующей по размеру. До 2006 года она претендовала на статус десятой планеты, но, так как 24 августа 2006 года было утверждено определение классической планеты, которому Эрида, не соответствовала, ей присвоили статус карликовой планеты. У планеты есть спутник — Дисномия.


Третья по величине карликовая планета — Макемаке, является транснептуновым объектом. На орбите у планеты не обнаружено ни одного спутника, и это отличает её от других крупных транснептуновых объектов, которые обладают хотя бы одним спутником.


Хаумеа — четвёртая по размеру карликовая планета Солнечной системы. Также как Плутон и Макемаке является транснептуновым объектом. Обладает сильно вытянутой формой. У планеты обнаружено два спутника — Намака и Хииака. На поверхности Хииаки предположительно находится большое количество чистого водяного льда, что редкость для объектов пояса Койпера.


Самая маленькая из карликовых планет Солнечной системы, но самая интересная — это Церера. Является самой близкой к Земле карликовой планетой и расположена она не в поясе Койпера, а в поясе астероидов. Какое-то время она рассматривалась как полноценная планета Солнечной системы и, хоть в 1802 году она была классифицирована как астероид, ещё несколько десятилетий продолжала считаться планетой. На всё той же встрече 24 августа 2006 года МАС присвоил ей статус карликовой планеты. Спутников у неё нет, хотя встречаются и астероиды со спутниками.


В 2014 году с помощью телескопа «Гершель» вокруг Цереры были обнаружены сгустки водяного пара. Так она стала четвёртым телом в Солнечной системе, на котором зафиксирована водная активность. До этого такая активность была только на Земле, Европе (спутник Юпитера) и Энцеладе (спутник Сатурна).


Ещё одним претендентом на статус карликовой планеты была Седна и, хоть МАС не присвоил ей этот статус, достаточно много ученых считают её таковой. По размеру она больше чем Церера. Седна — транснептуновый объект, который является одним из самых удалённых известных объектов Солнечной системы, за исключением долгопериодических комет.

Седна. Художественное изображение NASA. Правильно отображены её большая удалённость от Солнца и красный цвет поверхности.


Орбита Седны (красная) в сравнении с орбитами Юпитера (оранжевая), Сатурна (жёлтая), Урана (зелёная), Нептуна (синяя) и Плутона (сиреневая).


Почему эти планеты называют карликовыми? Основным различием является то, что карликовая планета своей гравитацией не может расчистить свою орбиту от других тел.


Предполагается, что ещё сорок из известных объектов Солнечной системы принадлежат этой категории. По оценкам учёных, может быть обнаружено ещё около двухсот карликовых планет в поясе Койпера, и до двух тысяч карликовых планет за его пределами.


Транснептуновые объекты

Были уже упомянуты транснептуновые объекты, но что же это такое? Это космические тела, которые обращаются по орбите вокруг Солнца, и у которых среднее расстояние до Солнца больше чем у Нептуна.


Транснептуновые объекты образуют пояс Койпера, рассеянный диск и облако Оорта. О них поговорим чуть позже.


Первым транснептуновым объектом считается Плутон, который был открыт в 1930 году. Следующий транснептуновый объект 1992 QB1 был открыт лишь через шестьдесят лет. К июлю 2014 года стало известно уже о 1500 транснептуновых объектах.


Мы уже говорили о самых крупных транснептуновых объектах. Они так же являются карликовыми планетами: Плутон, Эрида, Макемаке, Хаумеа. Другие крупные транснептуновые объекты являются кандидатами на получение статуса карликовой планеты: 2007 OR10, Харон (спутник Плутона), Квавар, Седна, 2002 MS4, Орк и ещё около двадцати небесных тел.

Крупнейшие транснептуновые объекты


Пояс астероидов

А где находится пояс астероидов? Он расположен между орбитами Марса и Юпитера, и в нём находится большое количество объектов всевозможных размеров. Эти объекты преимущественно имеют неправильную форму и называются астероидами или малыми планетами. Также его называют главный пояс, чтобы подчеркнуть его отличие от других подобных областей скопления небесных объектов, таких как: пояс Койпера, рассеянного диска и облака Оорта.

Пояс астероидов


Масса всех астероидов в поясе равна примерно четырём процентам массы Луны. Причём большая часть массы пояса сосредоточена в четырёх крупнейших объектах. Церера — это самое крупное и наиболее массивное тело в поясе астероидов, по своим размерам превосходящее многие крупные спутники планет-гигантов, и содержит почти треть (32%) общей массы пояса. Вместе с тремя крупнейшими астероидами: Вестой (9%), Палладой (7%) и Гигеей (3%), масса этих четырёх астероидов доходит до 51%, то есть абсолютное большинство астероидов имеют ничтожную, по астрономическим меркам, массу.


Диаметр большинства астероидов, которых насчитывают несколько миллионов, всего пара десятков метров. Эти астероиды настолько сильно рассеяны в данной области космического пространства, что ещё не один космический аппарат, пролетавший пояс астероидов, не был поврежден ими.


К астероиду Веста и Церера в 2007 году отправили космический аппарат «Dawn», и поэтому сейчас у нас есть точные данные этих астероидов (масса, диаметр и т. д.), а также их снимки.

Снимок Цереры в натуральном цвете, сделанный «Dawn» 4 мая 2015 года


Орбита Цереры

Автор: DimmiYur 24.4.2018, 7:59

Пояс Койпера

Область Солнечной системы от орбиты Нептуна (тридцать астрономических единиц (а. е.) от Солнца) до расстояния около пятидесяти пяти а. е. от Солнца называется «Поясом Койпера». Состоит в основном из малых тел. Хотя он и похож на пояс астероидов, его масса примерно в 20–200 раз больше и примерно в двадцать раз шире. В этой области находятся четыре карликовые планеты из пяти. Внешний край пояса Койпера можно было бы назвать границей Солнечной системы, но это не так. Дальше расположено Облако Оорта.

Пояс Койпера


Облако Оорта

Границы Солнечной системы ещё плохо изучены, но уже известно, что за пределами орбиты Нептуна находятся триллионы комет и астероидов, оставшихся от формирования Солнечной системы. Район, в котором они находятся, называют облаком Оорта или «Царство комет».


Предположительно имеет сферическую форму и служит источником долгопериодических комет. Существование облака пока не подтверждено, но многие факторы косвенно указывают на его существование. Например, наблюдения за похожими планетарными системами. Также наблюдение усложняется тем, что Солнце почти не освещает объекты на таком расстоянии. Расстояние до внешней границы облака примерно один световой год, который равен 9 460 000 миллионов километров. Это четверть расстояния до ближайшей к Земле звезды после Солнца — Проксиме Центавра!

Облако Оорта




Если добраться до границы нашей Солнечной системы, то окажется, что это очень холодное и далёкое место, а Солнце будет казаться лишь маленькой яркой звездой. Стоит ли вообще изучать такие отдалённые места? Конечно, стоит. Ведь это поможет нам узнать о том, как формировалась наша Солнечная система и вообще Вселенная. Сегодня мы узнали, что Солнечная система — это не только Солнце и восемь планет, а огромная система с многочисленными объектами, которые влияют друг на друга и на нашу с вами планету!

Карта Солнечной системы, которая позволяет лучше визуально представить все объекты Солнечной системы.

Автор: Nestor 24.4.2018, 9:00

Вокруг слишком много белых пятен — я хочу посмотреть, какого они цвета.©
Прежде чем говорить о причинах, по которым разрушилась планета Фаэтон (фото катастрофы смоделированы сегодня в разных вариантах), следует понять, действительно ли она была. Как выше было сказано, о небесном теле упоминают шумеры. Из их записей следует, что в системе существует планета Тиамат. Это тело раскололось на 2 части в результате страшной космической катастрофы. Один осколок переместился на другую орбиту, став Землей (по другой версии – Луной). Вторая часть продолжала разрушаться и сформировала астероидный пояс между Юпитером и Марсом. Стоит сказать, что Фаэтон признавали с конца 18 столетия вплоть до 1944 г. - до появления гипотезы Шмидта о формировании тел из захваченного Солнцем метеоритного облака, пролетавшим сквозь него. В соответствии с этой теорией, астероиды являются не обломками, а материалом необразовавшегося объекта. Между тем, ряд учетных полагает, что данная гипотеза в большей степени имеет историческую, нежели научную ценность. ©
Если комментарии такого типа раздражают или считаются неуместными, автор темы вправе об этом сказать Хочу заметить, что мои комментарии в переводе на обычный язык утверждают, что тема мне очень нравится

Автор: DimmiYur 24.4.2018, 12:14

Я вас таки умоляю

Автор: basilius 24.4.2018, 18:21

Это легенда нашего детства. Согласно современным данным, объекты пояса астероидов никогда не принадлежали одной планете, и большинство ученых сейчас уверены, что ее не было.

Автор: DimmiYur 25.4.2018, 11:02

Гипотеза о Фаэтоне опровергается следующими аргументами: очень большое количество энергии, необходимое, чтобы разрушить целую планету, крайне малая суммарная масса всех астероидов главного пояса, которая составляет лишь 4 % массы Луны, и практическая невозможность формирования крупного объекта типа планеты в области Солнечной системы, испытывающей сильные гравитационные возмущения от Юпитера. Существенные различия химического состава астероидов также исключают возможность их происхождения из одного тела. Скорее всего, пояс астероидов является не разрушенной планетой, а планетой, которая так и не смогла сформироваться ввиду гравитационного влияния Юпитера и, в меньшей степени, других планет-гигантов.

В целом формирование планет и астероидов Солнечной системы близко к описанию этого процесса в небулярной гипотезе, согласно которой 4,5 млрд лет назад облака межзвёздного газа и пыли под действием гравитации образовали вращающийся газопылевой диск, в котором происходили уплотнение и конденсация вещества диска. В течение первых нескольких миллионов лет истории Солнечной системы, вследствие турбулентных и других нестационарных явлений, в результате слипания при взаимных столкновениях мелких частиц замёрзшего газа и пыли возникали сгустки вещества. Взаимные неупругие столкновения, наряду с возрастающим по мере увеличения их размеров и массы гравитационным взаимодействием, вызывали увеличение скорости роста сгустков. Затем сгустки вещества притягивали окружающие пыль и газ, а также другие сгустки, объединяясь в планетезимали, из которых впоследствии образовались планеты.

С увеличением расстояния от Солнца уменьшалась средняя температура газопылевого вещества, и, соответственно, менялся его общий химический состав. Кольцевая зона протопланетного диска, из которого впоследствии сформировался главный пояс астероидов, оказалась вблизи границы конденсации летучих соединений, в частности, водяного пара. Именно в этом кроется причина образования в этом месте пояса астероидов вместо полноценной планеты. Близость этой границы привела к опережающему росту зародыша Юпитера, находившегося рядом и ставшего центром аккумуляции водорода, азота, углерода и их соединений, покидавших более разогретую центральную часть Солнечной системы.

Мощные гравитационные возмущения со стороны быстро растущего зародыша Юпитера воспрепятствовали образованию в поясе астероидов достаточно крупного протопланетного тела Процесс аккумуляции вещества там остановился в тот момент, когда успели сформироваться только несколько десятков планетезималей допланетного размера (около 500—1000 км), которые затем начали дробиться при столкновениях, вследствие быстрого роста их относительных скоростей (от 0,1 до 5 км/с). Причина их роста кроется в орбитальных резонансах, а именно, в так называемых щелях Кирквуда, соответствующих орбитам, периоды обращения на которых соотносятся с периодом обращения Юпитера как целые числа (4:1, 3:1, 5:2).

(По данным Вики и ряда астрофизических и астрономических сайтов (научпоп))

Автор: DimmiYur 25.4.2018, 12:01

Перепост из другого канала - Космос | Space 360 (@inSpace)

«Звездные ясли» во всей красе



С камерой OmegaCAM на Обзорном телескопе ESO VLT получен великолепный снимок «звездных яслей» Sharpless 29. На этом гигантском снимке запечатлено много астрономических объектов и явлений, в том числе облака космической пыли и газа, отражающие, поглощающие и переизлучающие свет молодых горячих звезд внутри туманности.


Группа галактик M81 сквозь туманность на высокой галактической широте



На этом глубоком широкоугольном изображении группы галактик M81, полученном с 12-часовой экспозицией, можно увидеть большие галактики и слабые туманности. Во-первых, самая большая галактика на снимке – M81, галактика с правильной спиральной структурой (типа гранд-дизайн). M81 гравитационно взаимодействует с находящейся ниже ее M82 – большой галактикой с необычным гало из волокон светящегося красным цветом газа. Много других галактик, входящих в группу M81, можно найти на картинке. Вместе с другими структурами из галактик, включающими нашу Местную группу галактик и скопление галактик в Деве, группа M81 является частью огромного Сверхскопления Девы. Все разнообразие галактик видно сквозь слабое свечение туманности на высокой галактической широте, мало изученного комплекса из диффузных газовых и пылевых облаков в нашей Галактике Млечный Путь.

NGC 7635: туманность Пузырь



Выдутое ветром массивной звезды, это межзвездное видение имеет удивительно знакомую форму. Занесенное в каталог как NGC 7635, оно больше известно просто как туманность Пузырь. Хотя этот пузырь диаметром в 7 световых лет и выглядит изящным, он свидетельствует о действии весьма бурных процессов. Выше и левее центра пузыря находится яркая, горячая звезда класса O, ее масса в 45 раз больше солнечной, а по светимости она превосходит Солнце в несколько сотен тысяч раз. Сильный звездный ветер и мощное излучение звезды сформировали эту структуру из светящегося газа в окружающем молекулярном облаке. Туманность Пузырь и связанный с ней комплекс облаков находятся на расстоянии всего в 7100 световых лет в созвездии Кассиопеи. Это четкое изображение космического пузыря создано на основании данных, полученных космическим телескопом им.Хаббла в 2016 году, которые были переобработаны, чтобы показать излучение туманности в узких линиях в цветах, похожих на естественные.

Автор: DimmiYur 25.4.2018, 12:31

Спутники планет земной группы
Тайны КосмосаNovember 01, 2017

Исследовав устройство Солнечной системы и карликовые планеты в одном из предыдущих материалов, данная статья включает естественные спутники Солнечной системы. Это является одним из самых интересных направлений в исследовательской астрономии, поскольку существуют спутники, размеры которых превышают размеры планет, а под их поверхностью есть океаны и, возможно, формы жизни.
Начнём со спутников планет земной группы. Поскольку у Меркурия и Венеры нет естественных спутников, то знакомство со спутниками Солнечной системы следует начать с Земли.


Планеты земной группы: Меркурий, Венера, Земля и Марс.

Луна
Как известно, у нашей планеты всего один спутник — Луна. Это самое изученное космическое тело, а также первое, на котором сумел побывать человек. Луна является пятым по величине естественным спутником планеты Солнечной системы.


Хоть Луна и считается спутником, технически она могла бы считаться планетой, если бы имела орбиту вокруг Солнца. Диаметр Луны почти три с половиной тысячи километров (3476), для примера диаметр Плутона равен 2374 км.
Луна является полноценным участником гравитационной системы Земля-Луна. Мы уже писали о другом таком тандеме в Солнечной системе — о Плутоне и Хароне. Хоть масса спутника Земли не велика и составляет чуть больше сотой части от массы Земли, Луна не обращается вокруг Земли — у них есть общий центр массы.
Можно ли систему Земля-Луна считать двойной планетой? Считается, что различия между двойной планетой и системой планеты и спутника заключаются в расположении центра масс системы. Если центр масс не расположен под поверхностью одного из объектов системы, то её можно считать двойной планетой. Получается, что оба тела вращаются вокруг точки в пространстве, которая находится между ними. Согласно такому определению Земля и Луна являются планетой и спутником, а Харон и Плутон — двойной карликовой планетой.
Поскольку расстояние между Землей и Луной постоянно увеличивается (Луна отдаляется от Земли), центр масс, который сейчас находится под поверхностью Земли, со временем переместится и окажется над поверхностью нашей планеты. Но это происходит довольно медленно, и считать систему Земля-Луна двойной планетой можно будет только через миллиарды лет.


Система Земля-Луна

Среди космических тел Луна влияет на Землю практически сильнее всего, кроме, разве что, Солнца. Самыми наглядными явлениями воздействия спутника на Землю являются лунные приливы и отливы, которые регулярно изменяют уровень воды в Мировом океане.


Земля вид с полюса (приливы, отливы)

Почему поверхность Луны вся покрыта кратерами? Во-первых, у Луны нет атмосферы, которая бы защищала её поверхность от метеоритов. Во-вторых, на Луне нет воды или ветра, которые могли разглаживать места падения метеоритов. Поэтому за четыре миллиарда лет на поверхности спутника накопилось большое количество кратеров.


Самый большой кратер в Солнечной системе. Бассейн Южный полюс — Эйткен (красное — возвышенности, синее — низменности).


Лунный кратер Дедал: диаметр 93 км, глубина 2,8 км (снимок с борта Аполлон-11).

Луна, как уже было сказано — единственный спутник, на котором побывал человек и первое небесное тело, образцы которого были доставлены на Землю. Первым человеком, ступившим на Луну 21 июля 1969 года, стал Нил Армстронг. Всего на Луне побывало двенадцать астронавтов; последний раз люди высаживались на Луну в далёком 1972 году.


Первая фотография, сделанная Нилом Армстронгом после выхода на поверхность Луны.


Эдвин Олдрин на Луне, июль 1969 года (фото НАСА).


Уильям Андерс, вид Земли с Луны, 24 декабря 1968 года.

До того, как учёные получили образцы грунта с Луны, существовало две принципиально разные теории о происхождении Луны. Приверженцы первой теории считали, что Земля и Луна сформировались в одно и то же время из газопылевого облака. По другой теории считалось, что Луна была сформирована в другом месте, и после захвачена Землей. Изучение лунных образцов привело к появлению новой теории о «Гигантском столкновении»: почти четыре с половиной (4,36) миллиарда лет назад протопланета Земля (Гея) столкнулась с протопланетой Тейя. Удар пришёлся не по центру, а под углом (почти по касательной). В результате большая часть вещества ударившегося объекта и часть вещества земной мантии были выброшены на околоземную орбиту. Из этих обломков собралась Луна. Земля в результате удара получила резкий прирост скорости вращения (один оборот за пять часов) и заметный наклон оси вращения. Хотя и у этой теории тоже есть недостатки, в настоящее время она считается основной.


Формирование Луны: столкновение Тейи с Землёй, в результате которого, как предполагается, возникла Луна.

Автор: DimmiYur 25.4.2018, 12:32

Спутники Марса
У Марса два маленьких спутника: Фобос и Деймос. Они были открыты Асафом Холлом в 1877 году. Примечательно, что разочаровавшись в поисках марсианских спутников, он уже хотел отказаться от наблюдения, но его жена Анджелина смогла его переубедить. Следующей ночью он обнаружил Деймос. Шесть ночей спустя — Фобос. На Фобосе он обнаружил гигантский кратер, который достигает десяти километров в ширину — почти половину ширины самого спутника! Холл дал ему девичью фамилию Анджелины — Стикни.


Изображение спутников Марса с соблюдением масштабов и расстояний.

Оба спутника имеют форму близкую к трёхосному эллипсоиду. Из-за их небольших размеров силы тяготения не хватает, чтобы сжать их до круглой формы.


Фобос. Справа можно увидеть кратер Стикни.

Интересно то, что приливное воздействие Марса постепенно замедляет движение Фобоса, тем самым снижая его орбиту, что, в итоге, приведёт к его падению на Марс. Каждые сто лет Фобос становится ближе к Марсу на девять сантиметров и примерно через одиннадцать миллионов лет он обрушится на его поверхность, если ещё раньше его не разрушат те же силы. Деймос же наоборот отдаляется от Марса, и со временем будет захвачен приливными силами Солнца. В итоге Марс останется без спутников.
Притяжение на «марсианской» стороне Фобоса практически отсутствует, точнее его почти нет. Это вызвано близостью спутника к поверхности Марса и сильным тяготением со стороны планеты. В остальных частях спутника сила тяготения различна.
Спутники Марса всегда повернуты к нему одной стороной, поскольку период обращения каждого из них совпадает с соответствующим периодом обращения вокруг Марса. По этому признаку они схожи с Луной, обратная сторона которой также никогда не видна с поверхности Земли.
Размеры Деймоса и Фобоса очень малы. Для примера — радиус Луны в 158 раз больше радиуса Фобоса и примерно в 290 раз больше радиуса Деймоса.
Расстояния от спутников до планеты также незначительны: Луна находится на расстоянии 384 000 км от Земли, а Деймос и Фобос удалены от Марса на 23 000 и 9 000 километров соответственно.


Деймос

Происхождение марсианских лун остается спорным. Они могли быть астероидами, захваченными полем тяготения Марса, но отличие их строения от объектов той группы астероидов, частью которой они могли быть, говорит против этой версии. Другие считают, что они образовались в результате распада спутника Марса на две части.
Следующий материал будет посвящён спутникам Юпитера, которых у него на сегодняшний день зарегистрировано целых 67! И, возможно, на некоторых из них существуют формы жизни.

Автор: Nestor 25.4.2018, 15:08

Легенда о том, как Королев назначил луну твердой:

Реальный текст Королева:
http://uploads.ru/QMN9P.jpg

Автор: ТАТЬЯНА А. 25.4.2018, 21:39

Пока от темы про Луну далеко не ушли....

Сколько мусора на Луне?

https://radikal.ru

"Мусор — это проблема не только на Земле и земной орбите, но и на Луне. За полвека лунных исследований (и всего несколько лет пилотируемых полетов на Луну) люди оставили на поверхности спутника Земли не только «Луноходы» и рухнувшие на Луну космические аппараты, но и флаги, золотую оливковую ветвь, молоток, перо и многие другие странные объекты. Масса всего этого лунного мусора по состоянию на 2014 год — почти 189 344 килограммов. Почти 190 тонн – намусорили мы изрядно.

Впрочем, какая-то польза от лунной свалки все же есть: исследователи могут изучать, как влияют условия космоса на материалы, а оставленные экипажем Apollo 11 отражатели позволяют проводить лазерные измерения расстояния между Землей и Луной. Благодаря им ученые NASA подсчитали, что Луна удаляется от нашей планеты на 3,8 см в год ."

https://metkere.com/2018/04/moontrash.html

Автор: DimmiYur 26.4.2018, 9:37

Тайны Космоса
Продолжаем изучать спутники планет Солнечной системы. Сегодня поговорим о самых больших спутниках самой большой планеты, на которых возможна жизнь! Всего их 67, поэтому статья разделена на 2 части.

******************************************************

Спутники Юпитера. Часть 1
https://t.me/mycosmosNovember 03, 2017

В первой части материала о спутниках, их было всего три — Луна у Земли и два спутника Марса. Сегодня мы говорим о спутниках всего одной планеты, но количество спутников у планеты просто невероятное.

Юпитер

Юпитер занимает особое место в Солнечной системе, ведь он практически в два с половиной раза больше, чем все планеты вместе взятые. Юпитер настолько массивен, что их общий с Солнцем центр масс лежит над поверхностью Солнца.

Общий центр масс Юпитера с Солнцем указан точкой.

У Юпитера очень мощное радиационное излучение, в Солнечной системе уровень выше только у Солнца. В сравнении с другими планетами вокруг него вращается огромное количество спутников.
Благодаря наземным наблюдениям системы Юпитера к концу 70-х годов было известно тринадцать спутников. В 1979 году, совершая пролёт мимо Юпитера, космический аппарат «Вояджер-1» обнаружил ещё три спутника. В дальнейшем с помощью наземных телескопов нового поколения был открыт ещё 51 спутник Юпитера.
Подавляющее большинство спутников имеют диаметр в 2–4 километра. Учёные предполагают, что спутников у Юпитера не меньше ста, но, как уже сказано, на сегодняшний день зарегистрировано 67, а хорошо изучено 63.
Спутники Юпитера разделяют на три группы: галилеевы, внутренние и внешние. Начнём с галилеевых.

Галилеевы спутники
Четыре самых крупных спутника — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто открыл Галилео Галилей в 1610 году, и поэтому сейчас они носят название «галилеевых». Эти спутники образовались из газа и пыли, которые окружали Юпитер после его формирования.

Галилеевы спутники Юпитера. Слева направо, в порядке удаления от Юпитера: Ио, Европа, Ганимед, Каллисто.


Сравнение размеров. В верхнем ряду, слева направо, в порядке удаления от Юпитера: Ио, Европа, Ганимед, Каллисто. Внизу Земля и Луна.

Ио
Ио — пятый по счёту спутник Юпитера, является самым вулканическим активным телом в Солнечной системе. Его возраст составляет четыре с половиной миллиарда лет; примерно такого же возраста Юпитер. Спутник всегда повёрнут к своей планете одной стороной. Расстояние от поверхности Юпитера до Ио составляет 350 тысяч километров. Его диаметр равен 3642 километрам — чуть больше чем у Луны (3474 километра). Он является четвёртым по величине спутником в Солнечной системе.

Ио

Вулканическая активность на спутниках — крайне редкое явление в Солнечной системе и Ио в нашей системе несомненный фаворит по данному показателю. Он входит в число четырёх известных в настоящее время космических тел Солнечной системы, на которых идут процессы вулканической активности. Помимо него: Земля, Тритон (спутник Нептуна) и Энцелад (спутник Сатурна). Также в вулканизме «подозревается» Венера (область Бета), однако активных вулканов на ней пока замечено не было.
Извержения на Ио гигантские, их хорошо заметно из космоса. Вулканы извергают серу на высоту в триста километров. На поверхности спутника отчётливо видно множество лавовых потоков и свыше ста кальдер, но отсутствуют ударные кратеры; вся поверхность покрыта серой в различных красочных формах. Атмосфера спутника Ио содержит в основном диоксид серы, это связанно с высокой вулканической активностью.

Анимация извержения в патерах Тваштара, составленная из пяти снимков, сделанных космическим аппаратом «Новые горизонты» в 2007 году.

Из-за близости к Юпитеру на спутник действуют огромные гравитационные силы планеты, что вызывает приливные силы, создающие огромное трение внутри спутника, поэтому происходит разогрев, как недр Ио, так и его поверхности. Гравитационные силы планеты постоянно вытягивают и деформируют спутник. Некоторые части спутника нагреты до трёхсот градусов Цельсия; также на Ио обнаружено двенадцать вулканов, извергающих магму на высоту до трёхсот километров.

Извержение вулкана Пеле на Ио, снятое космическим аппаратом «Вояджер-2».

Кроме Юпитера на Ио действуют силы притяжения других спутников — Ганимеда и Европы. Основное влияние оказывает спутник Европа, обеспечивая его дополнительный разогрев. В отличие от земных вулканов, имеющих долгое время «сна» и относительно короткий период извержений, вулканы раскалённого спутника всегда активны. Постоянно вытекающая расплавленная магма образует реки и озёра. Самое крупное расплавленное озеро имеет в диаметре двадцать километров и в нём есть остров застывшей серы.
Движение Ио сквозь магнитосферу Юпитера вырабатывает мощное электричество, вызывающее сильнейшие грозы в верхней части атмосферы Юпитера. Но не только Юпитеру плохо от их взаимодействия — его мощные магнитные пояса каждую секунду забирают от Ио 1000 килограммов веществ. Это дополнительно усиливает магнитосферу Юпитера, фактически увеличивая её размеры в два раза.

Европа
Европа шестой по удалённости от Юпитера спутник. Его поверхность покрыта слоем льда, учёные полагают, что под ним существует жидкий океан. Европа возрастом около четырёх с половиной миллиарда лет — примерно того же возраста, что и Юпитер.
Поскольку поверхность спутника молодая (примерно сто миллионов лет), на ней почти нет метеоритных кратеров, которые в большом количестве возникали 4,5 млрд лет назад. Учёными было найдено всего пять кратеров на поверхности Европы, их диаметр составляет 10–30 километров.

Европа

Орбитальное расстояние Европы от Юпитера равно 670 900 километрам. Спутник повёрнут к планете всё время одной стороной, диаметр его равен 3100 километрам, следовательно, Европа меньше Луны, но больше, чем Плутон. Температура поверхности Европы на экваторе никогда не поднимается выше минус 160 градусов Цельсия, а на полюсах выше минус 220 градусов Цельсия.

Две модели структуры Европы

Учёные предполагают, что глубоко под поверхностью спутника существует океан, и что в этом океане могут быть обнаружены формы жизни. Они могут существовать благодаря термальным источникам рядом с подземными вулканами, так же, как и на Земле. Количество воды на Европе больше в два раза, чем на нашей планете.
Колебания формы Европы, связанные с приливами, заставляющие её, то вытягиваться, то вновь скругляться.
Поверхность спутника покрыта трещинами. Многие считают, что это вызвано приливными силами на берегу океана под поверхностью. Вполне возможно, что вода подо льдом поднимается выше, чем обычно, когда спутник подходит близко к Юпитеру. И если это так, то постоянные подъёмы и опускания уровня воды вызвали множество трещин, наблюдаемых на поверхности. Многие учёные считают, что океан под поверхностью иногда прорывается, через трещины (как лава из вулкана), а затем замерзает. Айсберги, наблюдаемые на поверхности спутника Европы, могут быть доказательством этой теории.
Европа является одним из самых гладких тел в Солнечной системе — на ней нет возвышенностей более ста метров. Атмосфера на спутнике разрежённая, и состоит в основном из молекулярного кислорода. Вероятно, это стало результатом разложения льда на водород и кислород под действием солнечной радиации и другого жёсткого излучения. Молекулярный водород быстро улетучивается с поверхности спутника, поскольку он достаточно лёгкий, а сила тяготения Европы слабая.
Две модели структуры Европы

Учёные предполагают, что глубоко под поверхностью спутника существует океан, и что в этом океане могут быть обнаружены формы жизни. Они могут существовать благодаря термальным источникам рядом с подземными вулканами, так же, как и на Земле. Количество воды на Европе больше в два раза, чем на нашей планете.

Колебания формы Европы, связанные с приливами, заставляющие её, то вытягиваться, то вновь скругляться.

Поверхность спутника покрыта трещинами. Многие считают, что это вызвано приливными силами на берегу океана под поверхностью. Вполне возможно, что вода подо льдом поднимается выше, чем обычно, когда спутник подходит близко к Юпитеру. И если это так, то постоянные подъёмы и опускания уровня воды вызвали множество трещин, наблюдаемых на поверхности. Многие учёные считают, что океан под поверхностью иногда прорывается, через трещины (как лава из вулкана), а затем замерзает. Айсберги, наблюдаемые на поверхности спутника Европы, могут быть доказательством этой теории.

Европа является одним из самых гладких тел в Солнечной системе — на ней нет возвышенностей более ста метров. Атмосфера на спутнике разрежённая, и состоит в основном из молекулярного кислорода. Вероятно, это стало результатом разложения льда на водород и кислород под действием солнечной радиации и другого жёсткого излучения. Молекулярный водород быстро улетучивается с поверхности спутника, поскольку он достаточно лёгкий, а сила тяготения Европы слабая.

Сегодня мы рассмотрели только 2 спутника Юпитера из 67! Вторая часть будет завтра.

Автор: DimmiYur 26.4.2018, 9:44

Для нас завтра уже наступило, поэтому вторая часть.

************************************
Тайны Космоса
Дописал вторую часть статьи о спутниках Юпитера, где рассказал о самом большом спутнике в солнечной системе, который теоретически мог бы считаться отдельной планетой!
***************************************

Спутники Юпитера. Часть 2
https://t.me/mycosmosNovember 05, 2017

Ганимед
Ганимед — самый крупный спутник в Солнечной системе. Его диаметр равен 5268 километрам — это больше на 2 %, чем у Титана (второго по величине спутника в Солнечной системе) и больше на 8 %, чем у Меркурия. Если бы он вращался по орбите вокруг Солнца, а не вокруг Юпитера, его бы классифицировали как планету. Расстояние от Ганимеда до поверхности Юпитера равно примерно 1070000 километров. Он является единственным спутником в Солнечной системе, обладающим собственной магнитосферой.
Поверхность Ганимеда разделяют на две группы. Первая — странные полосы льда, порождённые активными геологическими процессами три с половиной миллиарда лет назад, которая занимает 60 % поверхности. Вторая группа (оставшиеся 40 % поверхности, соответственно) — древняя мощная ледяная кора, покрытая многочисленными кратерами.

Ганимед

Возможное внутреннее строение Ганимеда

Тепло, которое идет от ядра и силикатной мантии, позволяет существовать подземному океану. Считается, что он расположен на глубине двухсот километров под поверхностью, в отличие от спутника Европа, который имеет большой океан ближе к поверхности.
Атмосфера спутника тонкая и состоит из кислорода, похожа на найденную у Европы. Кратеры на Ганимеде почти не возвышаются и очень плоские, по сравнению с кратерами на других спутниках. У них нет центральной впадины, характерной для кратеров на Луне. Это, вероятно, из-за медленного и постепенного движения мягкой ледяной поверхности.

Каллисто
Каллисто является третьим по величине спутником в Солнечной системе. Его диаметр равен 4820 км, что является около 99 % диаметра Меркурия, а масса — всего треть от массы этой планеты. Возраст Каллисто составляет около 4,5 миллиарда лет, примерно такого же возраста, как Ганимед, Европа, Ио и сам Юпитер. Спутник удалён от планеты на расстояние почти 1,9 миллионов километров (1 882 700 км). Из-за большого расстояния от планеты он находится вне жёсткого радиационного поля газового гиганта.

Каллисто

У Каллисто одна из самых древних поверхностей в Солнечной системе — её возраст равен примерно четырём миллиардам лет. Она вся покрыта кратерами, и каждый новый удар метеорита непременно попадал в уже образованный кратер. Древняя поверхность дошла до наших дней благодаря отсутствию бурной тектонической деятельности и разогрева поверхности спутника с момента его образования.
Многие учёные считают, что Каллисто покрыт огромным слоем льда, под которым расположен океан, а центр Каллисто содержит горные породы и железо. Атмосфера Каллисто разреженная и состоит из диоксида углерода.
Одно из самых примечательных мест на Каллисто — кратер Вальхалла. Кратер состоит из яркого центрального региона диаметром 360 км, вокруг него располагаются гребни в виде концентрических колец радиусом до 1900 километров: они расходятся от него словно кольца от брошенного в воду камня. В целом диаметр Вальхаллы составляет около 3800 километров. Это самая большая местность, образовавшейся вокруг ударного кратера во всей Солнечной системе. Сам кратер по своим размерам стоит только на тринадцатом месте в Солнечной системе. Такая структура возникла из-за столкновения спутника со сравнительно крупным астероидом размером 10–20 километров.

Вальхалла — ударный бассейн на спутнике Каллисто.

Поскольку Каллисто находится вне жёсткого радиационного поля Юпитера, его рассматривают как приоритетный объект (после Луны и Марса) для строительства космической базы. Воду можно добывать изо льда спутника, а с его поверхности проводить исследование другого спутника Юпитера — Европы. Полёт на Каллисто может занять от двух до пяти лет. Предполагается, что первая пилотируемая миссия к этому спутнику отправится не раньше 2040 года, а возможно и ещё позже.

Модель внутреннего строения Каллисто. Показаны: ледяная кора, возможный водный океан и ядро из камней и льдов.

Внутренние спутники Юпитера
Почему они внутренние? Дело в том, что орбиты этих спутников расположены очень близко к Юпитеру и все они внутри орбиты Ио — самого близкого к планете галилеева спутника. Их всего четыре: Метида, Амальтея, Адрастея и Фива.

Ведущая сторона Амальтеи (Юпитер справа, север сверху). Кратер Пан виден на правом верхнем краю, Гея (с яркими склонами) — на нижнем. Цветное фото «Вояджера-1» (1979).


Амальтея, 3D модель

Эти спутники, а также ряд пока ещё невидимых внутренних небольших лун, пополняют и поддерживают слабую систему колец Юпитера. Метида и Адрастея помогают поддерживать основное кольцо Юпитера, а Амальтея и Фива поддерживают свои собственные слабые внешние кольца.
Наибольший интерес из спутников внутренней группы вызывает Амальтея. Поверхность этого спутника имеет тёмно-красный цвет, у которого аналогов в Солнечной системе нет. Учёные предполагают, что она состоит в основном изо льда с включениями минералов и серосодержащих веществ, но эта гипотеза не объясняет цвет спутника. Скорее всего, Юпитер захватил спутник извне, как это делает регулярно с кометами.

Внешние спутники Юпитера
Внешняя группа состоит из маленьких спутников, диаметр которых от одного до ста семидесяти километров. Движутся они по вытянутым и сильно наклоненным к экватору Юпитера орбитам. В настоящее время насчитывается 59 спутников внешней группы. Спутники, которые расположены близко к планете, движутся по своим орбитам в сторону вращения Юпитера, а большинство удалённых спутников движутся в обратном направлении.

Орбиты спутников Юпитера

Некоторые малые спутники движутся почти по одинаковым орбитам, считается, что всё это остатки более крупных спутников, которые разрушила сила тяготения Юпитера. Все внешние спутники, которые наблюдались космическими аппаратами, пролетающими мимо, внешне напоминают бесформенные глыбы. Скорее всего, некоторые из них свободно летали в космосе, пока не были захвачены гравитационным полем Юпитера.

Кольца Юпитера
Кроме спутников у Юпитера есть система колец. Да, у Юпитера тоже есть кольца. Кроме того, они есть у всех четырёх газовых гигантов в нашей Солнечной системе. Но в отличие от Сатурна, который имеет блестящие ледяные кольца, кольца Юпитера имеют незначительную пыльную структуру. Именно поэтому кольца Сатурна были открыты ещё в 1610 году Галилеем, а слабые кольца Юпитера лишь в 1970 годах, когда космический корабль впервые посетил систему Юпитера.

Изображение Главного кольца, полученное Галилео при прямо-рассеянном свете.

Кольцевая система Юпитера состоит из четырёх основных компонентов: «гало» — толстый тор из частиц, относительно яркое и очень тонкое «Главное кольцо», а также два широких и слабых внешних кольца, известных как «паутинные кольца».
«Главное кольцо» и гало состоят в основном из пыли с Метиды, Адрастеи и, возможно, ещё нескольких спутников. Гало имеет форму пончика, его ширина составляет около двадцати-сорока тысяч километров, хотя большинство его материала лежит в пределах нескольких сотен километров от плоскости кольца. Его форма, как полагают, связана с электромагнитными силами внутри магнитосферы Юпитера, действующими на частицы пыли кольца.
«Паутинные кольца» — кольца тонкие и прозрачные как паутина, называются по материалу спутников, которые их и формируют: Амальтеи и Фивы. Внешние края Главного кольца очерчивают спутники Адрастея и Метис.

Кольца Юпитера и внутренние спутники.

Мы прощаемся с Юпитером и его спутниками и продолжаем наше путешествие дальше. В следующей статье будем разбирать спутники и кольца Сатурна.

Автор: Nestor 26.4.2018, 13:03

Впечатление от Ваших постов переплетается с воспоминаниями от прочтения книг Стругацких, их "межпланетного цикла" - от "Страны багровых туч" до "Стажеров", от Венеры до колец Сатурна. С нетерпением ожидаю продолжения и иллюстраций к Большому Взрыву, ну до того момента., когда "и стал свет"

Автор: DimmiYur 26.4.2018, 13:15

Там на канале еще много интересного: от исследований Солнечной системы до объяснения ОТО на пальцах, от развития Вселенной (от Большого Взрыва до обозримого и не очень будущего) до вариантов колонизации Солнечной системы, от вариантов полетов за пределы Солнечной системы до возможных космических двигателей (здесь и сейчас)

Автор: ТАТЬЯНА А. 26.4.2018, 22:09

"Полуторакилометровый космический пришелец признан потенциально опасным для нашей планеты


К Земле приближается огромный астероид диаметром 1,43 км. Об этом сообщило информационное агентство «URA.RU» со ссылкой на представителя кафедры астрономии, геодезии и мониторинга окружающей среды Института естественных наук и математики Уральского федерального университета (УрФУ).

По расчетам ученых, небесное тело сблизится с Землей на максимальное расстояние в ночь на 27 апреля. Астероид 444193 пролетит мимо Земли в 05:50 по уральскому времени (03:50 по московскому времени) со скоростью 49,6 тысячи километров в час.

«Астероид 444193 был открыт 30 сентября 2005 года. Он относится к категории потенциально опасных, хотя и пролетит на расстоянии 9,2 млн километров от Земли», — рассказал сотрудник кафедры.

В следующий раз астрономы «ждут» пришельца 8 ноября 2027 года."
http://www.trud.ru/article/25-04-2018/1361754_menee_dvux_sutok_ostalos_do_vstrechi_zemli_i_gigantskogo_asteroida.html?utm_referrer=https%3A%2F%2Fzen.yandex.com

Автор: DimmiYur 27.4.2018, 9:58

Прежде чем вернуться к исследованию нашей Солнечной системы размещу пост из того же канала на поднятую Татьяной тему.

********************************************************************

Тайны Космоса
Как человечество само себе осложняет освоение космоса? Подготовил для вас подробную статью на очень серьезную тему, которой мало уделяется внимани в научном сообществе. Именно с этой статьей/презентацией я выступал на прошлогодней космической конференции в Питере.

--------------------------------------


Человеческий след в космосе
https://t.me/mycosmosNovember 07, 2017

Куда бы ни ступала нога человека, везде за собой мы оставляем след… след из мусора. К сожалению, даже космос оказался не исключением.
В чём заключается проблема?
Спутники, которые летают вокруг нашей планеты, имеют скорость примерно 8 км/с — это скорость в восемь раз больше скорости пули, выпущенной из огнестрельного оружия. Малейшая песчинка с такой скоростью в космосе имеет достаточно энергии, чтобы пробить и вывести из строя космический аппарат. На скорости 10 км/с болтик массой в десять грамм эквивалентен разрыву противотанкового снаряда. Любой спутник или корабль разорвёт на куски. Поэтому проблема борьбы с космическим мусором стоит очень остро.

Компьютерная модель распределения космических объектов в космосе, согласно описанию NASA, 95% из них являются мусором.

В фильме «Гравитация» как раз показано столкновение космического корабля с мусором. Поэтому на МКС включена в программу обслуживания слежка за орбитами космического мусора и в случае возможной встречи, орбита МКС изменяется, для предотвращения столкновений. Уже в этом году было десять операций по уклонению от космического мусора.

Карта, отображающая каждый известный объект в космосе вокруг Земли. На карте лишь крупные объекты. Мелких объектов (от 1 до 10 см) гораздо больше (от 150 000 до 500 000), а всего есть больше миллиона кусочков мусора больше 2 мм.

Сейчас, запуская ракету, нужно стараться, что бы она ни с чем не столкнулась на пути до орбит. Для этого, перед запуском космического аппарата на орбиту, выбирают специальные окна, чтобы орбита аппарата не пересеклась с космическим мусором. Причём продолжительность этих окон связанна только с теми обломками, которые нам известны, которые мы «контролируем», а это около десяти тысяч тел на околоземных орбитах из примерно шестисот тысяч. Остальные настолько малы, что с помощью нашей техники невозможно определить их орбиты. Раньше о таком не приходилось беспокоиться.
Ученые считают, что скопившийся мусор может однажды привести к войне на Земле. Обломки на орбите угрожают работе военных спутников, и доказать, что столкновение произошло случайно, будет довольно сложно. Эта проблема стала актуальной после того, как обломки китайского спутника в 2013 году столкнули с орбиты российский «Блиц», предназначенный для работы с международной системой лазерного зондирования.
И каждое такое столкновение порождает новый мусор, что увеличивает вероятность нового столкновения, а значит и шансы на начало цепной реакции. У этой реакции даже есть название — эффект Кесслера. Коварство этого эффекта заключается в «эффекте домино»: столкновение двух крупных объектов создаёт ещё больше мелких. И уже каждый из этих осколков способен столкнуться с другим мусором или космическим аппаратом, что вызовет «цепную реакцию» рождения всё новых обломков. При большом столкновении (например, при столкновении между космической станцией и спутником) количество осколков, возникших лавинообразно, может сделать околоземное пространство совершенно непригодным для полётов!

Как возникают эти обломки?
Запуски космических аппаратов, от которых отделяются многочисленные фрагменты, сопутствующие его запуску: болты, крышки, последняя ступень ракетоносителя. Время от времени отработанные ракеты взрываются или сталкиваются между собой, порождая множество крошечных фрагментов.
Почти треть всего космического мусора появилась благодаря двум событиям. Первое, по вине Китая, который проводилиспытания ракеты и намеренно сбил свой спутник, породив три тысячи обломков.
Второе событие произошло в 2009 году, когда столкнулись спутники Iridium 33 и Космос-2251. В результате чего образовалось облако осколков из двух тысяч обломков, которое в конечном итоге привело к угрозе столкновения с МКС. Только благодаря грузовому кораблю ЕКА Georges Lemaître удалось сменить опасную траекторию полета станции и избежать столкновения. Эти осколки могли принести огромный вред МКС и привести к человеческим жертвам.

Осколки от первого орбитального столкновения спутников — Iridium 33 и Космос-2251.


Спутники и космический мусор разных стран

Способы решения
Следует запускать космические аппараты так, чтобы как можно меньше мусора оставалось на орбите. Так поступает SpaceX, со своей многоразовой ступенью.
Когда космический спутник выходит из строя, его нужно уводить с орбиты, на которой работают другие спутники. Поэтому сейчас даже придумано понятие «орбита захоронения» — это область, куда весь космический мусор перемещают, если есть возможность, и там он доживает свой век. Она находится на 200 километров выше геостационарной орбиты. По оценкам NASA количество отработавших спутников на ней превышает восемь тысяч. Это проблема международного масштаба, она обсуждается на встречах представителей космических агентств, но пока исследования космоса будут продолжаться с помощью ракет, так как другого способа нет.
Количество мусора постоянно растет и эту проблему нужно решать. Если мусор не убирать, он будет летать, пока не столкнётся с чем-нибудь или не сгорит в атмосфере. Но, это произойдёт не скоро — через тысячу лет, а может и через сто тысяч лет.
Количество мусора в космосе существенно выросло за последние десятилетия. Процесс загрязнения околоземной орбиты последние шестьдесят лет можно наблюдать на видео.
http://www.youtube.com/embed/i8U8rmeCnXw?showinfo=0

Решать проблему нужно в несколько этапов. Для начала следует создать более чувствительные телескопы, которые позволят наблюдать эти космические тела. Следующим этапом будет усиление защиты спутников и космических станций от ударов, и увеличение их манёвренности. Также нужно подумать о том, чтобы космического мусора не было вовсе.
Для уборки космического мусора предлагается масса способов: сети и гарпуны, космические воздушные шары, буксиры, перенаправления с Земли лазерами, космические мусоровозы. Но мы не будем говорить о них, потому что они либо малоэффективные, либо очень затратные.
А вот новый проект учёных из японского исследовательского института Riken достаточно перспективный. Они предполагают использовать мощный лазер для того, чтобы сбивать мусор с орбиты.
Первым шагом к реализации этой идеи станет попытка установки на МКС двадцатисантиметрового телескопа и сто волоконного лазера. Луч лазера должен изменить траекторию полёта обломка, после чего он войдёт в атмосферу Земли и сгорит в ней. Учёные утверждают, что точность такой системы будет очень высокой, что позволит сбивать объекты размером всего в один квадратный сантиметр!
Если эксперимент японцев удастся, на МКС будет установлена полноразмерная лазерная установка для уничтожения космического мусора. Её размеры будут больше экспериментальной: телескоп будет уже диаметром три метра, а лазер будет состоять из десяти тысяч волокон. С такой лазерной пушки можно будет сбивать мусор на расстоянии до ста километров от МКС.
В будущем, возможен вывод на орбиту отдельного космического аппарата, целью которого будет уборка космического мусора вокруг Земли.

Какую опасность для Земли несет космический мусор?
Если вы считаете, что космический мусор несет опасность только спутникам и космическим кораблям, то это не так. Небольшие объекты космического мусора попадают в плотные слои атмосферы практически ежедневно, а более крупные несколько раз в месяц. Самые большие объекты, находящиеся на низких околоземных орбитах, постепенно замедляются и через какое-то время входят в атмосферу. По данным NASA, почти ежегодно некоторые фрагменты спутников и ракет достигают Земли.

Одна из ступеней космической ракеты, упавшая в сельской местности США в 1990 году.


Осколок взорвавшейся ракеты Falcon 9 найден у берегов Великобритании.

Кроме мусора, который оставил человек, существует достаточно много мелких тел вообще в Солнечной системе. Когда в ночном небе сгорает «падающая звезда», вы как раз таки и видите эти мелкие тела. Если космическое тело ещё больше, то происходит то, что произошло в Челябинске в 2013 году или в 1908 году в Тунгусской тайге — это катастрофические явления. А если тела ещё больше, то можно вспомнить вымирание динозавров шестьдесят пять миллионов лет назад. Но могут быть и ещё более роковые последствия, когда разрушается вся кора планеты, как это видимо произошло на Венере — там вся планета состоит из сплошного лавового поля. А может быть и ещё страшнее, ведь у нас в Солнечной системе между планетами Марса и Юпитера существует пояс астероидов, которые, скорее всего, являются обломками разрушенной астероидом планеты.

Венера

Опасность эта очень серьёзная и сейчас её изучению уделяется огромное внимание на самых высоких уровнях международного сотрудничества. В частности, в ООН есть специальная комиссия, которая этим занимается. В России существует группа по исследованию космических рисков в РАН.
Астрономическая точность высока: мы можем заглянуть очень далеко, измерить расстояние до планет, их массу, но этой точности для решения данной проблемы не хватает.
Сейчас прилагаются большие усилия по очистке замусоренного человечеством космоса. Будем надеяться, что в ближайшее время станет там гораздо чище. Надеемся, что когда люди закончат с очисткой космоса, они направят свои усилия на уборку и мусора на Земле. А пока мусор не убрали, можно посмотреть онлайн визуализацию вращения 150 тысяч объектов вокруг Земли.

Автор: DimmiYur 27.4.2018, 10:26

Продолжаем исследовать нашу домашнюю систему Про Юпитер получилось много, но про Сатурн еще больше
*******************************************


Спутники Сатурна
https://t.me/mycosmosNovember 08, 2017

Может показаться, что самые интересные спутники в Солнечной системе мы уже видели в прошлой статье, посвящённой спутникам Юпитера, но это не так. Если кто-то и может конкурировать с Юпитером по количеству спутников, то это Сатурн — шестая планета от Солнца, огромный и яркий газовый гигант, который окружают тысячи сверкающих колец.
Планета является домом для огромного количества уникальных миров. У Сатурна известно 62 естественных спутника с подтверждённой орбитой — всего на пять спутников меньше чем у Юпитера. Причём спутники Сатурна не менее интересны для исследователей Солнечной системы: здесь есть Титан с окутанной облаками поверхностью, пронизанная кратерами Феба, и похожий на «Звезду смерти» Мимас.

Сатурн

Титан
Голландский астроном и математик Христиан Гюйгенс в 1655 году открыл первый спутник Сатурна, который получил название «Титан». Это самый крупный спутник Сатурна и второй по величине в Солнечной системе, после Ганимеда.

Титан

Диаметр Титана составляет 5152 километра — больше Луны (3474 километра) и даже Меркурия (4865 километров диаметр данной планеты)! Это очень большой спутник, он лишь немного не дотягивает до Марса (6670 километров)! На протяжении долгого времени считалось, что диаметр Титана 5550 километров, и он занимал первое место среди всех спутников Солнечной системы. Однако сейчас, благодаря космическому аппарату Вояджер-1, удалось узнать его реальные размеры. Титан настолько массивен, что влияет на орбиты других близких к нему спутников!

Фотография с расстояния 484 тысячи километров.

Ещё до 2004 года было неизвестно, как выглядит поверхность Титана, поскольку спутник окутан невероятно плотной атмосферой, которая и затрудняет его изучение. Но благодаря космическому аппарату Кассини-Гюйгенс сегодня известно гораздо больше об этом загадочном спутнике. 25 декабря 2004 года зонд Гюйгенс отделился от Кассини и был посажен с помощью парашюта 14 января 2005 года на Титан. После его посадки стали известны первые данные о поверхности спутника.
Гюйгенс — первый аппарат созданный человеком, который находится на поверхности спутника планеты (за исключением аппаратов на Луне). Спуск на парашюте сквозь атмосферу занял два часа и 27 минут; в процессе зонд отбирал пробы атмосферы. Гюйгенс спустился на твёрдый участок поверхности (хотя была предусмотрена и посадка на море).

Ландшафт Титана в месте посадки зонда Гюйгенс (контраст усилен). Видны камни округлой формы, которые могли образоваться при воздействии жидкости. Метан придаёт атмосфере оранжевую окраску.

Зонд Гюйгенс сам не отправлял данные на Землю, а передавал их на Кассини, и уже оттуда они попали на Землю. Всего зонд передал 500 мегабайт данных, включая 350 изображений. Всего планировали передать 700 изображений, но из-за сбоя в программе половина изображений была утеряна.
Береговая линия (светлая часть местности — суша) с высоты 8 километров. Разрешение приблизительно 20 метров в пиксель.
Благодаря полученным данным оказалось, что поверхность Титана довольно молодая по геологическим меркам и покрыта осадочными органическими веществами и водяным льдом. Вся поверхность почти ровная; всего несколько гор и кратеров. Температура на поверхности составляет 170–180 градусов ниже нуля по Цельсию.

Строение Титана

Снимки, сделанные аппаратом Кассини-Гюйгенс в 2005 году, доказали наличие метан-этановых озёр и рек. Их наличие делает его вторым объектом (первый Земля) в нашей системе, где доказано наличие жидкости на поверхности. Поскольку на спутнике есть жидкость и атмосфера, была представлена гипотеза о том, что там может существовать примитивная форма жизни. В атмосфере в основном азот (около 95 %), а также этан и метан. А граница его атмосферы находится примерно в десять раз выше, чем на Земле! Для сравнения, в атмосфере Земли 77 % азота.

Русла метановых рек на поверхности Титана (мозаика из трёх снимков посадочного аппарата Гюйгенс в момент снижения)

На Титане были замечены признаки вулканической активности. Но вулканы там не силикатные, как на Земле, Венере или Марсе. Их называют криовулканы — они извергают в атмосферу водно-аммиачную смесь с примесью углеводородов.
Титан расположен за пределами колец Сатурна. Он, как и Луна Земли, осуществляет синхронное вращение вокруг своей планеты. Учёные предполагают существование подземных водоёмов на спутнике, и это, в совокупности с низкой гравитацией, делает Титан теоретическим кандидатом на колонизацию.

Углеводородное море Кракена, радиолокационная съёмка Кассини.

Примерно в 2020-е годы планируется новая миссия по изучению Титана, Сатурна и Энцелада. Космический аппарат будет состоять из орбитальной станции и двух зондов, которые будут изучать непосредственно Титан. Один зонд будет плавать в атмосфере среди облаков, он должен будет сделать хотя бы один оборот вокруг планеты, а второй зонд должен приводниться в полярном море углеводородов. Нам остаётся ждать запуска и потом следить за изучением спутника.

Япет
Вторым обнаруженным спутником Сатурна стал Япет. Его увидел в свой телескоп Джованни Кассини в 1671 году. Он третий по величине спутник Сатурна (диаметр — 1494 км). Это очень интересный спутник, ведь кроме того, что у него необычный окрас (одна его половина белая и яркая как снег, а другая тёмная как чёрный бархат), он имеет горный хребет, опоясывающий весь спутник по экватору кольцом.

Япет

Контрастные стороны спутника разделены достаточно чёткой границей, лишь частично они заходят на территорию друг друга — тёмная у экватора, а светлая на полюсах. Основной цвет спутника белый, поскольку он состоит из водяного льда. Учёные предполагают, что одну сторону Япета (чёрную) посыпает пылью ещё один спутник Сатурна — Феба. Он постоянно сталкиваеться с другими космическими телами, поэтому за ним тащится чёрный пылевой хвост. А поскольку Феба летит навстречу Япету, на нём остается вся пыль, которую Феба оставляет в пространстве.

Разные стороны

Поверхность Япета покрыта многочисленными кратерами различной глубины и диаметра. Благодаря космическому аппарату Кассини на спутнике была обнаружена интересная особенность рельефа. Прямо по экватору спутник опоясывает горный хребет, который протянулся на 1300 километров, высота его примерно 13 километров, а ширина примерно около двадцати километров. Такие характеристики делают «стену Япета» одним из высочайших горных массивов Солнечной системы. В ведущем полушарии (чёрном) хребет представляет сплошную гряду, а в светлой части Япета — это отдельные горы.

Горный хребет

Есть несколько мнений о его появлении. Некоторые учёные считают, что эта горная гряда образовалась из-за тектонических сдвигов при формировании Япета. Сейчас тектонических плит и вулканической активности на Япете не замечено. А вот астроном Эндрю Домбард считает, что причиной возникновения хребта могли быть кольца, а сами кольца образовались из ледяного космического объекта, обращавшегося в течение продолжительного времени на орбите Япета. Сближение тел продолжалось до тех пор, пока приливные силы не разорвали предполагаемый спутник Япета на большое число кусков, из которых сформировались кольца. Дальше под действием гравитации эти куски упали на поверхность Япета, что привело к появлению кольцевой горной гряды.

Автор: DimmiYur 27.4.2018, 10:28

Рея
Через год после обнаружения спутника Япет, Джованни Кассини открыл ещё один спутник Сатурна — Рея. Это второй по величине спутник Сатурна. В основном, спутник состоит из водяного льда; каменные породы занимают меньше трети от общей массы. Лёд на спутнике твёрдый, как скала — это связанно с очень низкими температурами, на тёмных участках она падает до -220 градусов по Цельсию. Рея меньше Луны в два раза, её диаметр 1528 километров.

Рея

При формировании спутник подвергался сильным метеоритным бомбардировкам, поэтому он обладает сильно кратерированной поверхностью. Рея считается спутником с наибольшим количеством кратеров в Солнечной системе. Повёрнутое к планете полушарие имеет более светлый однотипный окрас, а другое полушарие имеет тёмные области со светлыми чёрточками. Учёные определили, что это череда обрывов и ледяных хребтов.

Поверхность

Благодаря аппарату Кассини стало известно, что у Реи есть тонкий слой разреженной атмосферы, содержащей кислород (70 %) и углекислый газ (30 %). Плотность атмосферы уступает Земной в 12 раз. Но откуда атмосфера у Реи? Оказывается, что водяной лёд расщепляется потоком ионов из радиационных поясов Сатурна. А углекислый газ возникает, возможно, из недр самого спутника или при окислении органических соединений на поверхности.

Диона
В 1684 году Джованни Кассини заметил ещё два спутника Диону и Тефию. Среди спутников Сатурна Диона занимает четвертое место по величине, её диаметр равен 1132 километрам. По плотности она уступает только Титану, что может указывать на наличие твёрдого ядра под слоем льда.

Фото, сделанное космическим кораблем Кассини в 2008 году.

Диона очень похожа по составу и внешнему виду поверхности на Рею. Этот спутник так же подвёргся бомбардировкам метеоритами ещё при формировании, поэтому его поверхность покрыта кратерами. Некоторые кратеры в диаметре до ста километров. Как и на спутнике Рея, на поверхности Дионы имеются белые полосы, которые являются разломами и ледяными хребтами.

Диона на фоне Сатурна

Странным является то, что больше всего кратеров на заднем полушарии, хотя обычно ведущее полушарие принимает все удары. Существует гипотеза, что спутник развернулся на 180 градусов из-за столкновения с космическим телом. Позиция, в которой сейчас находится Диона, существует уже миллиарды лет.
У спутника был обнаружен тонкий слой разрежённой атмосферы. Обычно у тел такого маленького размера не бывает атмосферы, поскольку им не хватает силы притяжения для удержания воздушной оболочки. Но тут атмосфера образовывается, как и на Рее, из-за бомбардировки поверхности спутника ионами из радиационных поясов Сатурна.

Диона на фоне колец Сатурна.

По той же орбите, что и Дионы, движется ещё два спутника. Один — Полидевк, он отстает от Дионы на 60 градусов, а Елена (второй) наоборот обгоняет. Такие небесные тела называют спутники-троянцы.

Тефия
Спутник Тефия был открыт в 1684 году Джованни Кассини. Его диаметр составляет около 1060 километров. Тефия имеет низкую плотность, поскольку состоит в основном из водяного льда с небольшим количеством тёмного материала. Температура на поверхности спутника равна -187 градусов и также имеет высокую отражающую способность.

Вид Тефии с Кассини; обращённое к Сатурну полушарие

У спутника есть несколько особенностей рельефа — Каньон Итака и огромный кратер Одиссей. Каньон охватывает почти три четверти его диаметра. Его возникновение связывают с древней катастрофой, которая произошла на спутнике, когда он был ещё в расплавленном состоянии. И в период, когда застывали жидкие слои, образовался огромный каньон. Другие же астрономы связывают появление каньона с падением космического тела, которое оставило кратер Одиссея. Настолько сильный удар мог разрушить спутник, если бы он состоял из твёрдого материала. Но после удара остался лишь кратер Одиссей, который имеет диаметр 450 километров и глубину в пять километров.

Тефия и кольца Сатурна

У Тефия, как и Диона, есть свои троянские спутники. Это две маленькие луны — Калипсо и Телесто; они расположены в точках Лагранжа впереди и сзади на расстоянии в 60 градусов.
Это были пять самых крупных спутников Сатурна, а теперь давайте сравним их размеры с Землёй и Луной.

Слева на право: Титан, Рея, Япет, Диона и Тефия.

Автор: DimmiYur 27.4.2018, 10:29

Энцелад
Энцелад, не смотря на свои скромные размеры (диаметр равен 500 километрам), оказался очень ярким — это и дало возможность открыть его ещё в XVIII веке. Поскольку спутник отражает 90 % солнечного света, то температура на нём опускается до -241 градуса по Цельсию.

Энцелад


Северная полярная область Энцелада

Энцелад движется в самой гуще одного из колец планеты — тусклого и широкого внешнего кольца E, а его поверхность во многом напоминает другой спутник — Европу: такой же цвет, такие же трещины на поверхности и такие же большие гладкие области, покрытые водяным льдом.


Кольцо Е и Энцелад

На поверхности спутника есть трещины, известные как «тигровые полосы», из них периодически выбрасывается материал в космос. Гравитационные силы открывают и закрывают разломы на спутнике. Это происходит, когда спутник приближается или отдаляется от Сатурна. Эти ледяные выбросы способствуют наполнению кольца E Сатурна, крупнейшего кольца в Солнечной системе. Данное кольцо охватывает более миллиона километров. Источник вещества для гейзеров находится подо льдом, скорее всего там расположен океан. Предположительно он расположен всего в сотне метров от поверхности. В 2014 году было объявлено, что анализ данных, полученных Кассини, даёт основания предполагать о существовании океана под поверхностью спутника, сопоставимого по размеру с озером Верхнее (самое большое по площади пресное озеро Земли).

Струи вещества, бьющие из-под поверхности Энцелада. Снимок Кассини.


Реальный снимок и смоделированное изображение.

Маленький спутник приковал к себе внимание множества учёных, ведь на нём есть: углерод, жидкая вода, азот и органика. Это достаточно редкое сочетание для Солнечной системы заставляет задуматься о возможности появления жизненных форм под ледяной толщей спутника.

Возможное строение Энцелада

Мимас
Имя спутнику дал сын Гершеля в честь титана греческой мифологии. Размер спутника составляет 400 километров, но, не смотря на такие маленькие размеры, он имеет собственную гравитацию. Благодаря чему это самое маленькое космическое тело, которое имеет округлую форму.
У Мимаса не высока плотность, что говорит о том, что он в большей степени состоит из водяного льда и незначительного количества камней. Температура на спутнике не опускается ниже -209 градусов по Цельсию.

Мимас


Мимас за кольцом F Сатурна.

У него есть одна отличительная особенность, благодаря которой его не спутаешь с другими спутниками. На поверхности спутника есть огромный кратер диаметром 139 километров. Его называют кратер «Гершель», он является свидетельством столкновения Мимаса с гигантским астероидом. Столкновение чуть не привело к расколу спутника, о чём говорят многочисленные трещины, расположенные в противоположной от удара стороне. На спутнике ещё много более мелких кратеров, но ни один из них не может сравнится с кратером «Гершель».

Ударный кратер Гершель на Мимасе

Из-за воздействия гравитационных сил Мимаса между самыми широкими кольцами Сатурна образовался промежуток, который называется «щель Кассини».
Ещё одной интересной особенностью спутника, является его схожесть со Звездой смерти из вселенной «Звёздных войн». Некоторые даже считают, что спутник послужил прототипом, но это не так, потому что снимки, на которых был обнаружен кратер, были сделаны спустя три года после выхода фильма в 1977.


Мимас и Энцелад почти полностью состоят изо льда. Но орбита Мимаса расположена ближе к Сатурну, чем орбита Энцелада. И загадкой остаётся то, что Энцелад разогревается настолько, что там тает лёд и образуются гейзеры, а вот Мимас, хоть он и ближе к Сатурну, не испытывает такого нагрева. Учёные пока не могут объяснить это явление

Автор: DimmiYur 27.4.2018, 10:30

Гиперион
Гиперион открыл директор Гарвардской обсерватории Уильям Бонд в 1848 году. Его средний диаметр равен примерно 266 километрам. Это крупнейший известный несферический спутник Солнечной системы. Он никогда не вращается одинаково, поскольку кроме Сатурна на него воздействуют гравитационные силы Титана.

Гиперион


Вращение спутника

Плотность у спутника очень маленькая, скорее всего он состоит на 60 % из водяного льда с небольшой примесью металлов и камней, а оставшиеся 40 % его внутреннего объема составляют пустоты. Спутник выглядит как губка — всё, что сталкивается с ним, проникает глубоко внутрь. Поскольку его плотность ненамного превышает половину плотности воды, то, если бы его опустили в достаточно большой океан, он оставался бы на поверхности.

Феба
Спутник открыл Уильям Пикеринг в 1898 году. Поскольку Феба вращается вокруг Сатурна в направлении противоположном направлению крупных спутников, считают, что Феба образовалась в поясе Койпера и позже была захвачен притяжением Сатурна.

Феба


Вращение Фебы. Страшно?

Янус и Эпиметей
Эти два спутника были открыты французским астрономом Одуеном Дольфюсом в 1966 году. Спутники представляют из себя пористые тела, которые состоят в основном изо льда. Плотность спутников ниже плотности воды. Они движутся фактически по одной орбите, расстояние между их орбитами составляет всего 50 километров — это существенно меньше их размеров. При этом они периодически меняются местами.

Янус


Эпиметей

Как это происходит? Янус и Эпиметей движутся по своим орбитам независимо друг от друга, пока внутренний спутник не начинает нагонять внешний. При этом, под действием гравитационных сил, Эпиметей выталкивается на более высокую орбиту, а Янус переходит на более близкую к Сатурну, то есть они меняются местами. Такое происходит один раз в четыре года. Возможно, в прошлом эти два спутника были одним космическим телом, которое разделилось на два спутника.

Схема взаимодействия Януса и Эпиметея

Прометей и Пандора
Спутники были обнаружены в октябре 1980 года астрономом Стюартом Коллинзом. Прометей и Пандора являются «спутниками-пастухами» — своей гравитацией они оказывают влияние на кольцо F Сатурна. Орбиты спутников неустойчивы и входят в резонанс друг с другом. Больше всего заметны изменения в их орбитах примерно каждые 6,2 года.

Спутники-пастухи кольца F Сатурна Пандора и Прометей


Влияние Прометея на кольца

Гравитационное поле Прометея создаёт петли и изломы в кольце F, при этом забирая из него материал.

Прометей; снимок зонда Кассини

Автор: DimmiYur 27.4.2018, 10:31

Атлас и Пан
Атлас и Пан тоже являются спутниками-пастухами. Они выделяются своей необычной формой: у них имеется выступающий экваториальный хребет, который даёт спутникам особую форму летающей тарелки. Выступы на экваторах образовались из частиц кольца А.

Атлас

Пан находится в пределах деления Энке кольца А. Деление представляет собой проход в 325 километров в кольце А, за расчистку которого от частиц и отвечает Пан.

Пан в делении Энке.

Другие спутники
Оставшиеся 47 спутников имеют размер меньше сорока километров. Возможно, это ещё не все спутники Сатурна и их гораздо больше, но скорее всего новые спутники будут иметь небольшой размер.

Спутник Елена на фоне Сатурна


Калипсо, снимок Кассини

Кольца Сатурна
Когда говорят о Сатурне, люди сразу вспоминают о его кольцах. Несомненно, это самая яркая его черта.
Кольца планеты состоят в основном из частичек льда. Величина частичек варьируется от пылинки до больших льдин размером с автомобиль. Толщина колец очень мала в сравнении с их шириной (от одного километра до десяти метров). Поэтому если наблюдать планету со стороны, то колец попросту не видно. Главные кольца состоят из водяного льда с примесями силикатной пыли.

Верхнее изображение: видимый свет. Нижнее изображение: радиосигналы.

Первым, кто увидел кольца, был Галилео Галилей — это произошло в 1610 году. Первые данные показали, что у планеты только два кольца. Но позже, благодаря полётам космических аппаратов, оказалось, что их гораздо больше.
Сколько же колец у Сатурна? После полётов Кассини и Вояджеров стало понятно, что колец у Сатурна не два и не три: при приближении отдельные кольца распадаются на более мелкие, а те ещё на более мелкие и так до бесконечности. Поэтому пока ответить на этот вопрос не представляется возможным.

Затмение Солнца Сатурном (яркость увеличена).

В 2009 году открыли новое кольцо — кольцо Феба, диаметр которого оказался больше 13 миллионов километров. Предположительно, кольцо состоит из частиц бывшего большого разрушенного спутника Сатурна.

На иллюстрации схематично изображён гигантский размер кольца Фебы по сравнению с самой планетой (несколько точек в центре).

На этом закончим со спутниками Сатурна и продолжим наше путешествие по Солнечной системе. Впереди нас ещё ждут спутники Нептуна и Урана.

Автор: Nestor 27.4.2018, 16:50

«Пентагоновские волки в небо бросили иголки! Мы ведь можем полететь и в иголки нитки вдеть!». О степени влияния нескольких сотен миллионов "иголок" мнения существуют разные.

Автор: ТАТЬЯНА А. 28.4.2018, 19:29

Получены первые цветные фотографии Марса.

"Получены первые цветные фотографии Марса с Российско-европейского орбитального модуля.
Камера сверхвысокого разрешения CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System) запечатлела кратер Королева, расположенный на поверхности Марса.
Обновление программного обеспечения фотоустройства, установленного на орбитальном модуле TGO (Trace Gas Orbiter), позволило получить цветные и высококачественные фотографии Красной планеты.
Благодаря очень высокому разрешению снимка ученые смогли рассмотреть кромку льда, покрывающую поверхность Марса.
Первые изображения Красной планеты с Российско-европейского орбитального модуля были сделаны 15 апреля 2018 года."

Фото здесь : https://weekend.rambler.ru/places/39731317-polucheny-pervye-tsvetnye-fotografii-marsa/?utm_referrer=https%3A%2F%2Fzen.yandex.com

Автор: basilius 29.4.2018, 9:07

А можно ли видеть настоящую метель в открытом космосе?
Кружась вокруг кометы Чурюмова-Герасименко, аппарат Розетта сделал серию снимков одного участка с периодичностью примерно один снимок в минуту. Смещение звезд заднего фона плюс изредка попадающие в кадр микрочастицы пыли и льда, сопровождающие комету, привели к такому неожиданному результату.
Действительно красиво и необычно!



© Изображение взято на портале www.astronet.ru

Автор: DimmiYur 30.4.2018, 12:52

Красиво

Автор: DimmiYur 30.4.2018, 15:09

Предлагаю немного отвлечься от исследования космического пространства и обратиться к научным теориям "на грани". У данных теорий в научном мире есть как и сторонники, так и противники, однако... Математические, физические и другие -ческие доказательства хоть и тяжелы для восприятия, но тем не менее существуют и доказуемы (и, естественно, удовлетворяет критерий Проппера, а значит повторяем). Более того: для большинства теорий уже проведены ряд экспериментов результаты которых подтверждают теоретические выводы.

******************************************************************************

Белая дыра
April 29, 2018
https://telegram.me/thinkordie (Канал для тех, кто любит рассуждать и удивляться)

Ложный шаг не раз приводил к открытию новых дорог.

У моряков есть кракены и прочие морские чудища. У физиков есть белые дыры: космические творения, которые находятся где-то между былью и небылью. Их никто не наблюдал в реальном мире: они существуют только в виде гипотетических математических монстров. Однако исследования показывают, что если теория под названием петлевая квантовая гравитация окажется верной, белые дыры могут стать реальностью — возможно, мы уже наблюдаем их.
Короче говоря, белая дыра — это противоположность черной дыры. Черная дыра, в свою очередь, — это место, куда можно попасть, но откуда нельзя выйти; белая дыра, соответственно, — это место, из которого можно выйти, но никогда нельзя вернуться.
«Белая дыра как математически, так и геометрически является точно такой же, как и черная». В частности, это сводится к двум основным аспектам: сингулярности, в которой масса сдавливается в точку с бесконечной плотностью, и горизонту событий, невидимой точке невозврата, впервые описанной математически немецким физиком Карлом Шварцшильдом в 1916 году. Для черной дыры горизонт событий представляет собой точку одностороннего входа; для белой — только выхода.
Есть масса доказательств того, что черные дыры действительно существуют, и астрофизики примерно представляют, чем же они являются на самом деле. Чтобы представить, как могла образоваться белая дыра, нам нужно выйти из астрономической плоскости.


Один из вариантов — вращающаяся черная дыра. Согласно общей теории относительности Эйнштейна, вращение сворачивает сингулярность в кольцо, что в теории позволяет путешествовать через вращающуюся черную дыру и не быть уничтоженным. Уравнения общей теории относительности предполагают, что попавший в такую черную дыру может пройти через туннель пространства-времени (червоточину) и выйти из белой дыры, попав в совершенно другой регион пространства-времени.
Хотя математические решения для таких дыр существуют, «они не реалистичны», говорит Эндрю Гамильтон, астрофизик из Колорадского университета в Боулдере. Дело в том, что они описывают вселенные, в которых содержатся только черные дыры, белые дыры и червоточины — без материи, радиации или энергии. Предыдущие исследования, включая Гамильтона, предполагают, что все, что попадает во вращающуюся черную дыру, грубо говоря, «затыкает» червоточину, тем самым перекрывая выход в белую дыру.
Но в конце червоточины есть свет. Общая теория относительности ломается в сингулярности черной дыры. Возможно, более полная модель гравитации — которая хорошо работает в квантовых масштабах — смогла бы свести на нет нестабильность и дать ход белым дырам.
Единая теория, которая объединит гравитацию и квантовую механику, это святой Грааль современной физики. Применив одну из таких теорий, петлевую квантовую гравитацию, к черным дырам, теоретики из Экс-Марсельского университета во Франции показали, что черные дыры могли бы превращаться в белые при определенных квантовых процессах.
Петлевая квантовая гравитация предполагает, что пространство-время состоит из фундаментальных строительных блоков, сформированных как петли. Конечный размер петель препятствует коллапсу умирающей звезды в точку с бесконечной плотностью, а вместо того превращает сжимающийся объект в белую дыру.
Этот процесс занимает несколько тысячных долей секунды, но благодаря мощности участвующей в нем гравитации релятивистские эффекты позволяют наблюдать за трансформацией долгое время, если смотреть издалека.
Таким образом, крошечные черные дыры, рожденные в юной вселенной, сейчас могли бы «вспыхивать как петарды», образуя белые дыры. Некоторые из таких взрывов, как полагают астрономы, привели к появлению не сверхновых, а белых дыр.


Превращение черной дыры в белую могло бы разрешить старую головоломку, известную как информационный парадокс черной дыры. Физики предают анафеме любого, кто считает, что информация может быть уничтожена, но общая теория относительности гласит, что все, включая информацию, падая в черную дыру, не может вернуться.
Эти два заявления долгое время конфликтовали, пока Стивен Хокинг 40 лет назад не показал, что черные дыры испаряются со временем. Идея того, что информация в черной дыре может пропадать навсегда, вызвала дискуссию, которая продолжается по сей день.
Но что, если черная дыра превращается в белую, а информация восстанавливается? Новая работа пока остается сырой и уж точно не дает стопроцентных гарантий на то, что петлевая квантовая гравитация точно опишет реальность. Единственное доказательство существования белых дыр мы можем получить только в лаборатории, а это практически невозможно.

Космос прекрасен. Его огромные просторы дают нам возможность мыслить широко и создавать самые невероятные идеи.

Автор: DimmiYur 30.4.2018, 15:17

Предлагаю немного отвлечься от исследования космического пространства и обратиться к научным теориям "на грани". У данных теорий в научном мире есть как и сторонники, так и противники, однако... Математические, физические и другие -ческие доказательства хоть и тяжелы для восприятия, но тем не менее существуют и доказуемы (и, естественно, удовлетворяет критерий Проппера, а значит повторяем). Более того: для большинства теорий уже проведены ряд экспериментов результаты которых подтверждают теоретические выводы.

******************************************************************************

Антиматерия
April 26, 2018 https://telegram.me/thinkordie (Канал для тех, кто любит рассуждать и удивляться)

На каждый мир найдётся антимир

Камень, человек, Земля, галактики — всё это состоит из материи и это всем понятно. Но в нашей Вселенной также есть место и для антиматерии.
Антиматерия — это материал, состоящий из античастиц. Каждая известная нам частица имеет античастицу, которая идентична частице, но с противоположным зарядом. Например антипротон является античастицей протона, тем не менее антиэлектрон заряжается положительно, потому что электрон заряжен отрицательно.
Формально нет разницы, какую из частиц называть античастицей, поскольку они отличаются лишь зарядами.
В конце XIX века английским оптиком Артуром Шустером была придумана антиматерия как средство восстановления симметрии между плюсом и минусом (вспомните: электрон, открытый Томсоном в 1897 году, имеет заряд минус, и, чтобы уравновесить этот дисбаланс, Природа, казалось бы, должна была позаботиться о существовании положительно заряженного аналога электрона).
На идею традиционно забили, но в конце 20-х годов XX века из желания скрестить квантовую теорию поля с релятивистской теорией Поль Дирак вывел антиматерию уже математически строго.
Согласно модели Большого взрыва, при создании Вселенной количество материи и антиматерии было равно. Затем появился дисбаланс, материя победила и насоздавала нас с вами и все вокруг.


Самый удивительный и внезапный источник антиматерии — банан. Раз в полтора часа он выпускает один позитрон. Антиматерия самое дорогое вещество: 1 грамм стоит около 62,5 трлн. долларов.
Чтобы создать 1 грамм антиматерии, потребуется 25 млн млрд киловатт-часов, поэтому за всю историю, ЦЕРНом было создано около 10 нанограмм вещества. Антиматерия нужна уже сегодня. Она используется в медицине в аппаратах эмиссионной томографии для получения снимков тела в высоком разрешении.
Ну и конечно это самое соблазнительное (в долгосрочной перспективе) топливо для космических путешествий. Как вы знаете, при столкновении друг с другом частицы образуют колоссальное количество энергии из-за разрыва связей.
До использования антиматерии как источник энергии еще очень далеко, потому что ее очень трудно хранить. На текущий момент ее хранят в горячем виде, в виде плазмы, запертой в вакууме в магнитных полях. Рекордом по срокам хранения считается тысяча секунд.

Мы надеемся, что находимся на пороге открытия другого мира, такого, как например, антиматерия. Антиматерия была найдена в конце прошлого века и, возможно, нам удастся найти суперсимметричную материю

Автор: DimmiYur 30.4.2018, 15:26

Предлагаю немного отвлечься от исследования космического пространства и обратиться к научным теориям "на грани". У данных теорий в научном мире есть как и сторонники, так и противники, однако... Математические, физические и другие -ческие доказательства хоть и тяжелы для восприятия, но тем не менее существуют и доказуемы (и, естественно, удовлетворяет критерий Проппера, а значит повторяем). Более того: для большинства теорий уже проведены ряд экспериментов результаты которых подтверждают теоретические выводы.

******************************************************************************

Теория струн
March 12, 2018 https://telegram.me/thinkordie (Канал для тех, кто любит рассуждать и удивляться)

Я конечно все понимаю, но этого я не понимаю

Сразу скажу, что я не понимаю теорию струн. Это настолько сложная и наполненная терминами теория, что осознать её или даже сделать какой-то пассивный вклад в развитие практически невозможно. Необходимо иметь огромный продвинутый бэкграунд в теории относительности, квантовой физике и высшей математике, чтобы хотя бы на каком-то уровне рассуждать о теории струн.
Осознавая, насколько тяжелый материал, страшно вообще читать научпоп о теории струн, потому что там несут ахинею. Но я здесь не для того, чтобы одних пугать, а других ругать. Выполняя образовательную миссию (хотя многие из вас в предмете разбираются лучше меня, я не сомневаюсь), я должен вызвать у вас интерес и ввести в курс дела. Давайте попробуем, ведь не зря теории струн в последние годы физики-теоретики уделяют большое внимание.
Из прошлых материалов, мы поняли то, что физики в начале прошлого века наломали дров и не смогли примирить теорию относительности и квантовую механику. Подобно Галилею, который не мог смириться с разными законами для небесных и земных тел, современные ученые находятся в поисках "теории всего", которая будет действовать и для объектов макромира, и для объектов микромира. Занятие это сложное, необходим взгляд со стороны. Поэтому в 1968 году подъехали математики.
Они заметили, что математическая функция, которая называется бета-функция Эйлера, идеально описывает свойства частиц, которые участвуют в так называемом сильном взаимодействии — одном из четырёх фундаментальных взаимодействий во Вселенной. Они проверяли раз за разом — и да, всё работает. Интересно то, что изначально бета-функция Эйлера применялась в описании физики натянутых струн. Казалось бы, что делать дальше? Почему струны?


И тут уже физики подумали о том, что возможно наш мир и состоит из натянутых струн. Что, если частицы — не частицы вовсе, а тончайшие струны? Обычно в материалах по квантовой механике дальше идёт много математических формул, но нам это ни к чему. Лучше давайте представим, чем вообще являются эти струны.
Мы живём в трёхмерном пространстве. Однако все объекты мы видим двухмерными. Только при добавлении четвёртого пространства — времени, мы можем трёхмерность объектов. Только в движении мы можем убедиться в трёхмерность объекта. А что, если пространств больше, но мы их не видим и не ощущаем? Представьте себе четырёхмерное пространство (не пространство-время, а именно пространство). Шутка, не представляйте, вы не сможете. Мы живем в трёхмерном пространстве, и поэтому наши возможности немного ограничены. Можете посмотреть видео Артура Шарифова, где он рассказывает о четырёхмерном пространстве:
https://www.youtube.com/embed/9OBStGhbhA0?showinfo=0

Теория струн представляет собой многомерное пространство, через которое проходит огромное количество микроскопических струн, по которому, движутся нанизанные объекты. Колебание струны с последующим переносом энергии описывает движение и элементарных частиц и больших объектов. Развитие теории струн шло быстро, она подавала огромные надежды, но столкнулась с проблемами. В расчётах учёных всегда присутствовал тахион — элементарная частица с отрицательной массой. Со временем, страсти по теории струн стали утихать и учёные один за одним сдавались.
В 1971 году началась работа над теорией суперструн, которая должна была решить проблему теории струн. Так, к бозонам, которые присутствовали в теории струн, добавились ещё и фермионы (это названия элементарных частиц, сильно не заморачивайтесь). А от тахионов избавились. Супер, казалось бы, но нет. Новая проблема заключалась в том, что каждому бозону должен соответствовать фермион (принцип суперсимметрии). Но никто и никогда не наблюдал эти самые суперсимметричные фермионы. Объяснение тому нашли простое: по расчётам, суперсимметричные фермионы должны обладать огромной для микромира массой, и потому в обычных условиях их не получишь. Для того, чтобы зарегистрировать их, нужны огромные энергии, которые достигаются при столкновении лёгких частиц на почти световых скоростях. Как же нам экспериментально проверить это всё, где это всё запустить и посмотреть? Для таких вещей и был создан Большой Адронный Коллайдер.
Учёные продвинулись в исследованиях. Были несостыковки, появлялись уравнения с отрицательной и миллионной вероятностями(что очень странно). В итоге, после изучения теорий и трудов ранее неизвестных учёных, физики пришли к интересному заключения. В общем-то, существуют следующие пространства: три пространства, которые разворачиваются в космических масштабах; время, как же без него; и наконец, шесть пространств, которые завернуты сами в себя в микроскопических масштабах. Неплохо, да? Так, учёные навспоминали всевозможные догадки, подогнали под ответ и получили десятимерное пространство-время. Именно так, большинство противоречий теории струн было решено и родилась М-теория.
Учёным было необходимо всё больше и больше измерений. Уже одиннадцать и все проблемы решены — Общая теория относительности и квантовая механика сосуществуют в одной теории! Однако, родились и другие вопросы, двумерные струны и все остальное.
Сейчас, теория струн развивается быстро и мы скоро будем близки к окончательной теории всего со всеми объяснениями. Это будет большим прорывом в науке и гордостью всего человечества. Поднимутся бокалы и уже на следующий день появятся новые вопросы, которые нужно будет решать. В этом и прелесть в науке, в вечно голодных учёных и постоянно появляющихся вызовах.

Когда наука достигает какой-либо вершины, с нее открывается обширная перспектива дальнейшего пути к новым вершинам, открываются новые дороги, по кото­рым наука пойдет дальше

Автор: Nestor 30.4.2018, 17:07

Умные все стали! Все эти n-мерные представления напомнили мне прекрасные годы, когда одна из глав второго варианта моей несостоявшейся диссертации описывала манипулятор устройства, имеющего девять степеней свободы (не моя терминология), где шесть дополнительных представляли из себя вращение по и против часовой стрелки основных трех

Автор: Nestor 30.4.2018, 21:00

Млечный путь https://www.youtube.com/embed/2VnDEjp9RLw?rel=0&showinfo=0&

Автор: basilius 2.5.2018, 21:22

А отрицательные значения для вращательных степеней свободы запретили, чтобы челнов Ученого Совета не перенапрягать?

Автор: DimmiYur 3.5.2018, 11:58

Типы эзопланет
https://t.me/mycosmosNovember 13, 2017

Как уже была сказано на канале раннее, экзопланеты это планеты за пределами Солнечной Системы и они, как и наши планеты, тоже отличаются друг от друга.

Горячий Юпитер


Первая открытая экзопланета, расположенная вокруг похожей на наше Солнце звезды является 51 Пегаса B. Эту экзопланету, расположенную на расстоянии примерно 50 световых лет от Земли, неофициально называют Беллерофонт в честь укротителя мифического Пегаса.
Как и многие инопланетные миры, найденные после его открытия, 51 Пегаса B относится к классу «горячий Юпитер» - это газовые гиганты, расположенные к своей звезде ближе, чем Меркурий к нашему Солнцу, в отличие «холодного Юпитера», чья орбита лежит дальше таких планет, как Нептун
Благодаря своим размерам и близости к звезде, «горячий Юпитер» легче обнаружить современными методами.

Атмосфера на горячем Юпитере в представлении художника
Пульсарная планета

В дали виднеется пульсар

Первое настоящее открытие данного типа экзопланет произошло в 1994 году, когда радио-астрономы обнаружили миры вокруг пульсара PSR B1257 + 12, расположенного на расстоянии 980 световых лет от Земли в созвездии Девы. Пульсар – не простая звезда, а плотный, быстро вращающийся остаток сверхновой. По состоянию на 2007, три экзопланеты были подтверждены на орбите вокруг этого пульсара.
Старейшая из известных экзопланет PSR B1620-26 b, также известная как Мафусаил, также является пульсарной планетой, расположенной на расстоянии 5600 световых лет от Земли в созвездии Скорпиона. Мафусаил примерно в два раза массивнее Юпитера и по некоторым оценкам имеет возраст 12700000000 лет. Эта планета возникла в начале истории Вселенной. Это также межкомпонентная планета, вращающаяся вокруг двойной системы, состоящей из пульсара PSR B1620-26 A и белого карлика WD B1620-26.
Все эти миры не могут поддерживать жизнь в то виде, в которой мы ее знаем, так как данный тип экзопланет находится в области высокой энергии излучения пульсара.

Суперземля

Суперземли в зоне обитаемости (Зона обитаемости примерное расстояние планеты от ее звезды как Земли от Солнца) в сравнении с Землёй

Суперземля является планетой с массой, в 10 раз превышающей массу Земли. Первой суперземлей, из когда-либо найденных, является пара планет, вращающаяся вокруг PSR B1257 +12.
Суперземля может быть более геологически активной, чем наша планета. Астрономы из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики предполагают, что они испытывают более энергичные сдвиги тектонических плит, поскольку они обладают более тонкими пластинами под большим напряжением. Такая деятельность имеет важное значение для жизни, в том виде, в котором мы ее знаем, потому что это помогает образовывать сложные химические соединения.


Эксцентрические планеты

Пример планеты с вытянутой эллиптической орбитой (HD 96167 , орбита планеты ближе к орбите кометы.

В нашей Солнечной системе, планеты по большей части имеют довольно равномерные круговые орбиты. Однако, экзопланеты, найденные до сих пор, могут иметь гораздо более эксцентричные орбиты, двигаясь то близко, то в отдаление от звезды. Если идеальный круг имеет значение эксцентриситета равное ноль, то примерно половина экзопланет имеет эксцентриситет 0,25 или более.
Эти эксцентричные орбиты могут привести к довольно экстремальным тепловым волнам. Например, HD 80606b, которая примерно в четыре раза больше Юпитера и находится на расстоянии примерно в 200 световых лет от Земли, имеет эксцентриситет примерно 0,93. Таким образом, орбитальное расстояние HD 80606b меняется в промежутках от орбитального расстояния Земли до орбитального расстояния Меркурия.

Горячие Нептуны


Горячие Нептуны – это экзопланеты, масса которых от 10 до 20 раз больше массы Земли, то есть имеют массу «холодных Нептунов», такие как Уран и Нептун соответственно. Но в отличие от «холодных Нептунов», «горячие Нептуны» ближе к своим звездам, чем Меркурий к нашему Солнцу. Первый из обнаруженных горячих Нептунов является Gliese 436b, расположенный на расстоянии 33,4 световых лет от Земли в созвездии Льва. Gliese 436b вращается вокруг своей звезды в тысячу раз ближе, чем Нептун вращается вокруг нашего Солнца. На его поверхности может быть «Жаркий лед» - вода, которая остается твердой, несмотря на жару, потому что сжимается под действием силы тяжести планеты.

Планета-океан


Существуют два типа планет-океанов, которые могут быть полностью покрыты водой. Одним из них является похожая на Землю экзопланета, в которой объем воды намного больше, чем у Земли, как в фильме Кевина Костнера.
Другой тип планет-океанов похож на тип «горячий Нептун», который почти полностью состоит из воды и достаточно близко расположен к своей звезде, чтобы не быть заморожен. Данный тип экзопланет покрыт океаном тысячи километров глубиной и, возможно, имеет атмосферу как у газовых гигантов, с большим количеством водорода и водяного пара.

Хтоническая планета


Иногда «горячий Юпитер» или «горячий Нептун» расположены слишком близко к своим звездам. После того, как звезды сжигают эти экзопланеты и срывают полностью газовую оболочку, остается лишь скалистое ядро, которое ученые окрестили хтонические планеты. Их близость к своим звездам может означать, что они покрыты лавой. Супер-Земля COROT-7b также может быть хтонической планетой, так как ее орбита в 23 раз ближе к своей звезде, чем Меркурий к нашему Солнцу. Одна из открытых экзопланет HD209458b, по прозвищу Осирис, может быть на пути к превращению в хтоническую планету.

Планета-сирота


Обычно планеты вращаются по своей орбите вокруг звезд, но есть некоторые догадки, что существует ряд объектов свободно плавающих в пространстве. Они могли сбежать от своих звезд под гравитационным воздействием других объектов, либо образовать в областях звездообразования.
До сих пор, было обнаружено несколько объектов подобного типа. Но пока не ясно, можно ли называть их экзопланетами, поскольку они формируются как часть планетной системы, которая в последствии была изгнана или образуют супер-мелкие коричневые карлики.

Автор: DimmiYur 3.5.2018, 12:14

Простым языком о космических двигателях
https://t.me/mycosmos November 15, 2017



Гипертуннели, кротовые норы, варп-драйв, подпространство, нуль-переход и прочую деритринитацию предлагаю вычеркнуть сразу. Это всё очень здорово, но к нашей суровой действительности не имеет ни малейшего отношения. Даже если вспомнить, что кротовые норы худо-бедно теоретически обосновываются, всерьёз о них поговорить можно будет лет через сто, а то и через двести. Вот тогда - заходите, с удовольствием обсудим. А пока что наука не в курсе дела.
Всерьёз обсуждать имеет смысл только то, что можно, пусть и с натяжками, считать применимым, либо потенциально применимым на практике. Ну и про научную обоснованность конечно же нельзя забывать.

1. Итак, во-первых давайте разберёмся, что мы имеем работающего на сегодняшний день.

1.1 Самым ординарным способом передвижения в космосе являются химические ракетные реактивные двигатели. Они несколько различаются по конструкции и по типам топлива, но суть всегда одна и та же: берём топливо, смешиваем с кислородом, поджигаем (преобразуя химическую энергию в кинетическую) и летим вперёд, выбрасывая назад газообразные продукты горения. Старый проверенный дедовский способ.
Плюс - в относительной простоте, относительной дешевизне и относительно высоком уровне проработанности.
Минус - в относительно малых скоростях и очень малой возможности манёвра. Топливо заканчивается быстро, какую скорость успел набрать в самом начале полёта, с такой и чеши себе дальше. Срок работы исчисляется секундами, иногда минутами. Ни затормозить, ни сманеврировать лишний раз нельзя. Конечно, современные аппараты не летят совсем уж "по рельсам", какой-то резерв топлива обычно есть, но всё равно возможности очень и очень ограничены.
Самый простой ХРРД:


А вот это, например, ХРРД от Шаттла:


1.2 Электрические ракетные реактивные двигатели.
Нельзя сказать, что идея свежая, но разработки продолжаются, регулярно появляются всё более и более экзотичные новинки, которые довольно часто пускают в дело. За пять десятилетий активных экспериментов семейство ЭРД успело хорошенько разрастись вширь, на сегодняшний день существуют: ионные, плазменные, импульсные, сильноточные и термические электрические ракетные двигатели.
В качестве источников питания чаще всего используют солнечные батареи. Однако, порой, к электрическому двигателю в качестве источника питания прикручивают и ядерный реактор. Не путать с ядерными двигателями, о которых будет ниже.
Все эти двигатели, несмотря на разнообразие, всё равно в основе своей используют реактивное движение, то есть работают по принципу "а давайте чего-нибудь посильнее выкинем сзади, чтобы бодрее летелось вперёд". Отличие от химических двигателей заключается в том, что вместо банального поджигания керосина, электрический двигатель извращается с рабочим телом как-то иначе. Например, разгоняет в электрическом поле ионизированный газ или испаряет в электрическом разряде твёрдое тело.
Минус электрических двигателей в том, что развить тягу достаточную, чтобы оторваться от Земли, на сегодняшний день они не могут. То есть двигатели, говоря простым языком, слабенькие. Взлетать всё равно приходится "на химии".
Зато у них есть и неоспоримый плюс. И заключается он в экономичности, а значит - во времени работы. Если химический РД вырабатывает своё топливо за несколько минут (после чего аппарат летит по инерции, используя гравитационные манёвры), то ЭРД работают днями. И неделями. А иногда и месяцами. Да чего уж там, ионный двигатель на межпланетной станции Deep Space 1 честно отпахал три года. И ему не приходилось возвращаться на дозаправку.
Смекаете? Химический двигатель работает недолго и сразу набирает максимальную скорость. Потом - всё, ускоряться только если за счёт гравитационной пращи (манёвр вокруг какого-то крупного объекта). ЭРД же, чтобы развить такую же скорость, которую химический набрал за несколько минут, потребуется, например (условно) три месяца. А может даже год, не суть важно. Аппарат, разгонявшийся химическим двигателем, за это время успеет улететь довольно далеко. Но вот условные три месяца прошли, аппарат с ЭРД набрал ту же скорость, с которой всё это время чешет аппарат с давно потухшим химическим двигателем. Но ЭРД-то продолжает работать. Ещё через три месяца он летит уже вдвое быстрее, и прекращать свою работу не собирается. При этом он имеет свободу манёвра и в любой момент может скорректировать свой полёт. В космосе летают годами, а в перспективе - десятилетиями, там играют долговременные ставки.
А ещё ЭРД весьма компактны и экономичны, они не требуют таскать с собой дополнительную цистерну топлива. Это значит, что их можно ставить на весьма скромные спутники Земли, позволяя им перемещаться с орбиты на орбиту своим ходом, что снижает зависимость от точности выведения и от тормозящего воздействия атмосферы. Вы его, главное, от поверхности оторвите, вверх подбросьте, а там уж он сам на ионном движке куда ему надо доползёт.
Ионный двигатель:


1.3 Ну и, наконец, последнее, что у нас сегодня есть из относительно работоспособного. Ядерный ракетный двигатель, тоже реактивный, как все предыдущие. Суть, как вы понимаете, в том же самом. Берём рабочее тело (жидкий водород - дёшево и сердито), разогреваем и выкидываем его сзади. Только вместо того, чтобы что-то поджечь, разогнать электрическим полем или испарить электрической дугой, мы греем жидкость на ядерном реакторе до газообразного состояния. Почти как паровоз.
Штука довольно спорная как по экономическим, так и по экологическим причинам. Потенциально эти двигатели могут совмещать положительные стороны химического и электрического двигателей. СССР и США разрабатывали ЯРДы начиная с середины ХХ века вплоть до испытания наземных прототипов. Разработки ведутся и сегодня.
Схема работы яррд:


Отчётливый минус абсолютно всех типов реактивных двигателей: по космическим меркам они медленные. Со скрипом их хватает для изучения внутренних, ближайших к Земле планет (внутренними считаются планеты внутри главного пояса астероидов), но уже к Юпитеру приходится тащиться годами. Так могут летать автоматические аппараты, но таскать человека (а вместе с ним все системы жизнеобеспечения) уже представляется совершенно бестолковым занятием.
Даже за несколько человеческих жизней на подобных движках до других звёзд нам не добраться, поскольку счёт пойдёт на десятки тысяч лет. При самом оптимистичном сценарии - на тысячелетия. Sad but true.

Теперь давайте поговорим о самом интересном. О том, чего у нас нет. Этот раздел мой внутренний бюрократ требует разделить на две части: "нет и скорее всего не будет" и "нет, но очень может быть".


2. За прошедшие десятилетия было выдумано (и хотя бы частично научно обосновано) много всего интересного, что пока ещё не было реализовано. Сначала обсудим то, что с высокой долей вероятности не появится никогда по экономическим причинам, либо потому что наука ушла вперёд и концепция утратила былую свежесть.


2.1 Ядерно-импульсный двигатель на ядерных бомбах. Суть заключается в простой и логичной идее: если под хвостом у корабля взорвать бомбу, она отвесит ему такой космический пендель, что корабль скоренько куда-то полетит. Старая, ещё пятидесятых годов концепция, до сих пор являющаяся самым реалистичным и самым жизнеспособным способом межзвёздного (ну и межпланетного в частности) перелёта.
Примерно вот так это должно было выглядеть:
https://www.youtube.com/embed/uQCrPNEsQaY?showinfo=0

С точки зрения науки нет никаких причин, чтобы эта штука не работала. К сожалению, есть причины экономические. В том или ином виде идея разрабатывалась с пятидесятых годов. Довольно быстро стало понятно, что одной бомбой там не отделаться и взрывать придётся много. Много и часто. По очень оптимистичным прикидкам, лет за 120-140 можно добраться до ближайшей к нам системы (тройная α Центавра ABC), если весь этот срок ежесекундно (!) подрывать несколько ядерных зарядов. Как вы понимаете, такой запас можно собрать за довольно долгий срок и только лишь дружно напрягшись всем человечеством. А потом ещё будет проблема поднять всё это хозяйство на орбиту и там собрать, на это понадобились бы тысячи носителей несуществующего уже сверхтяжёлого класса, вроде "Энергии" или "Сатурн-5".
Подобных проектов было много, самый известный из них "Орион". Это отдельная, весьма объёмная история. Чтобы не углубляться в подробности, лучше оставлю вам тут ссылку, на Вики всё неплохо описано: https://ru.wikipedia.org/wiki/Орион_(МКА).

2.2 Прямоточный термоядерный ракетный двигатель. Он же - "межзвёздный прямоточный двигатель Бассарда". Принцип движения тот же что у остальных реактивных двигателей, описанных в первой части. Отличие заключается в том, что современные двигатели расходуют то топливо, которое везут с собой. Прямоточный же двигатель скорее напоминает воздушный реактивный двигатель тем, что рабочее тело он не везёт в канистре, а добывает снаружи, из-за борта.
В качестве рабочего тела предлагалось использовать водород, захватываемый из пространства. Сначала собирать водород предполагалось гигантской воронкой, однако довольно скоро стало очевидно, что таскать такую дуру по космосу не представляется целесообразным. Тогда пришли к решению: собирать водород с помощью электромагнитного поля диаметром в несколько тысяч километров.
Ну то есть корабль электромагнитным пылесосом собирает перед собой водород (а он там таки есть в межзвёздном пространстве), нагревает его ТЯРДом и выбрасывает сзади. Это вариант первый. Вторым вариантом было не выбрасывать водород, а использовать в качестве непосредственно топлива для ТЯРДа.
Из существенных (и очень заманчивых) плюсов - возможность идти с постоянным ускорением (читай - не болтаться внутри корабля в невесомости) и практически полная топливная автономность.
Основной минус в том, что в окрестностях нашей системы количество межзвёздного газа очень невелико. Меньше, чем в других местах. Причиной послужил относительно недавний взрыв сверхновой в окрестностях Солнца, "сдувший" потенциальное топливо.
Максимальная скорость, развиваемая подобным прямоточником, составит не более 0,119c = 35,7 тыс. км/с. Причина в том, что встречные атомы, которые он должен улавливать, будут его же и тормозить своим импульсом.
Естественно, надо понимать следующее. Это голая теория. Причём теория родом из шестидесятых годов. И несмотря на то, что теоретические работы над данной концепцией всё ещё ведутся, у неё куча слабых сторон и масса недоработок. Сегодня мы уже понимаем, что как минимум система захвата рабочего тела должна быть более совершенной. Ну и конечно же, в настоящее время такой двигатель промышленно невоспроизводим (основная проблема - всё та же система захвата, то бишь "пылесос").
Вот как-то так мог бы выглядеть корабль с ПТЯРДом:


2.3 Фотонные двигатели. Тут я постараюсь покороче, поскольку этот концепт уже приближается к границе между действительностью и фантастикой. Он ещё вроде как по эту сторону реальности, но если ядерно-импульсный двигатель (п. 2.1) пришлось бы строить всей планетой лет сто, фотонный двигатель при нынешнем уровне развития нам просто недоступен. Никак.
Суть фотонного двигателя в том, что реактивная тяга создаётся истекающими фотонами света (они имеют импульс). Если упрощать, то это сверхмощный фонарик, отталкивающийся собственным лучом. Теоретически, в отличии от всех упомянутых выше тошнотиков, такой двигатель мог бы приблизиться к скорости света.
Придумано два типа фотонных двигателей: аннигиляционный и двигатель на магнитных монополях.
Для работы аннигиляционного фотонного двигателя требуется антивещество. Возможно (!), при его взаимодействии с обыкновенным веществом будет происходить реакция, почти полностью превращающая их в излучение. Беда в том, что антивещество - самая дорогая субстанция на Земле, примерной стоимостью 62,5 триллиона долларов за грамм. Высокая стоимость вызвана серьёзной нехваткой запасов антивещества. Цитирую Вики: "В 2010 году физикам впервые удалось кратковременно поймать в «ловушку» атомы антивещества. Для этого учёные охлаждали облако, содержащее около 30 тысяч антипротонов, до температуры 200 кельвинов (минус 73,15 градуса Цельсия), и облако из 2 миллионов позитронов до температуры 40 кельвинов (минус 233,15 градуса Цельсия). Физики охлаждали антивещество в ловушке Пеннинга, встроенной внутрь ловушки Иоффе — Питчарда. В общей сложности было поймано 38 атомов, которые удерживались 172 миллисекунды." Как вы догадываетесь, для полёта этого, мягко говоря, недостаточно.
Схема работы аннигиляционного фотонного двигателя:


С фотонным двигателем на магнитных монополях тоже засада. Монополи - гипотетические элементарные частицы, которые чем дальше, тем более гипотетическими становятся. Их упорно ищут, применяя Большой адронный коллайдер (такой большой и такой адронный!) к различным предметам, но эффекта пока что никакого. То бишь полный ноль. Более того, некоторые современные теории вообще не предполагают существования в природе магнитных монополей. Очень печально, потому что добывать и хранить их могло бы быть проще, чем антивещество. А могло бы и не быть. Это - передний край науки, где происходит самое интересное, а потому никто пока ни в чём не уверен.

3. Вот и пришло время для самого вкусного! Кто дочитал, тот - молодец. Наконец-то мы дошли до двигателей, которые во-первых должны реально работать, во-вторых не требуют для своего создания предварительного порабощения всей планеты.

3.1 Солнечный (световой) парус. Красивая и даже в каком-то смысле романтичная идея начала (!) ХХ века, понемногу претворяющаяся в жизнь. Автор - советский физик Фридрих Цаандер, предположивший возможность такого способа перемещения в 1920 году.
Парус использует давление фотонов света стороннего источника (вместо того чтобы светить самому, как это предполагается в фотонном двигателе), например - звезды или лазера.
В качестве основного двигателя парус пока не был использован ни разу, однако испытания ведутся многими странами. Первым аппаратом, развернувшим парус, стал российский "Прогресс" в 1993 году. Однако это было испытание самого процесса разворачивания, движение при этом не совершалось. Первым аппаратом, использовавшим парус по прямому назначению, стал японский IKAROS в 2010 году.
Главный плюс - парусу не требуется топливо. Главный минус - парусу нужен свет.
Давление света Солнца к границам Солнечной системы уменьшается до ничтожных величин, по этой причине использование такого двигателя (а точнее - движителя) будет иметь свои особенности. Между внутренними планетами, скорее всего, перемещаться можно будет вполне эффективно. А вот для перелётов к границам системы, вероятно, разгоняться придётся от самого Солнца (где давление света максимально), в определённый момент сворачивая парус, чтобы он не начинал выполнять роль солнечного тормоза и не мешал маневрировать.
Относительно свежая идея, не опробованная пока что на практике - светить в парус удаляющегося корабля лазером. Если вывести такой лазер на орбиту (чтобы не мешала атмосфера Земли), если поставить их много, если подобрать источник питания, способный долговременно давать требуемую мощность, ну и наконец, если хорошенько прицелиться, то вполне реально отправить некий аппарат даже к соседним звёздам.
Сегодняшние лазеры не позволяют отправить к соседней звезде ничего серьёзнее нескольких граммов. Сегодняшняя электроника не позволяет запихнуть в эти граммы хотя бы камеру и передающее устройство. Сегодняшняя политическая обстановка не позволяет устанавливать на орбите сверхмощные лазеры, потому что если их развернуть вниз, получится орбитальная боевая платформа, которую можно на кого-нибудь нацелить.
Но. Лазерные технологии развиваются, электроника развивается. Даже сами разгонные лазеры можно ставить не на орбите, а на обратной стороне Луны - оттуда они не будут угрожать Земле, зато в случае инопланетного вторжения сможем отстреливаться . Шутки-шутками, но тема действительно очень и очень любопытная.
В 2016 году группа состоятельных ребят, включающая Юрия Мильнера и Марка Цукерберга, скинулись на общую сумму в 100 000 000$ на развитие этой вот идеи с разгонными лазерами и отправкой микроаппаратов к многострадальной α Центавра ABC. Вряд ли они всерьёз рассчитывают отбить свои вложения, поэтому огромное спасибо за бескорыстный вклад в науку. Впрочем, нельзя также исключать, что им просто нужен предлог для строительства гигантского лазера.
Проект называется "Breakthrough Starshot", ведут его очень титулованные граждане, в том числе Хоккинг, Перлмуттер и Рис. Рассчитывают достичь 1/5 скорости света и, соответственно, лет за двадцать "допихать" лазером аппарат (а точнее - стаю мелких аппаратов) до соседней системы. В июне 2017 года состоялся успешный вывод на низкую околоземную орбиту первых рабочих прототипов нанозондов — чипов размером 3,5 на 3,5 см и весом около 1 грамма, несущих на себе солнечную панель, микропроцессор, датчик и систему связи.
Небольшой парус, развёрнутый на стенде в лаборатории NASA (учёные мужики в правом верхнем углу для масштаба):


3.2 Электрический парус. Не путать с солнечным! Тоже парус, только вместо фотонов света он улавливает солнечный ветер - поток ионизированных частиц. Совсем новьё, финская идея 2006 года. В 2013 году в университете Хельсинки создан первый рабочий прототип.
Двигатель состоит из сети длинных тонких алюминиевых тросов с положительным потенциалом и электронной пушки. Электронная пушка создает луч электронов, направленный против движения космического корабля, из-за чего тросы приобретают положительный заряд. Создаётся электрическое поле, тормозящее ионы солнечного ветра. Ударяясь на средней скорости порядка 468 км/с, они передают свой импульс парусу и приводят в движение космический корабль.
Точные характеристики окончательно не ясны, все ждут ходовых испытаний. В целом выглядит весьма перспективно, хотя понятно, что для того чтобы набрать пристойную скорость, общая длина этих вот усов должна составлять хотя бы 2000 километров, при толщине 25 – 50 мкм.
Если сравнивать с солнечным, то главное преимущество подобного паруса в возможности двигаться по направлению к источнику направленных частиц (а не только от него). Кроме того, такой парус проще в производстве и удобнее в эксплуатации: длинный тонкий ус развернуть куда легче, чем натягивать сплошное полотно. Очевидно также, что он куда меньше боится постороннего космического мусора. Но вот сила разгона будет раз в 200 меньше чем у солнечного паруса аналогичной площади.
Художественное изображение электрического паруса:


3.3 Термоядерные ракетные двигатели. Гигантский межпланетный пылесос, описанный в пункте 2.2, по сути своей - частный случай такого двигателя. Но тот проект всё-таки фантастичен. А вот если отбросить всю экзотику с прямоточностью и сбором пролетающего мимо водорода, тогда становится похоже на правду.
На сегодняшний день мы имеем научное обоснование двух типов ТЯРДов: импульсный и на основе реактора с магнитным удержанием плазмы.
Суть импульсного ТЯРДа в том, что управляемая термоядерная реакция происходит в импульсном режиме, при периодическом ионно-пучковом обжатии и разогреве топливных «таблеток». Получается что-то отдалённо напоминающее проект из пункта 2.1, когда под кораблём предлагалось взрывать ядерные бомбы. Только там предполагалось использование энергии распада ядер, а в обсуждаемом проекте речь идёт о синтезе.
ТЯРД с магнитным удержанием плазмы выходит несколько компактнее. Термоядерное топливо (предварительно нагретая плазма из смеси топливных компонентов) подаётся в магнитную ловушку реактора, где происходит постоянная управляемая реакция термоядерного синтеза. Плазма, полученная в ходе термоядерного горения, направляется магнитными направляющими в сопло и создаёт реактивную тягу.
Любопытное дополнение с Вики: "Путём впрыска в струю плазменного факела относительно холодного вещества можно резко повысить общую тягу двигателя (за счет снижения удельного импульса), что позволит кораблю с ТЯРД эффективно маневрировать в гравитационных полях массивных небесных тел (например больших планет) где зачастую требуется большая общая тяга двигателя. По общим оценкам, ТЯРД такой схемы может развивать тягу от нескольких килограммов вплоть до десятков тонн при удельном импульсе от 10 тыс. сек до 4 млн. сек. Для сравнения, показатель удельного импульса наиболее совершенных химических ракетных двигателей — порядка 450 сек."
Единственное внятное изображение ТЯРДа с магнитным удержанием, которое мне удалось найти на просторах:


Рабочих образцов термоядерных двигателей (да и реакторов) на сегодняшний день не существует. Однако разработки ведутся весьма широко. С высокой долей вероятности именно эти двигатели - наше будущее. С точки зрения науки нет никаких причин для того, чтобы их нельзя было бы создать. Причём говорить тут можно не о каком-то гипотетическом будущем, а о вполне достижимом. При оптимистичном сценарии появления первых ТЯРДов можно ждать уже на нашем веку. Вероятно, именно с этими двигателями мы станем осваивать Солнечную систему.

Ну, пожалуй что, that's all, folks! Кажется, это всё что есть более-менее обоснованного, о чём сегодня можно рассуждать всерьёз.

Автор: basilius 3.5.2018, 13:55

Хотелось бы добавить.
Помимо бОльших возможностей для образования сложных химических соединений, суперземли имеют еще ряд преимуществ перед планетами земного типа. Высокая масса препятствует убеганию атмосферы, и печальная судьба Марса суперземлям не грозит. Массивное и долго не остывающее ядро из жидкого металла способствует образованию намного более мощного магнитного поля, защищающего планету от опасного излучения родной звезды, что тоже способствует длительному сохранению условия для развития жизни. Та же мощная атмосфера существенно снижает риск достижения поверхности планеты крупными астероидами, падение которых не только грозит, но и уже реально уничтожало более 90% жизни на Земле.
Словом, сейчас многие исследователи склоняются к поискам жизни на суперземлях, привыкая к мысли, что возникновение жизни на планете типа нашей Земли - скорее везение, чем закономерность.
Как знать, сколько раз еще нам предстоит пересмотреть привычные представления? Скажем, открытие черных курильщиков и связанного с ними биоценоза заставляет пересмотреть роль фотосинтеза и, следовательно, строгость подхода к параметрам зоны обитаемости. Ведь жизнь такого рода может возникнуть и на далекой окраине звездной системы под многокилометровым слоем льда. А там, глядишь, выяснится, что и на водно-углеродной основе свет клином не сошелся...

Автор: Nestor 3.5.2018, 22:56

https://russian.rt.com/science/article/509122-hoking-teoriya-bolshogo-vzryva ЛарисуИвановнуПро большой взрыв хачу!
В начале сотворил Бог небо и землю.
Земля же была безвидна и пуста, и тьма над бездною, и Дух Божий носился над водою.
И сказал Бог: да будет свет. И стал свет.
И увидел Бог свет, что он хорош, и отделил Бог свет от тьмы.
И назвал Бог свет днем, а тьму ночью. И был вечер, и было утро: день один. (ну это просто лирическое отступление. Нужно же указать, что не само по себе.)

Автор: DimmiYur 4.5.2018, 4:23

Будет. Все будет. И про возможность возникновение жизни на основе химии отличной от нашей, и про Большой Бада-Бум, и другие интересности. Но позже

Автор: DimmiYur 4.5.2018, 9:21

Тайны Космоса
Как известно, самый распространенный повод для начала любой беседы — это погода. А уж если за окном ненастье, так это повод для долгого интеллектуального разговора и обмена мнениями в духе «что-то погода совсем разгулялась, вот то ли дело в старые добрые времена!». Но когда вы будете жаловаться на дождь, ветер, мороз или жару в следующий раз, подумайте о том, насколько землянам повезло с погодой — ведь в других местах нашей Солнечной системы она намного более сурова. Предлагаю ознакомиться с особенностями погодных условий некоторых планет и их спутников.

*****************************

Самые экстремальные погодные условия в Солнечной системе
https://t.me/mycosmos November 16, 2017

Самое жаркое место — Венера

Наша ближайшая соседка очень похожа на Землю по размерам и массе (ускорение свободного падения на поверхности Венеры на 10% меньше земного) и обращается вокруг Солнца, как и наша планета, по почти круговой орбите. Это единственная твердая планета кроме Земли, обладающая плотной атмосферой, и до середины XX века ученые считали, что климат на Венере приблизительно соответствует климату нашей планеты, точнее тому, каким он был в каменноугольном периоде: теплые океаны, экзотические растения и даже, возможно, животные. Однако когда с помощью радиотелескопов удалось измерить так называемую яркостную температуру Венеры, она оказалась существенно выше ожидаемой. Некоторые ученые связывали эти данные со свойствами ионосферы, однако в 1962 году американский аппарат Mariner 2 внес ясность в этот вопрос, впервые измерив температуру планеты с небывало близкого расстояния в 35000 км. Финальную точку поставила советская автоматическая станция «Венера-7», совершившая первую успешную посадку на эту, как выяснилось, негостеприимную планету 15 декабря 1970 года и непосредственно измерившая температуру и давление на поверхности. Условия оказались буквально адские — 475 °C и 90 атм, и станция проработала всего 23 минуты. Причина столь высокой температуры — парниковый эффект: атмосфера Венеры состоит преимущественно из углекислого газа, который пропускает солнечное, но поглощает ИК-излучение, переизлучаемое поверхностью планеты. Впрочем, последние данные, полученные аппаратом Venus Express, показывают, что Венера не всегда была адским местом: когда-то на ней была вода и температура была намного ниже. Что именно пошло не так — ученым еще предстоит выяснить.

Глазами Venus Express. Венера «глазами» аппарата Venus Express в УФ- и ИК-диапазонах. Левая часть показывает температурную инверсию облачности в верхней части атмосферы, заснятую в ИК-диапазоне спектрометром VIRTIS на ночной стороне планеты (темные пятна- это холодные облака). Справа — структура облаков в УФ-диапазоне на дневной части Венеры, снятая с помощью инструмента Venus Monitoring Camera.

Самое холодное известно место: Луна

Исследовательский аппарат NASA LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter), вышедший на орбиту вокруг Луны 23 июня 2009-го, за полтора года своей работы значительно увеличил количество научных данных о нашей ближайшей соседке. Он обследовал невидимую с Земли сторону Луны, а также занимался поисками воды (точнее, льда) на нашем спутнике. Изучая окрестности южного полюса Луны с помощью многоканального ИК-радиометра Diviner, LRO зафиксировал самую низкую температуру, измеренную в Солнечной системе, — минус 248 °C. Такую температуру имеет дно кратера Эрмит, находящееся в вечной тени, в середине местной зимы. Это открытие сбросило с пьедестала предыдущий «полюс холода» Солнечной системы — ранее им считался Плутон, где в 2006 году радиоастрономы Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики с помощью восьми микроволновых телескопов Submillimeter Array на Гавайях зафиксировали температуру в минус 230 °C.

Высокие стены кратера Эрмит обеспечивают постоянное затенение на его дне, где температура никогда не поднимается выше минус 2400C. Такие условия благоприятны для сохранения водяного льда, который при более высоких температурах просто испаряется. Впрочем, и на других планетах Солнечной системы вполне могут существовать подобные затененные уголки с экстремально низкими температурами. Поэтому Луна это временный лидер.

Самые мощные грозы — Сатурн

Летом прошлого года аппарату Cassini впервые удалось зафиксировать изображения электрического шторма на Сатурне. До этого в течение пяти лет шторм только прослушивался в радиодиапазоне, а изображение было невозможно получить из-за засветки, которую давали кольца Сатурна. Однако во время равноденствия в августе 2009 года большая часть колец находилась в тени и астрономы впервые зафиксировали вспышки, сопровождающие шторм. По оценкам, мощность сатурнианских молний на три порядка превосходит мощность земных молний во время самых сильных гроз, а размеры шторма составляют порядка 4000 км.

Штормы на Сатурне возникают в одном и том же месте — в районе 35 градусов южной широты, астрономы называют это место «аллеей штормов». Причины этого пока не ясны, штормы могут продолжаться в течение нескольких месяцев, исчезать на годы и затем снова возникать на том же месте. Гигантский облачный фронт хорошо виден с Земли даже в любительский телескоп.

Самый сильный ветер — Нептун

Еще одна планета, где бушуют шторма, — Нептун. Она находится далеко от Солнца, но имеет внутренний источник энергии, природа которого ученым пока не ясна. Однако о его наличии свидетельствует тот факт, что планета излучает в окружающее пространство более чем в 2,5 раза больше энергии, чем получает от Солнца. Этот источник, причиной которого может быть радиоактивный распад, разогрев гравитационным сжатием или что-то другое, подпитывает активность атмосферы газового гиганта, которая порождает ветра такой силы, что по сравнению с ними самые сильные земные ураганы показались бы легким дуновением. В 1989 году космический аппарат Voyager 2 зарегистрировал на Нептуне Большое Темное Пятно (Great Dark Spot) — гигантский шторм размерами 8000х13000 км. Причем, в отличие от Большого Красного Пятна, многовекового шторма на Юпитере, нептунианский был «кратковременным» — всего через пять лет, когда космический телескоп «Хаббл» получил возможность взглянуть на планету, шторм уже рассеялся. Скорость ветра, измеренная во время этого шторма, составила 2400 км/ч.
Атмосфера Нептуна состоит из водорода (80%) и гелия с небольшой добавкой метана (порядка 1%). Именно метан придает планете голубой с зеленым оттенком цвет. Под атмосферой находится ионный океан — сжатая гигантским давлением смесь водяного, аммиачного и метанового льдов, находящихся в ионном состоянии. Некоторые исследователи (например, из Калифорнийского университета в Беркли) предполагают, что в условиях высоких температур метан распадается на водород и углерод, а последний кристаллизуется в форме алмаза. Поэтому не исключено, что в нептунианском океане может существовать такое уникальное природное явление, как алмазный град. Но пока это только предположения, подтвердить которые можно будет в далеком будущем (сегодня даже неизвестно, есть ли у планеты твердое ядро, — ответ на этот вопрос могут дать сейсмические исследования).

Самые характерные времена года наблюдаются на далеком Уране, наклон которого к плоскости эклиптики составляет 82 градуса (то есть он фактически лежит «на боку»). В результате времена года там самые «классические» — летом северное полушарие полностью освещено Солнцем, а южное полностью погружено во тьму полярной ночи; зимой они меняются местами. Уранианский год составляет 84 земных (в 2006 году планета проходила весеннее равноденствие), так что каждое время года на Уране длится 21 земной год, и выражение «долгая зимняя ночь» приобретает там пугающий смысл даже для людей, привыкших к сибирским зимам.

Самые непредсказуемые сутки

Поговорка «Неизбежно, как восход солнца» присутствует в фольклоре многих земных народов. Однако по отношению к некоторым небесным телам эту поговорку следует употреблять с большой осторожностью. Гиперион, 16-й спутник Сатурна, названный в честь греческого титана, отца Гелиоса и сына Урана и Геи, представляет собой каменно-ледяную глыбу размерами 410х260х220 км, обращающуюся вокруг Сатурна на расстоянии примерно в 1,5 млн км. Это самое большое из известных тел, имеющее иррегулярную (несферическую) форму. А еще это единственная из лун в Солнечной системе, вращение которой имеет хаотический характер: ось вращения колеблется в пространстве таким образом, что предсказать положение Гипериона в какой-либо момент времени представляется невозможным. Это удалось подтвердить с помощью снимков, сделанных аппаратом Voyager 2, а также серией фотометрических исследований с Земли. Такое поведение, по‑видимому, объясняется несколькими факторами: иррегулярной формой луны, эксцентрической орбитой и наличием в непосредственной близости другого спутника — Титана (который находится с Гиперионом в орбитальном резонансе 3:4), наряду с действием приливных сил со стороны самого Сатурна. Интересно, что благодаря такому хаотическому вращению поверхность Гипериона более-менее равномерно покрыта темной пылью, которая попадает с другого спутника — Фебы — на его поверхность. У еще одного спутника Сатурна — Япета — этой пылью покрывается только «передняя» (по ходу орбитального движения) поверхность.

Впервые Большое Красное Пятно увидел Джованни Кассини в 1665 году. Первоначально астрономы предполагали, что это твердое образование на поверхности планеты, но аппараты Pioneer 10, Voyager 1 и 2, Galileo, Cassini и New Horizons позволили рассмотреть Большое Красное Пятно во всех подробностях.

Самый большой и самый долгий шторм: Юпитер

Самая большая планета Солнечной системы, названная в честь главного бога греческого пантеона, привлекала внимание астрономов с древних времен, а с момента появления телескопов стало возможным рассмотреть некоторые подробности на ее диске. В 1665 году Джованни Кассини, профессор Университета Болоньи, увидел на поверхности Юпитера образование, которое назвали Большим Красным Пятном (БКП). Это атмосферное образование — гигантский антициклон размерами 35 000 км в длину и 14 000 в ширину (причем столетие назад Пятно было в два раза больше), то есть в три раза больше Земли. Большое Красное Пятно немного дрейфует по долготе в ту или иную сторону, при этом широта (примерно 22° южной широты) остается той же. Газ в антициклоне вращается против часовой стрелки около шести земных суток, при этом скорость ветра на краях этого урагана достигает 360км/ч. В начале 2010 года, используя ИК-спектрометр VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid Infrared) телескопа VLT (Very Large Telescope) Европейской южной обсерватории, астрономы впервые получили возможность познакомиться с тепловой структурой урагана и распределением температур внутри него. Однако по‑прежнему не ясно, что придает пятну красный цвет.

Встреча двух штормов. На трех фотографиях, сделанных с помощью телескопа «Хаббл» в 2008 году, видно, как Большое Красное Пятно поглощает небольшой шторм, подошедший к нему слишком близко. От него остается только небольшой антициклонный завиток. По одной из версий, БКП живет долго, поглощая более мелких собратьев и подпитываясь их энергией.

Самые большие пыльные бури: Марс

Марс — одна из самых вероятных целей (а точнее, единственная) первой межпланетной экспедиции. Однако марсонавтов, прибывших на Красную планету, поджидает очень неприятный сюрприз — пыльные бури. Их время — весна, когда полярные ледяные шапки, состоящие из твердого углекислого газа (сухого льда) и простирающиеся на половину полушария, испаряются, увеличивая атмосферное давление; температурный градиент между «оттаявшими» и покрытыми льдом областями порождает сильный ветер, циркулирующий над этими областями; свою долю в зарождение бури вкладывают и стоковые ветры, стекающие с полярной шапки. Ветер поднимает пыль, и в результате появляется пыльная буря, которая может простираться на сотни и тысячи километров и иногда даже охватывать всю планету и продолжаться неделями и месяцами. Причины, по которым локальные бури быстро растут и переходят в глобальные, ученым пока не ясны. Эти бури играют большую роль в формировании марсианского климата, изменяя тепловой баланс, распределение льда и водяных паров как в глобальном, так и в локальном масштабе (в особенности в полярных регионах). Частицы пыли, поднятые бурей, поглощают солнечное излучение и разогревают атмосферу — во время бури 2001 года с помощью спектрометра TES (Thermal Emission Spectrometer), установленного на борту станции NASA Mars Global Surveyor, было зафиксировано увеличение температуры на 30 °C. К тому же трение частиц пыли порождает мощные электрические разряды. В 2007 году пыльная буря доставила много неприятных минут команде NASA, отвечавшей за работу ровера Opportunity. Дело в том, что основной источник энергии ровера — солнечные батареи, а во время пыльной бури количество падающего на поверхность солнечного света резко снижается.

Еще одно любопытное марсианское природное явление — «пыльные дьяволы». Это локальные торнадо, пылевые смерчи, которые образуются при закручивании восходящих потоков в атмосфере. «Пыльные дьяволы» не редкость и на Земле — их можно увидеть практически в любой песчаной пустыне. Но на Марсе они вырастают до совершенно пугающего масштаба — их диаметр может достигать полукилометра, а высота — 8 км. Пыль в них сильно электризуется при вращении, генерируя сильные электрические поля. Следы марсианских «пыльных дьяволов» часто наблюдаются на снимках, сделанных орбитальными станциями (тем же Mars Global Surveyor), а марсианский ровер Spirit сумел даже заснять это явление относительно крупным планом в кратере Гусева. Существует версия, что именно «пыльный дьявол» стряхнул пыль с солнечных панелей Spirit, продлив функционирование марсохода.

Самая сильная вулканическая активность: ИО

Ио, ближайший спутник Юпитера, до 1970-х считался «мертвым» миром наподобие Луны. Однако в 1979 году инженер Лаборатории реактивного движения NASA Линда Морабито обнаружила на одном из технических снимков, сделанных автоматической межпланетной станцией Voyager 1 для более точного определения собственного местоположения, странное пятно. При внимательном изучении оказалось, что на снимках есть еще несколько подобных пятен и это — газопылевые облака вулканического происхождения, выброшенные на высоту более 300 км двумя вулканами, которые были названы Пеле (богиня вулканов и огня в гавайской мифологии) и Локи (германо-скандинавский бог огня). Яркая красно-оранжево-желтая поверхность Ио резко отличается от поверхностей большинства других спутников, выглядящих гораздо более скучно. Такая раскраска — следствие высокой вулканической активности в недрах Ио. На этом спутнике размерами чуть больше нашей Луны расположено более 400 активных вулканов, выбрасывающих серу и ее соединения, которые затем оседают на поверхности спутника, окрашивая ее в характерные цвета. Причина столь активного вулканизма — движение Ио по орбите вокруг Юпитера и взаимодействие (орбитальный резонанс) с двумя другими спутниками — Европой и Ганимедом. Из-за резонанса орбита Ио имеет небольшой эксцентриситет, и спутник, обращенный одной стороной к Юпитеру, испытывает либрации, то есть немного «покачивается», в результате чего возникают мощные приливные силы, создающие приливной горб с амплитудой в несколько сотен метров. Эти деформации и становятся источником тепловой энергии, подпитывающей вулканизм Ио. Вулканы Ио, кстати, куда мощнее земных собратьев — в частности, Локи считается самым мощным вулканом в Солнечной системе (по некоторым оценкам, его мощность превышает мощность всех земных вулканов вместе взятых).

Автор: DimmiYur 4.5.2018, 9:25

Тайны Космоса
Никто не знает, что находится внутри черной дыры. Это как узнать что нас ждет после смерти. Узнаешь только когда она наступит, так и с черной дырой. Узнаешь только когда пересечешь горизонт событий. Предлагаю ознакомиться с одной из самых интересных гипотез на эту тему.

******************************************

Гипотеза о Вселенной внутри черной дыры.
https://t.me/mycosmos November 17, 2017



Эта странная теория, над которой физики работают уже ни одно десятилетие, может пролить свет на многие вопросы, на которые не в состоянии ответить знаменитая теория Большого взрыва.

Согласно теории Большого взрыва, до того, как Вселенная начала расширяться, она пребывала в сингулярном состоянии, то есть в бесконечно малой точке пространства содержалась бесконечно высокая концентрация материи. Эта теория позволяет объяснить, например, почему невероятно плотная материя ранней Вселенной начала расширяться в пространстве с огромной скоростью и образовала небесные тела, галактики и скопления галактик.

Но в то же время, она оставляет без ответа и большое количество важных вопросов. Что спровоцировало сам Большой взрыв? Каков источник таинственной темной материи?

Теория о том, что наша Вселенная находится внутри черной дыры, может дать ответы на эти и многие другие вопросы. И к тому же в ней объединены принципы двух центральных теорий современной физики: общей теории относительности и квантовой механики.

Общая теория относительности описывает Вселенную в самых крупных масштабах и объясняет, как гравитационные поля таких массивных объектов, как Солнце, искривляют время-пространство. А квантовая механика описывает Вселенную в самых мелких масштабах — на уровне атома. Она, например, учитывает такую важную характеристику частиц, как спин (вращение).

Идея состоит в том, что спин частицы взаимодействует с космическим временем и передает ему свойство, называемое «торсион». Чтобы понять, что такое торсион, представьте космическое время в виде гибкого прута. Сгибание прута будет символизировать искривление космического времени, а скручивание — торсион пространства-времени.

Если прут очень тонкий, вы можете его согнуть, но разглядеть, скручен он или нет, будет очень сложно. Торсион пространства-времени может быть заметен только в экстремальных условиях — на ранних стадиях существования Вселенной, либо в черных дырах, где он будет проявляться как сила отталкивания, противоположная гравитационной силе притяжения, исходящей от кривизны пространства-времени.

Как следует из общей теории относительности, очень массивные объекты заканчивают свое существование, сваливаясь в черные дыры — области космоса, от которых не может ускользнуть ничего, даже свет.

В самом начале существования Вселенной гравитационное притяжение, вызванное искривлением пространства, будет превосходить силу отталкивания торсиона, благодаря чему материя будет сжиматься. Но затем торсион станет сильнее и начнет препятствовать сжатию материи до бесконечной плотности. А поскольку энергия обладает способностью превращаться в массу, то чрезвычайно высокий уровень гравитационной энергии в этом состоянии приведет к интенсивному образованию частиц, отчего масса внутри черной дыры будет нарастать.

Таким образом, механизм скручивания предполагает развитие поразительного сценария: каждая черная дыра должна порождать внутри себя новую Вселенную.

Если эта теория верна, то материя, из которой состоит наша Вселенная, тоже привнесена откуда-то извне. Тогда наша Вселенная тоже должна быть образована внутри черной дыры, существующей в другой Вселенной, которая приходится нам «родительской».

Движение материи при этом всегда происходит только в одном направлении, чем обеспечивается направление времени, которое мы воспринимаем как движение вперед. Стрелка времени в нашей Вселенной, таким образом, тоже унаследована из «родительской» Вселенной.

************************************************************

Завтра поговорим на тему: Освоение Солнечной системы. Простым языком о том, куда и зачем стоить лететь.. Будет интересно

Автор: ТАТЬЯНА А. 4.5.2018, 19:31

Наконец, дождалась, а то давно собиралась спросить: - Так куда летим то????

https://radikal.ru

Автор: Nestor 4.5.2018, 19:53

Земля была безвидна и пуста и тьма над бездною!(проводим интерполяцию и распространяем эту фразу на всю вселенную, представляющую из себя черную дыру.) И сказал Бог: да будет свет. И стал свет. Ну как-то так? А что? Данное утверждение противоречит только одному постулату - что Бога нет
Это просто реплика, не для обсуждения

Автор: DimmiYur 5.5.2018, 8:31

Освоение Солнечной системы. Простым языком о том, куда и зачем стоить лететь.
https://t.me/mycosmos November 18, 2017

Почему-то многие расстраивались насчёт отсутствия перспектив полёта к другим звёздам. Варпа мол хотим, червоточину давай. Подумайте как следует и ответьте честно: на что они вам сдались?
Представим на секунду, что нам на голову неожиданно свалилось тайное знание, и теперь построен красавец стадион звездолёт. Вы в него садитесь, нажимаете главную кнопку и отправляетесь куда-то туда, в сторону Бетельгейзе, чтобы зачем? Что именно, кроме впечатлений и красивых кадров, оттуда можно привезти сегодня? Ни-че-го. Даже инопланетную заразу вы назад не притащите, потому что нет в округе трёхгрудых чужих прелестниц. Они если и есть, то очень далеко. О-о-очень. Туда даже со световой скоростью лететь десятки (это в лучшем случае) и сотни лет.
Так что только фотографии. Ну максимум - шерстистого оползня с неизвестной пыльной планетки из системы звезды Барнарда (очень близкое к нам солнце, 5,96 световых года).
Всё что можно найти где-то там, стоит для начала поискать где-то здесь. Включая шерстистого оползня.

Поэтому давайте окинем нашу Солнечную хозяйским взором и разберёмся, чего нам тут перепало ценного от щедрот матери-природы.
Ещё раз подчеркну, что хочется сделать акцент именно на потенциальном использовании объектов системы, потому что просто так вам про них и без меня триста раз рассказывали. Я же имею в виду всё это хозяйство инвентаризовать и рационализировать.
Чужие звёзды нам в ближайшие сотню-другую лет не светят. В лучшем случае дотянемся до окрестных систем с помощью автоматов со световыми парусами, про которые я рассказывал в прошлом посте. Если не читали, лучше зайдите сначала туда; во-первых нынешний пост логически продолжает предыдущий, во-вторых я стану периодически к туда ссылаться.
В Солнечной системе прорва всего интересного и полезного. А самое главное - до всего этого мы можем добраться в обозримом будущем (как - обсуждали в прошлый раз).

Солнце
Оно дарит надежду! С ним приходит Гэндальф!
Ну а если кроме шуток, Солнце - это одиночный жёлтый карлик, относящийся к звёздному населению 1. Термин "звёздное население 1" означает, что звезда принадлежит к последнему, самому молодому поколению (отсчёт идёт в обратную сторону). Звёзды предыдущего поколения - очень старые, старше 10 млрд лет, доживающие свой век, относятся к населению 2, а звёзды первого, уже погибшего (и потому гипотетического, предполагаемого) поколения классифицируются как звёздное население 3.
Кстати, хотя про звёзды третьего населения всё ещё говорят как про гипотетические, совсем недавно, в 2015 году, их всё-таки умудрились обнаружить (с очень высокой долей вероятности). Нет, сами они, разумеется, погибли около тринадцати миллиардов лет назад, но произошло это в такой дали, что свет оттуда только-только добрался, показав нам события, происходившие всего через 800 миллионов лет после Большого Взрыва.
Тут нам повезло дважды. Начать стоит с того, что у звёзд первого поколения (население 3) вообще не было планет, а у второго поколения (население 2) планеты, скорее всего, были только газовые, напоминающие Юпитер. Причина - отсутствие во времена их зарождения достаточного количества тяжёлых элементов, которые попросту ещё не были синтезированы. Кругом был сплошной водород (позже добавился гелий), зато много. Окажись наше Солнце старой звездой - быть нам кристаллическим водородом в недрах какого-нибудь псевдоюпитера.
Второй раз нам повезло в том, что звезда в системе сформировалась всего одна. Смело корректируйте полученные на уроках астрономии знания. Многие звёздные системы имеют более одной звезды (чем дальше, тем меньше остаётся одиночных систем, данные всё время меняются, сейчас обычно пишут про 25-35% одиночных звёзд). Звёзд бывает две. Бывает три. Бывает четыре. Догадываетесь что дальше? Правильно, звёзд бывает пять, шесть, ну и наконец, чтобы не мелочиться, в системе Jabbah (ν Скорпиона) звёзд насчитали семь штук.
Беда в том, что при таком количестве светил гравитационные взаимодействия внутри системы могут быть весьма переменчивы. Более мелкие объекты, включая планеты, может ой как колбасить, перетаскивая их с орбиты на орбиту и даже совсем выкидывая из системы. Чтобы при таком неуютном раскладе говорить о развитой жизни, надо проявить определённую степень оптимизма.
Пример кратной звёздной системы с четырьмя светилами - 30 Овна:

Ну а теперь, ближе к делу, а то что-то я увлёкся. Итак, что нам может дать наше Солнце?
В первую очередь Солнце - это море дармовой энергии. И чем к Солнцу ближе, тем халява выходит более концентрированной.
"В этой связи, учитывая вышесказанное, представляется целесообразным инициировать проведение ряда мероприятий, направленных на организацию процесса исследования перспектив разработки указанного ресурса и методов оптимизации способов добычи, а также на его эффективное последующее использование", - сказал бы я вам, находясь на работе.
Но поскольку я не на работе, то скажу иначе. Хватит, друзья мои, сидеть без дела. Пора устремиться.
Первое что приходит в голову - конечно же банальные солнечные батареи. Много. Помните Сферу Дайсона? Гигантская искусственная сфера вокруг звезды, полностью собирающая выделяемую энергию. Она - эволюция данной идеи.
Сама сфера - безусловная фантастика, которую нет смысла обсуждать сегодня всерьёз. Но кто мешает установить батареи площадью с футбольное поле (коль уж так модно в последнее время измерять масштабные объекты в футбольных полях)? А в общем-то никто не мешает. Если очень сильно приспичит, это можно сделать даже сегодня.
Энергию можно отдавать сразу - лазерным лучом, нацеленным в нужную точку. Понятно, что в той точке должны находиться не деревни непокорных зусулов а соответствующая приёмная станция.
Такую идею - передавать энергию по лучу - мусолят уже довольно давно, даже безотносительно околосолнечной орбиты. Поскольку гораздо проще иметь дело с тем, что вертится непосредственно около Земли, долгое время концепты выглядели так:

А можно энергию накапливать, занимаясь зарядкой аккумуляторов в промышленных масштабах.
Стоит признать, что гвоздь в крышку гроба аккумуляторов, ну кроме самых миниатюрных, может загнать развитие конкурирующих технологий. Например, компактные ядерные, а там, глядишь, и термоядерные реакторы (здесь хочется напомнить, что компактные ядерные реакторы уже существуют и используются на космических аппаратах, тогда как термояд нам пока не дался). Но пока тот гроб ещё и не начинали стругать, так что можно помечтать.
"И зачем же нам такая прорва аккумуляторов в окрестностях Меркурия?" - спросите вы. А затем, что где-нибудь ближе к орбите Урана сами солнечные батареи скорее мешаются, а не помогают. Поэтому для работы во внешних областях системы очень кстати пришлись бы крупные промышленные аккумуляторы. Которые можно разрядить и отправить в обратном направлении, на перезарядку. Особенно актуально это будет, если окажется что потенциального топлива для реакторов гораздо меньше, чем нам хотелось бы.
И вот тут самое время снова вспомнить предыдущий пост, где я вам рассказывал про солнечный (световой) парус.
Чем ближе к Солнцу, тем сильнее давление фотонов света. Именно поэтому разгонять корабли с солнечным парусом, отправляющиеся за орбиту Юпитера, лучше всего именно оттуда.
Автоматические солнечные парусники, развозящие энергетические элементы по разным уголкам системы, видятся вполне реалистичными. Сначала их будет разгонять свет самого Солнца, потом - лазерный луч в спину.
Более того, таким образом и до других звёзд можно добраться за вполне пристойные сроки. Помните, в прошлом посте рассказывал про проект "Breakthrough Starshot"? Вот как-то так, да.
Ну и переработка конечно же. Любая переработка любых ресурсов требует больших энергий (если не брать в расчёт обычную компостную кучу). Конечно, существенное удаление места переработки от места добычи не может не вызывать определённый скепсис. Тащить, например, астероид или накопанную руду из пояса в сторону Солнца - далече, спору нет.
Зато в этом деле могут неплохо себя показать те самые электрические двигатели, славящиеся экономичностью и продолжительным сроком работы.
Итого выходит, есть как минимум три причины для того, чтобы всерьёз интересоваться околосолнечной орбитой. Разумеется, любые категоричные утверждения об однозначной пользе подобных проектов на сегодняшний день были бы профанацией. Но вот посчитать, прикинуть эффективность, поспорить о целесообразности можно и нужно уже сегодня.
Нельзя забывать о том, что околосолнечная логистика весьма прихотлива. Гравитационное воздействие Солнца там уже очень велико. Звезда притягивает к себе любой объект, с каждой секундой увеличивая его скорость. Не сможешь оттормозиться - пролетишь мимо гипотетической орбитальной станции. Затормозишь слишком сильно - потеряешь орбитальную скорость и свалишься на Солнце.
К несомненным плюсам расположения промышленных объектов в открытом космосе можно отнести их возможность к самостоятельному маневрированию, а также то что прибывающему кораблю достаточно занять аналогичную орбиту вокруг Солнца и не спеша догнать станцию. Так, например, швартуются корабли к МКС. Это существенно проще, чем посадить корабль на Меркурий. Даже выйти на орбиту вокруг Меркурия, когда так близко к тебе находится Солнце, дело крайне непростое, впрочем об этом чуть позже.
Всем производствам, требующим невесомости или вакуума, должно быть весьма комфортно в условиях наличия практически неограниченного запаса энергии и отсутствия каких-либо ограничений с точки зрения экологии. Можно замусорить планету, можно замусорить орбиту, можно замусорить даже открытое пространство. Солнце замусорить у нас не получится, даже если очень захотеть. Туда можно смело сбрасывать что угодно.

Меркурий заранее преподнёс нам несколько неожиданных сюрпризов.
Во-первых у него какие-то нелады с массой. Меркурий для своих размеров имеет слишком большое и слишком массивное железное ядро. Причины обсуждаются. Наиболее популярны две теории: что кору и мантию "сбило" с Меркурия объектом, имеющим массу в 1/6 от его собственной, либо что его внешняя оболочка выгорела/испарилась во времена, когда планета имела менее стабильную орбиту и приближалась к Солнцу.
Во-вторых интересно то, что даже там, на раскалённом Меркурии, нашёлся самый обычный водяной лёд. Да, лёд. Прекращайте удивляться давно устаревшей новости про воду на Марсе. Судя по всему, в Солнечной гораздо труднее найти место где воды, наоборот, нет.
Лёд на Меркурии лежит в приполярных кратерах, куда никогда не попадают солнечные лучи, методично прожаривающие остальные зоны планеты. Нападал, видимо, кометами, испарился, конденсировался и выпал снегом на полюсах. Здесь надо оговориться, что никто его своими глазами не видел и пальцем не тыкал. Но при облучении радаром в полярных кратерах светилось что-то, имеющее отражающие качества, соответствующие самому обыкновенному водяному льду.
Лёд в глубоких приполярных (условный север) кратерах на Меркурии:

В-третьих, кроме светлых пятен льда на Меркурии нашлись также пятна чёрные. На фото ниже - прекрасно освещённый участок поверхности, в центре мы видим пятно, очевидно, не являющееся тенью кратера. Подобные темные пятна встречаются в разных частях Меркурия, в том числе на дне кратера Хемингуэй, вокруг кратера Дерен и возле некоторых кратеров бассейна Калорис. Одни исследователи считают что это углерод в виде графита, другие говорят про углеводороды в виде мазута.
Чёрное пятно неподалёку от кратера Хокусай на Меркурии:

Из вкусняшек на Меркурии предполагают найти пресловутый гелий-3, который полезен во многих отраслях народного хозяйства. Нас с вами он особенно интересует как весьма удобное в использовании ядерное топливо (легко хранится, относительно слабый поток нейтронов из активной зоны реактора, в случае аварии выброс получается практически не радиоактивным).
Как мне подсказывает Вики, на Земле большая часть гелия-3 сохранилась со времён её, Земли то бишь, образования. В атмосфере его насчитали 35 000 тонн, причём, что самое обидное, он продолжает постоянно улетучиваться в космос. Это не может не расстраивать жадное человечество.
Кроме того, исследователи грозятся найти на Меркурии некие полезные руды, предусмотрительно не уточняя какие именно. Возможно - учёныескрывают и потом окажется, что руды нашлись самые бесполезные и было решено их вообще не брать. Зато у руководителя проекта под яблонькой в саду неожиданно откроется богатейшее месторождение редкоземельных элементов. Шучу-шучу, нет там никаких редкоземельных элементов. Только чур я в доле.
Строиться на Меркурии лучше всего где-то на полюсах. Там, как я говорил, расположены кратеры с залежами льда, куда никогда не проникает палящее Солнце. Одновременно на вершинах тех же кратеров можно расположить солнечные батареи, которые станут освещаться Солнцем круглосуточно.
Плюс слабенькое, но всё ж таки магнитное поле, защищающее от радиации. В общем, если закопать базу на пару метров под поверхностью где-нибудь на полюсе, можно интересно и, главное, с пользой провести время на рудниках, добывая радиоактивное топливо.
Однако у Меркурия есть один отчётливый минус. Долго сочинял красивое и понятное объяснение, но потом решил не ломиться в открытую дверь. Так что вот вам цитата из журнала "Вокруг Света" за ноябрь 2006 года:

Меркурий — одна из самых труднодостижимых планет Солнечной системы. Добраться до него почти так же тяжело, как до Плутона. При полете к внешним планетам надо у Земли придать космическому аппарату достаточно высокую скорость, чтобы преодолеть тяготение Солнца. Путешествие к внутренним планетам требует, наоборот, сброса скорости. Дело в том, что любой аппарат, выходящий на межпланетную трассу, с самого начала получает скорость около 30 км/с относительно Солнца — именно с такой скоростью движется по своей орбите Земля. Если не затормозить, то аппарат так и будет крутиться где-то в районе земной орбиты. Но ракета не автомобиль, тормозить ей ничуть не легче, чем разгоняться. [...]
Простейший путь к Меркурию, так называемый касательный эллипс, требует сбросить в начале пути около 8 км/с. Тогда в перигелии траектория пройдет по касательной к орбите Меркурия. [...]
Двигаясь по касательному эллипсу, ваш аппарат достигнет Меркурия примерно за 100 дней. Но даже и не думайте о том, чтобы выйти на орбиту вокруг планеты. Ведь все это время вы будете приближаться к Солнцу, грубо говоря, падать на него, разгоняясь под действием его притяжения. В перигелии аппарат будет нестись со скоростью 57 км/с. И хотя Меркурий движется вокруг Солнца намного быстрее Земли, вы все равно будете обгонять его примерно на 10 км/с.

В общем, с химическими реактивными двигателями там особо не налетаешь. Как минимум, придётся использовать долгоиграющие электрические (о двигателях будущего можно найти статью на канале в ТГ).
Вот так пришлось накручивать по системе "Мессенджеру" (который и сделал показанные выше фотографии) чтобы добраться до Меркурия, правда он летел "на химии":


Венера на первый взгляд является чуть ли не самым неудачным объектом для освоения. Когда-то она находилась в зоне жизни, но давным-давно её покинула. Вернее, сама зона жизни отодвинулась дальше от Солнца, поскольку оно со временем наращивает интенсивность.
У Венеры самая высокая температура поверхности во всей системе (Солнце по понятным причинам не учитываем) - около +480°C. Там давление в 90 атмосфер. Там на склонах гор выпадает иней, состоящий из сульфида висмута и сульфида свинца. Там в атмосфере клубятся облака серной кислоты.
Запускаемые на Венеру аппараты (сажать туда технику рискнули только в Советском Союзе) если и умудрялись добраться до поверхности, функционировали не больше двух часов. Потом отказывала любая защита и техника выходила из строя.
Жизни на поверхности Венеры, разумеется, нет. Так считает абсолютное большинство учёных, которых можно считать настоящими учёными, то есть остепенённых. Что думают не учёные а "учёные" - мне в рамках данного текста рассказывать не очень хочется. Подозреваю, вы сами догадываетесь что думают они очень разное, иногда странное, а иногда, кажется, даже и не думают вовсе.
Но. Но! Некоторое время назад один не поддельный (!), очень видный и известный планетолог - Л.В. Ксанфомалити утвердился во мнении, что жизнь на поверхности Венеры (и, преимущественно, под поверхностью Венеры) есть.
Мне бы и в голову не пришло про это упоминать, если бы не список регалий: доктор физико-математических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, член Научного совета РАН по астробиологии, член комиссии РАН по космической топонимике, главный научный сотрудник и руководитель лаборатории фотометрии и ИК-радиометрии Отдела физики планет Института космических исследований РАН, автор сотен научных публикаций.
Конечно же противостоят ему не менее матёрые зубры. Однако если мнение дилетантов интересует лишь их самих, то точку зрения маститого учёного, пусть и кардинально отличающуюся от позиции его коллег, надо как минимум иметь в виду. Таким образом вопрос наличия на поверхности Венеры жизни из разряда однозначно решённых плавно перетёк в разряд дискуссионных. Хотя конечно же гораздо более убедительно выглядит позиция тех, кто отрицает подобную возможность.
Серия снимков, сделанная "Венерой-13", по мнению Л.В. Ксанфомалити демонстрирующая как после посадки спускаемого аппарата кто-то высунулся из-под поверхности Венеры, огляделся и зарылся обратно. С точки зрения его противников - это радиопомехи, игра света и тени, принесённый ветром мусор, следствие деятельности самого аппарата и что угодно ещё. Лишний раз хочу подчеркнуть, что возможность существования подобной жизни на сегодняшний день представляется весьма маловероятной. Но и однозначное опровержение пока отсутствует.

Казалось бы - что нам, учитывая упомянутые условия, на Венере делать? Однако штука в том, что по многим показателям Венера очень напоминает Землю: 95% диаметра, 81,5% массы, 91% силы тяжести, если за 100% для всех параметров брать земные характеристики. Другой такой планеты в нашей системе нет. Марс, до которого я дойду позже, имеет всего 53% диаметра, 10,7% массы и 38% силы тяжести - отличия очень существенны. Если мы хотим расселиться по окрестностям, не страдая от низкой гравитации, надо смотреть именно в направлении Венеры.
Да, сегодня любые проекты по терраформированию Венеры выглядят фантастикой. Но начинать начинать делать первые шаги в этом направлении можно будет довольно скоро.
Есть на Венере место, по некоторым параметрам сильно напоминающее Землю. Давление там составляет около одной атмосферы, температура около 20-40°C. Из явных минусов - находящиеся там же облака серной кислоты, поскольку место это расположено на высоте 50-60 километров над поверхностью планеты, в её атмосфере. Однако на той же высоте можно найти и водяные облака. Воды на Венере мало, но в атмосфере она есть. Кстати, чуть выше, на высоте 100 километров, предположительно нашёлся и озоновый слой, снижающий влияние ультрафиолетового излучения.
На эту зону в атмосфере Венеры обратили внимание ещё в восьмидесятых. Летом 1985 года на орбиту планеты вышли две исследовательские станции "Вега-1" и "Вега-2", выбросившие посадочные модули и два аэростата (сами "Веги" после этого ушли исследовать комету Галлея).
Про посадочные модули подробно писать не буду, их история, как и история советских взаимоотношений с Венерой - тема для отдельного разговора. Если кто не в курсе, в годы холодной войны СССР и США, чтобы не толкаться локтями, предпочитали заниматься каждый "своей" планетой. В итоге ещё до "Вег" около Венеры побывали аппараты с оригинальным названием "Венера" и порядковыми номерами с первого по шестнадцатый, занимавшиеся съёмками, зондированием, исследованием атмосферы, совершавшие посадки, присылавшие фотографии, бурившие грунт...
Но все посадочные модули жили на поверхности планеты максимум два часа. Потому что давление, потому что температура. А вот выпущенные с "Вег" аэростаты ударно проработали двое суток, что весьма существенно, если учесть специфику планеты и особенно - упомянутые выше облака серной кислоты. Аэростаты разошлись в разные полушария и дрейфовали там вдоль экватора со скоростью 250 км/ч, измеряя всё, до чего могли дотянуться.
Наглядное описание миссии на примере "Веги-1", второй аппарат следовал сразу за первым:

Сегодня над запуском атмосферного зонда размышляют в NASA (правда пока что довольно вяло), неспешно рисуя концепт под названием "Venus In-Situ Explorer".
Почему же так интересен этот атмосферный слой? Потому, что в атмосфере Земли, например, существует жизнь. Некоторые организмы вообще не опускаются на поверхность и существуют лишь на высоте.
А ещё у нас есть отдельная когорта организмов с общим названием экстремофилы, объединённых по принципу неудачного выбора места жительства. Эти граждане обитают в условиях повышенной кислотности, сверхвысокого давления, отсутствия кислорода и экстремально высоких температур. Причём некоторые вытащили роял флеш, им перепали все перечисленные неприятности разом. Зато эти отважные парни своим примером доказали, что жизнь может существовать не только на тёплом пляжике под пальмой, но и способна раскорячиваться в удивительные позы, если вдруг припрёт.
Смекаете к чему это я? Совершенно верно, я знал что вы сами давно догадались. Вероятность существования жизни в атмосфере Венеры значительно выше, чем в огненном аду на поверхности. Два миллиарда лет назад на Венере были вполне пристойные условия. Тогда там с высокой долей вероятности существовали вполне обыкновенные водоёмы, где так же как и на Земле могла зародиться жизнь. А могла и не зарождаться, а прилететь с метеоритами, хотя это пусть и вкусная, но совсем отдельная тема для разговора.
Когда условия на поверхности стали портиться, отдельные простейшие организмы вполне могли уйти в атмосферу, обживая более-менее комфортные её слои.
Этому есть ряд косвенных подтверждений (которые, впрочем, трактовать можно очень по-разному). Например, в атмосфере Венеры аномально низкое содержание монооксида углерода (он же CO, он же "угарный газ"), хотя от электрических разрядов в атмосфере и солнечной радиации он образуется в огромных количествах. Какой-то процесс на планете активно расходует СО, превращая его в CO2, то есть в диоксид углерода, который мы с вами выделяем при дыхании. Для нас СО - безусловный яд, но теоретически бактерии вполне могли научиться его перерабатывать. Также в атмосфере Венеры обнаружен сульфид карбонила, который некоторые исследователи считают продуктом жизнедеятельности бактерий.
Только ради этого одного стоило бы всерьёз задуматься над освоением Венеры. Начать можно хотя бы с автоматических дирижаблей. Современные материалы вполне позволяют долговременно сопротивляться воздействию едких облаков. Например есть концепт миссии NASA под названием High Altitude Venus Operational Concept (HAVOC):

Ну а если жизнь там не найдётся, можно попробовать заселить её туда в принудительном порядке. Ещё в шестидесятых годах Карл Саган предлагал расселить в атмосфере Венеры одноклеточные зелёные водоросли - хлореллу. Они должны были обогатить атмосферу кислородом и снизить парниковый эффект. К сожалению, воды в атмосфере оказалось меньше, чем нужно для хлореллы, поэтому теперь предлагается первоначально доставить на Венеру много воды. Например, привенерить туда несколько комет, или синтезировать воду на месте, благо, энергии для такого процесса там достаточно.
Впрочем, некоторые исследователи предлагают в первое время обойтись без дополнительной воды, положившись на генную инженерию. Например предлагается распылять в атмосфере Венеры генномодифицированные споры плесени.
Кстати. Только что с любопытством вычитал на Вики следующую идею:

Ударное распыление в атмосфере металлического метеора может привести к связыванию серной кислоты в соли, с сопутствующим выделением воды или водорода (в зависимости от точного состава метеора). Астероиды типа (216) Клеопатра представляют определённую ценность для этого решения. Возможно, глубинные породы Венеры также имеют подходящий состав. В таком случае достаточно использовать водородную бомбу достаточной мощности, чтобы одновременно вызвать пылевую "ядерную зиму" и этой же пылью связать кислоту.

Венера очень интересна и очень перспективна. Не столько в промышленном, сколько в биологическом смысле. Там можно и нужно искать жизнь, пускай даже простейшую. Если же жизнь не найдётся, определённо стоит её туда заселить. Ну а впоследствии, глядишь, и сами туда расплодимся. Всё-таки другая планета-близнец Земли нам может попасться очень уж нескоро.
Видимо, во второй части будут Луна, Марс и Церера с главным поясом астероидов. Когда он будет - не знаю. Тема довольно объёмная. Следите за обновлениями!

Автор: DimmiYur 5.5.2018, 8:32

*****************************************

Освоение солнечной системы. Простым языком о том, куда и зачем стоит лететь. Часть 2.
https://t.me/mycosmos November 21, 2017

Сегодня речь пойдёт про, пожалуй, самую доступную часть перепавшей нам Солнечной системы - про Луну. Должны были быть ещё Марс и Главный пояс, но они не влезли в пост. Простите, я снова расписался и не уследил за объёмом.
Ах да! На Луне же обнаружилась сеть пеще... Это, как вы понимаете, была типичная дешёвая замануха, призванная заставить вас сидеть и читать длиннопост вместо того чтобы свернуть его до лучших времён. Поэтому сделайте вид что повелись и сидите, читайте.

Луна - первое небесное тело, где мы начали топтать пыльные тропинки.
Да, начали. Все сомнения на этот счёт я собираюсь с негодованием отвергать. Потому что ну камон, ребята, ну всё, тема закрыта: LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter - исследовательская станция, отснявшая всю поверхность Луны в качестве 20-50 см на пиксель, то бишь лучше чем мы видим Землю на гуглокартах) прислал снимки, на которых видно не только посадочные модули, но и то как топтались астронавты в лунной пыли. Элементарно гуглится по запросу "lro фото мест посадки аполлонов". Не буду я на это больше время тратить.
Беда с Луной (как и с Марсом, кстати говоря) заключается в том, что по теме её освоения не проехался только ленивый. И научной литературы хватает, и художественной, и фильмцов разной степени достоверности снято немало. И потому, затрагивая тему освоения Луны, придётся через весь этот культурный бэкграунд как-то протискиваться. Стараясь не задеть сигнальные нити и не наступить на чью-то любимую мозольку.
Немного истории. Образовалась Луна, как вы наверняка помните (не то чтоб вы были такими старыми, но на астрономии в школе должны были рассказывать), из-за удара в Землю планеты Тейи, образовавшейся на той же орбите в точке Лагранжа. Причём именно планеты а не какого-то более мелкого тела, по расчётам объект должен был иметь 1/10 массы Земли, а это, на секундочку, целый Марс. Дело было, как сейчас помню, около 4,5 млрд лет назад, то есть вскоре после формирования Земли да и вообще всей нашей Солнечной системы.
Орбиты тогда были неустойчивые, в пространстве летала куча мусора, оставшегося от протопланетного диска из которого формировались все объекты системы, за исключением тех немногих что прилетели откуда-то ещё (впрочем, их поди ещё найди да докажи). Очень вероятно, что сумбура добавил Юпитер, перемещаясь с ближнесолнечной орбиты на нынешнюю - есть такая вполне себе рабочая теория, объясняющая например, почему у нас Главный пояс не сформировал ничего крупнее Цереры.
Конечно же не надо думать что Луна отломилась сразу единым куском. С Земли сбило кучу мелких обломков, образовавших некое подобие кольца. И вот это кольцо уже в свою очередь собралось в современную Луну. Компьютерное моделирование показало, что за вполне умеренный срок куча орбитальных булыжников способна сформировать вполне внятный шар (до ста лет при пессимистичном сценарии, при оптимистичном у них там года за три весь хлам сложился в аккуратную Луну).
Украду у Вики гифку, дело было как-то так (L4 - это четвёртая точка Лагранжа, ну вдруг вы не знали):

Изложенная выше теория формирования Луны - самая правдоподобная, самая смоделированная и в общем-то сегодня считающаяся общепринятой научным сообществом. Другие версии, согласно которым Луна сконцентрировалась на орбите из летающих в атмосфере силикатов, просто пролетала мимо и была захвачена притяжением Земли, является головой Койольшауки, отрезанной её сыном Уицилопочтли, родившимся у той от неизвестного шара с перьями (не спрашивайте, сам не пойму что она в нём нашла) - считаются устаревшими.
Однако, ближе к делу. Итак, чем нам может пригодиться наш естественный спутник?
Начну я, пожалуй, с самого актуального, с того о чём в последние недели нам много и интересно вещают - с международной лунной орбитальной станции DSG (Deep Space Gateway), куда мы вроде как вписались поучаствовать (говоря "мы", в данном случае я имею в виду Россию, хотя применительно к околокосмическим постам чаще моё "мы" надо читать как "человечество").
В силу ряда причин, понятных для большинства человеков разумных, отечественная космическая программа в последние годы страдает от необходимости сильно поужаться в расходах. Отменились (ну хорошо, не отменились а очень отложились) планы полёта к Марсу, отменились планы строительства собственной лунной базы, под большим сомнением идея организации своей околоземной станции (у МКС виднеется конец срока эксплуатации), совсем не слышно новостей о разработке орбитального тягача, и т.д. и т.п. Все перспективные затеи Роскосмоса отваливаются одна за другой, и это, блин, чертовски печально. Участие в проекте строительства DSG в данном контексте радует тем, что с международного проекта гораздо сложнее "соскочить". Легко обрезать финансирование чего-то своего, потому что свои расстроятся но никуда не денутся. А вот выход из международного проекта - это уже репутационные потери, а потому десять раз подумаешь прежде чем передумывать.
DSG будет из себя представлять уменьшенную версию МКС. Уменьшенную - ну потому что далековато пока что тягать туда тяжёлые модули, хотя, конечно же, о финальном облике станции говорить сегодня рано.
Орбитальная лунная станция - это очень хорошо (просто замечательно) по нескольким причинам. Во-первых это отработка относительной автономности в относительно дальнем космосе. МКС всё-таки вот она висит, под боком. Четыреста километров - это по сути дела ещё очень верхние слои атмосферы. Космос у нас "де-юре" действительно начинается со ста километров, но де-факто на высоте четырёхсот километров, где кружится МКС, атмосфера Земли ещё присутствует и вполне себе ощутимо тормозит скорость движения станции (особенно мешаются здоровенные лопухи солнечных батарей), из-за чего периодически приходится корректировать орбиту.
А вот на лунной орбите - там уже космос без шуток и скидок, по нашим сегодняшним меркам вполне себе дальний. Со всеми прелестями, включая радиацию и невозможность, если что, прыгнуть в резервный Союз и оперативно свинтить домой к жене, детям и коту.
Слетать туда-обратно до лунной орбиты - это уже выходит неделя. Одна дорога, без проживания. А за неделю, знаете ли, многое может случиться. Навыки самостоятельного полёта необходимы для дальнейшего освоения космоса, без этого базиса ни на какой Марс мы не полетим.
Это во времена лунной гонки летали на честном слове и такой-то матери, по принципу "вроде свинтили, вроде работает, ну тогда стартуем, помолясь" - в наши дни, к счастью, так уже никто не летает. Убеждён, что сегодня миссии Аполлон, в том виде в котором они были реализованы, не были бы возможны по соображениям безопасности.
Во-вторых, строительство DSG создаст запрос на автономную электронику. МКС, это не секрет, полностью управляется с Земли. Потому что нет никакого смысла возиться с автономными системами, когда на борту всегда присутствует кто-то из космонавтов и когда есть постоянная устойчивая связь в реальном времени с ЦУПами в Королёве и Хьюстоне.
На лунной же орбите от управляющей электроники потребуется определённая самостоятельность. Далеко не всегда там будет присутствовать экипаж, особенно в первые годы. А это означает не только самостоятельность в повседневной работе станции, но и ведение научных экспериментов, а также процессы консервации/расконсервации станции без участия человеков.
Не всегда будет устойчивая связь с Землёй. Ну и плюс, тоже надо учитывать, сигнал до Луны доходит уже с небольшой задержкой. Туда-обратно выходит почти две с половиной секунды, в критической ситуации это может оказаться существенно.
Всё вместе говорит о том, что потребуются нормально соображающие системы контроля, способные адекватно реагировать на возможное взаимодействие с космическим пространством, на угрозы и опасности, на поломки. Это специальное, особо живучее "железо", это головастый софт, это запас алгоритмов поведения под любую возможную ситуацию. Это хорошо воспитанные нейросети, у которых не зашуршит шифер и не проснётся ненависть к проклятым мясным угнетателям.
И всё это нам гарантированно понадобится тем больше, чем дальше мы станем забираться от Земли. Пора начинать нарабатывать опыт.
Ну и в-третьих, DSG - это "ворота" к поверхности Луны. Если мы хотим строить базу непосредственно на самой Луне, то наличие орбитальной "теплушки" безусловно упростит процесс в очень существенной степени. Например, значительно уменьшив количество скарба который придётся таскать с собой посадочным модулям. Да и не только им одним, сами пилотируемые корабли тоже можно избавить от приличной части второстепенного груза. А это значит - больше людей, ну либо более лёгкие и дешёвые носители для старта, что тоже приятно. Груз же вполне может чесать своим ходом на старом-добром Пргрессе - посадить его сразу на поверхность в нужную точку было бы непросто, а вот довести до промежуточного пункта на орбите Луны - это в общем-то не так уж трудно. Тут наверняка кто-то придёт и скажет что и посадить - запросто. Ребятушки, да, один посадить, второй. Но их будет не два и даже не двадцать. А шландаться по Луне в поисках промахнувшегося грузовика - сомнительное удовольствие. Нет уж, лучше через перевалочную базу на орбите.
Ну и безопасность, да. Если вдруг не повезёт травануться несвежей шаурмой, до Земли будет три дня, а до DSG - час-другой.
Тут просится какая-нибудь картинка в тему, но всё что есть в интернетах - либо о-о-очень ранние приблизительные проекты, ещё не предусматривающие участие Роскосмоса, либо нарисованные от балды концепты, не имеющие связи с реальностью. Ну вот этот вроде похож на правду (хотя живого места нет от водяных знаков), держите:

Кроме того, если заглянуть чуть подальше, лунная орбита станет также и воротами к Марсу. Очень непохоже, что в ближайшее время нам светят цельнокорпусные транспортные средства, а значит в ближайшие десятилетия даже тяжёлые, крупные, дальние корабли будут модульными, то есть сборными. Как конструктор: таким же образом собирали МКС, так же будут свинчивать DSG. Так же повезут к Марсу что-то более-менее крупное, например марсианскую орбитальную станцию. Собирать её там, около Марса, конечно тоже можно, но слишком уж далеко возвращаться за запчастями, если вдруг чего-то не хватает. Шкаф из "Икеи" свинчивали сами? У меня вот, например, книжный стеллаж однажды приехал без ручки. На Марсе это было бы втройне обидно. То же самое и с марсианской станцией - её логичнее собирать тут, на мощностях станции лунной, хотя бы основную часть. На орбите Земли было бы ещё удобнее, но тут вмешивается бессердечная гравитация: вытащить что-то из гравитационного колодца Земли не так просто. Это очень большие усилия, скорости и затраты. И нагрузки на корпус станции. Поэтому ну её, земную орбиту, лунная станет компромиссом между расстоянием и экономией.
Теперь давайте уже наконец перейдём к поверхности Луны. Помните, в посте про реалистичные способы передвижения в космосе я рассказывал про проект "Breakthrough Starshot"? Если не помните - то перечитайте, интересно же вышло, ну.
Если тезисно, то это проект отправки к α Центавра ABC микроаппаратов с солнечными парусами. Разгонять их планируется с помощью гигаваттных лазеров (не одного конечно). В проект вложились Мильнер с Цукербергом, курируют в том числе Хоккинг и Перлмуттер.
Так вот, размещать разгонные лазеры на Земле - глупо, потому что атмосфера мешается. Размещать их на орбите Земли опасно, потому что лазеры! Над головой! Да туда все психи с манией величия сбегутся, чтобы сверху диктовать покорному человечеству свою мудрую волю.
А вот на поверхности Луны, на тёмной её стороне, размещать такие опасные штуки - самое оно. Заодно, кстати, такие лазеры могут выполнять в том числе оборонительные функции на случай, если кто-то всё-таки припрётся нас завоёвывать. Нет, вы не поняли, я не предлагаю стрелять из них по захватчикам. Гораздо эффективнее разогнать лазерами чушку из сверхпрочного чугуния, направив её в сторону неприятеля.
Маловато что-то картинок в этот раз, да? Давайте разбавим текст. Вот вам концепт разгонной станции проекта "Breakthrough Starshot":

А вот небольшое наглядное пояснение к самому проекту "Breakthrough Starshot", чтобы уж сразу тему приподзакрыть:

Да, кстати. Насчёт тёмной стороны Луны, коли уж речь зашла. Вы же знаете, что она не тёмная, да? Она освещается Солнцем ровно столько же времени, сколько и наблюдаемая нами. "Тёмная" она только потому, что не видна нам с Земли.
И ещё одно распространённое заблуждение давайте тоже до кучи развеем, раз уж мы тут все так здорово собрались. Разумеется Луна вращается вокруг своей оси! Насмехайтесь над тем, кто говорит что это не так, гоните его! Просто-напросто вращение Луны вокруг оси синхронизировано с периодом обращения вокруг Земли и потому нам незаметно. Убедиться можно с помощью элементарного эксперимента. Ставите перед собой двух человек. Один, потолще, будет изображать Землю. Он красиво стоит неподвижно и ничего не делает. Второй, постройнее, демонстрирует нам Луну. Он двигается вокруг первого, всегда оставаясь к нему лицом - "светлой стороной", и всегда скрывая от него свой з... Свою "тёмную сторону". Представьте, что из макушки сверху у "Луны" торчит ось. И снизу откуда-нибудь тоже торчит ось. Наблюдая за происходящим вы легко обнаружите, что "Луна", перемещаясь вокруг "Земли", постоянно вокруг этой оси вращается. Наука, братцы, с ней не поспоришь.
Помимо потенциально угрожающих лазеров, куда-то на Луну имеет смысл вывезти вообще всё опасное и вредоносное. Любые вредные производства, представляющие радиационную опасность, химическую либо даже биологическую. Всё что может взорваться, всё откуда может сбежать смертоносный вирус либо, скажем, зомби (надысь устроил себе марафон "Resident Evil" и теперь особенно опасаюсь смертоносных вирусов и зомби) - всё это надо увозить с Земли.
А ну-ка скажите, чего у нас на Луне достаточно? Правильно - халявного вакуума. Ну точнее - почти вакуума, знаю что кто-нибудь тут меня обязательно поправит. Почти вакуума. Менее бесплатным он от этого не становится. Вакуум хорош тем, что позволяет создавать сверхчистые сплавы. Так называемое бескислородное литьё, которое на Земле выходит неоправданно дорогим. Металлов, кстати, в Луне хватает: титан, алюминий, железо. Причём есть такая версия, что там этого хозяйства в верхних слоях должно быть больше чем на Земле, поскольку тектоника была менее активная (и существенно менее продолжительная) и металлы не успели опуститься в недра.
Чем ещё хорош вакуум и отсутствие атмосферы? Тем, что эта самая атмосфера не мешается тому, чему она мешается тут, на Земле. Астрономы, например, полцарства отдадут за возможность обжить Луну.
Сейчас оптическая астрономия должна выбирать: либо ставим большой телескоп на Земле (плюсы: удобство обслуживания, можно строиться с размахом; минусы: толстая искажающая атмосфера, воздушные потоки, тучи, голуби), либо тащим гораздо меньший телескоп на орбиту (плюсы: никаких голубей, никакой искажающей атмосферы; минусы: большой телескоп наверх не поднимешь, неремонтопригодность).
Луна совмещает в себе все положительные стороны (разумеется после того, как мы отбросим саму проблему колонизации), там можно разгуляться, поставив здоровенное зеркало которому не будет мешать атмосфера и которое легко будет ремонтировать.
Радиоастрономы тоже посматривают в сторону Луны с интересом. Атмосфера им не особенно мешается, зато мешаются все возможные источники радиосигналов ("Контакт" с Джоди Фостер смотрели? Ах какое кино!). А радиосигналы у нас сегодня излучает вообще всё подряд, включая некоторые холодильники. Если забраться на тёмную сторону Луны, жить радиоастрономам сразу станет веселее.
Помимо астрономов, атмосфера мешается ещё и энергетикам. Приятно и удобно размещать солнечные батареи там, где их не станут закрывать облака. Вики подсказывает:

Ключевые технологии имеют, по оценке НАСА, уровень технологической готовности 7/10. Рассматривается возможность производства большого объёма электроэнергии, равного 1 ПВт. При этом стоимость лунного комплекса оценивается примерно в 200 трлн долл. США. В то же время стоимость производства сравнимого объёма электроэнергии наземными солнечными станциями — 8000 трлн долл. США, наземными термоядерными реакторами — 3300 трлн долл. США, наземными угольными станциями — 1500 трлн долл. США.

Ну то бишь кое-кто уже всерьёз этим вопросом озаботился, заинтересовался и уже подсчитывает предполагаемые расходы.
Вот как-то так могли бы выглядеть поля солнечных батарей на Луне (концепт совершенно от балды нарисован, зато красиво):

Разумеется не могу не вспомнить про всеми любимый Гелий-3, которого на Луне вроде как вполне хватает.
Гелий-3 - весьма удобное топливо для термоядерных реакторов. Он легко хранится, при его использовании поток нейтронов из активной зоны реактора будет весьма умеренный (относительно конечно), в случае аварии выброс получится практически не радиоактивным.
На земле Гелия-3 сохранилось весьма немного, он довольно активно продолжает улетучиваться. А вот на Луне, по минимальным прикидкам, должно найтись 500 000 тонн. Казалось бы - не так уж много, но давайте не забывать что это таки весьма лёгкий газ. Стоимость, как мне подсказывает Вики, составляет 1200 долларов США за литр и 20 000 000 долларов США за килограмм. После этих цифр как-то уже интереснее становится, правда?
Надо упомянуть, что существует и ряд проблем, например само отсутствие у нас термоядерных реакторов. Но несмотря на ряд скептических мнений, в целом современная наука копает в сторону создания термоядерного реактора вполне активно.
Всё разумное человечество скинулось кто чем богат и ваяет общий экспериментальный термоядерный реактор на юге Франции. Вы наверняка скажете, что такие вещи надо строить где-нибудь в Антарктиде, от греха подальше. Однако ехать строить в Антарктиду почему-то никто не рвался, а вот на юг Франции все приехали с редким энтузиазмом и единодушием. Такой вот удивительный научный факт, пометьте себе.
Проект называется ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), Россия очень участвует. Цена с пяти миллиардов евро выросла до двадцати (этот факт не связан с предыдущим), а сроки с 2016 года отодвинулись на 2025. Но это ж вам не стадион построить, это первый в мире термоядерный реактор в конце-концов.
Будущее:

Теперь давайте к бытовым вопросам. Вода на Луне есть (у нас в Солнечной системе воды вообще залейся, в том или ином виде она присутствует практически везде). Конечно она там не в виде уютного лесного озера, вода на Луне находится в почве и хорошенько присыпана сверху всяким мусором.
Количество пока под вопросом, причём прямо сейчас на эту тему очень активно спорят наши с американцами. Наши считают что весьма много, американцы - что совсем мало. Забавно то, что и те и другие отталкиваются от показаний одного и того же прибора - нашего российского LEND установленного на их американском LRO, который я упоминал в начале поста. LEND должен был искать в грунте водород и он его там таки нашёл. Однако вместо того чтобы внести ясность, это наоборот всех перессорило. Такие дела.
Но этот учёный дебош касается распределения водорода в грунте. В любом случае в приполярных кратерах есть доказанные залежи льда (как на Меркурии в прошлом посте, да) который можно взять и добыть без всяких LEND, старой доброй совковой лопатой.
Раз вода залегает у полюсов, то и обустраиваться логично где-то там же, неподалёку, возле условного терминатора (ещё раз напомню что "тёмная" сторона Луны не тёмная а "светлая" не светлая, и потому говоря о терминаторе я имею в виду не фактическую линию светораздела, которая естественно постоянно перемещается, а условную, отделяющую видимую сторону от невидимой). Подобное расположение позволит на относительно небольшом расстоянии расположить как средства связи с Землёй так и, скажем, радиотелескопы, требующие чтобы Земля наоборот не маячила на горизонте. Там же, на вершине какого-нибудь кратера можно поставить круговую солнечную батарею, которую Солнце сможет освещать большую часть времени.
Нет никаких сомнений в том, что придётся зарываться хотя бы метра на полтора, а лучше - глубже. Это защита от радиации, защита от прилетающих булыжников, которые не сгорят в атмосфере за неимением таковой. Это защита от холода в конце-концов - в паре метров под поверхностью перепады температуры не страшны, в некоторых регионах там сохраняется вполне комфортный ноль или около того (при весьма значительных перепадах на поверхности).
Не так давно заговорили о том, что можно и не копать самим а воспользоваться тем что есть - лавовыми трубками, оставшимися с тех времён когда свежеобразованная Луна неравномерно остывала. Трубки такие и правда нашлись, в этом помогли падающие на Луну метеориты, проламывающие поверхность. Если подобная пещера обнаружится в удобном для поселения районе - то почему бы нет?
Вот вам пример вполне перспективной дыры в Луне:

В силу низкой гравитации представить себе более-менее стабильную и достаточно плотную атмосферу на Луне довольно трудно (хотя разреженная атмосфера присутствовала весьма долгое время, её следы сохраняются и сейчас). Так что фантазировать на тему терраформирования, кажется, особого смысла нет. В перспективе Луна - не курорт и не рекреация а гигантский завод и стартовая площадка. Тут тебе и металлы, тут тебе и топливо. Гравитация относительно невелика, а значит то, что на Земле лежит большой неподвижной кучей, там сможет оторваться и улететь. Кстати, тут снова можно вспомнить про электрические двигатели. Оторвать что-то с поверхности Земли они не способны, а вот там, на Луне, в принципе можно попробовать.
С середины прошлого века к гипотетической лунной базе любят пририсовывать электромагнитную катапульту. Чтобы, значит, можно было что-нибудь запускать в промышленных масштабах. Грузы в сторону Земли, корабли в сторону Марса. Да, в этом что-то есть, хотя порой мне кажется что это больше дань традиции чем реальный инструмент.
Сегодня планы освоения Луны так или иначе строят США, Россия, объединённая Европа, Китай, Индия и Япония. Строят планы с переменным успехом, куда уж без этого, кто-то время от времени выступает с новым громким проектом, кто-то наоборот отказывается и переносит сроки.
Частный бизнес пока что всерьёз о Луне не говорит, но издалека, скажем так, приценивается. Довольно скоро общее увлечение Марсом должно на какой-то срок приугаснуть, когда станет понятно что прямо сейчас заселить Марс не выйдет, будь ты хоть трижды Маском. И вот тогда, думается мне, в том числе и сам Илон Маск может плотнее заинтересоваться Луной, тем более что солнечная энергетика входит в сферу его интересов. Хотя что туда не входит? На редкость деятельный дядька.
Луна должна нас интересовать не только с точки зрения промышленного освоения. Наш спутник - в том числе отличный испытательный полигон, тренировочная площадка. Там, не удаляясь от дома, можно испытать не только технику но и самих себя. Рано ехать на двухколёсном велосипеде в горы, не научившись кататься на трёхколёсном у себя во дворе.
Мы знаем как себя ведёт организм тренированного космонавта в условиях МКС. Но всё-таки несколько специально отобранных человек в условиях МКС не дают полной картины.
Что, например, будет с психикой, когда ты не в четырёхстах километрах над собственным домом, наблюдаешь его из иллюминатора, а месяцами работаешь где-то на тёмной стороне Луны среди серо-бурых пустошей, а вокруг - черное небо и колючие звёзды?
А для кого-то, быть может, наоборот получится вот так:

Здесь, друзья мои, придётся мне прерваться. Честное слово, собирался написать и про Марс, и про пояс с Церерой. Но как-то неожиданно во время вёрстки часть про Луну разрослась настолько, что даже Марс уже не впихнуть.
С определённостью можно сказать, что в следующий раз будет Марс. Он почти дописан, осталось собрать в единое целое разрозненные куски текста, причесать, подобрать изображения.



**********************************************************

Третьей части на канале пока не появилось Ждем, надеемся и верим....

Автор: basilius 5.5.2018, 8:42

Просто к слову. Раз уж речь зашла о распространенных заблуждениях...
Ребята, никаких звезд из глубокого колодца днем не видно! Вас в школе обманывали.

Автор: Nestor 5.5.2018, 10:31

Мой младший внук в совершенно детском возрасте иногда ставил меня в ступор своими вопросами. Однажды, очевидно при просмотре научной передачи о солнечной системе, он кинулся ко мне: "Дедушка! Только что сказали, что солнце погаснет через четыре миллиарда лет! Нужно что-то делать!"

Автор: DimmiYur 5.5.2018, 12:52

А надеюсь, что вы успокоили внука и сказали ему, что солнце не погаснет через 4 миллиарда лет, а наоборот увеличит свою яркость почти в половину от настоящей, уничтожив, правда, попутно все формы жизни на Земле, а вот примерно через 8 миллиардов лет солнце превратиться в белый карлик и начнет угасать и через многие десятки миллиардов лет возможно превратиться в черного карлика.

Автор: Nestor 5.5.2018, 15:06

Конечно! Я сказал ему, что лет через сто мы с ним займемся этой проблемой

Автор: ТАТЬЯНА А. 5.5.2018, 16:06

Блин, это надо так в один миг разбить все мечты!!!! Уже новую зубную щётку купила....., но не летим, так не летим.

Автор: DimmiYur 7.5.2018, 12:43

Зона обитаемости.
https://t.me/mycosmos November 22, 2017


Зона обитаемости, которая по-английски называется habitable zone, — это область в космосе с наиболее благоприятными условиями для жизни земного типа. Термин habitat значит, что соблюдены практически все условия для жизни, просто мы этого не видим. Пригодность для жизни определяется следующими факторами: наличием воды в жидкой форме, достаточно плотной атмосферой, химическим разнообразием (простые и сложные молекулы на основе H, C, N, O, S и P) и наличием звезды, которая приносит необходимое количество энергии.

История изучения: планеты земного типа
С точки зрения астрофизики было несколько стимулов к возникновению понятия зоны обитаемости. Рассмотрим нашу Солнечную систему и четыре планеты земного типа: Меркурий, Венеру, Землю и Марс. У Меркурия нет атмосферы, и он находится слишком близко к Солнцу, поэтому не очень нам интересен. Это планета с печальной судьбой, потому что, даже будь у нее атмосфера, она была бы унесена солнечным ветром, то есть непрерывно истекающим из короны звезды потоком плазмы.
Рассмотрим остальные планеты земного типа в Солнечной системе — это Венера, Земля и Марс. Они возникли практически в одном месте и при одинаковых условиях ~ 4,5 миллиардов лет назад. И поэтому с точки зрения астрофизики их эволюция должна быть довольно схожей. Сейчас, в начале космической эры, когда мы продвинулись в изучении этих планет при помощи космических аппаратов, полученные результаты показали экстремально различные условия на этих планетах. Теперь мы знаем, что на Венере очень высокое давление и очень жарко на поверхности, 460–480 °C — это температуры, при которых многие вещества даже плавятся. И с первых панорамных снимков поверхности мы увидели, что она совершенно неживая и практически не приспособлена к жизни. Вся поверхность — это один материк.

Изображение: Планеты земной группы – Меркурий, Венера, Земля, Марс. (commons.wikimedia.org)

С другой стороны, Марс. Это холодный мир. Марс потерял атмосферу. Это опять же пустынная поверхность, хотя там есть горы и вулканы. Атмосфера из углекислого газа очень разреженная; если вода там и была, то она вся вымерзла. На Марсе есть полярная шапка, и последние результаты миссии к Марсу говорят о том, что под песчаным покрытием — реголитом — существует лед.
И Земля. Очень благоприятная температура, вода не замерзает (по крайней мере, не всюду). И именно на Земле возникла жизнь — как примитивная, так и многоклеточная, разумная жизнь. Казалось бы, мы видим небольшую часть Солнечной системы, в которой сформировались три планеты, называемые планетами земного типа, но их эволюция совершенно разная. И на этих первых представлениях о возможных путях эволюции самих планет и возникла идея о зоне обитаемости.

Границы зоны обитаемости
Астрофизики наблюдают и исследуют окружающий нас мир, окружающее нас космическое пространство, то есть нашу Солнечную систему и планетные системы у других звезд. И чтобы как-то систематизировать, куда смотреть, какими объектами интересоваться, нужно понимать, как определять зону обитаемости. Мы всегда полагали, что у других звезд должны быть планеты, но инструментальные возможности позволили нам открыть первые экзопланеты — планеты, расположенные за пределами Солнечной системы, — всего лишь 20 лет назад.
Как определяются внутренние и внешние границы зоны обитаемости? Считается, что в нашей Солнечной системе обитаемая зона находится на расстоянии от 0,95 до 1,37 астрономических единиц от Солнца. Мы знаем, что Земля — это 1 астрономическая единица (а. е.) от Солнца, Венера — 0,7 а. е., Марс — 1,5 а. е. Если мы знаем светимость звезды, то посчитать центр зоны обитаемости очень легко — нужно просто взять корень квадратный из отношения светимости этой звезды и отнести к светимости Солнца, то есть:
Rае=(Lзвезда/Lсолнце)1/2.
Здесь Rае — средний радиус зоны обитаемости в астрономических единицах, а Lзвезда и Lсолнце — болометрические показатели светимости искомой звезды и Солнца соответственно. Границы обитаемой зоны установлены, исходя из требования наличия на находящихся в ней планетах воды в жидком состоянии, поскольку она является необходимым растворителем во многих биомеханических реакциях. За внешней границей обитаемой зоны планета не получает достаточно солнечной радиации, чтобы компенсировать потери на излучение, и ее температура опустится ниже точки замерзания воды. Планета, расположенная ближе к светилу, чем внутренняя граница обитаемой зоны, будет чрезмерно нагреваться его излучением, в результате чего вода испарится.
Более строго внутренняя граница определяется как расстоянием планеты от звезды, так и составом ее атмосферы и в особенности наличием так называемых парниковых газов: паров воды, углекислого газа, метана, аммиака и других. Как известно, парниковые газы вызывают разогрев атмосферы, что в случае катастрофически нарастающего парникового эффекта (например, ранняя Венера) приводит к испарению воды с поверхности планеты и потере из атмосферы.

Внешняя граница — это уже другая сторона вопроса. Она может быть значительно дальше, когда энергии от Солнца приходит мало и присутствие парниковых газов в атмосфере Марсе недостаточно, чтобы парниковый эффект создавал мягкий климат. Как только становится недостаточным количество энергии, парниковые газы (пары воды, метан и так далее) из атмосферы конденсируют, выпадают как дождь либо как снег и так далее. И собственно парниковые газы накопились под полярной шапкой на Марсе.
Про зону обитаемости для звезд вне нашей Солнечной системы очень важно говорить одно слово: потенциальная — зона потенциальной обитаемости, то есть в ней соблюдены условия необходимые, но недостаточные для формирования жизни. Здесь надо говорить о жизнепригодности планеты, когда в игру вступает целый ряд геофизических и биохимических явлений и процессов, таких как наличие у планеты магнитного поля, тектоники плит, продолжительность планетных суток и так далее. Перечисленные явления и процессы сейчас активно изучаются в новом направлении астрономических исследований — астробиологии.

Поиск планет в обитаемой зоне
Астрофизики просто ищут планеты, а затем уже определяют, находятся ли они в зоне обитаемости. Из астрономических наблюдений можно увидеть, где эта планета находится, где расположена ее орбита. Если в обитаемой зоне, то сразу же интерес к этой планете возрастает. Далее нужно изучать эту планету в других аспектах: атмосфера, химическое разнообразие, наличие воды и источник тепла. Это уже чуть-чуть выводит нас за скобки понятия «потенциальная». Но главная проблема в том, что все эти звезды расположены очень далеко.
Одно дело — увидеть планету у звезды, подобной Солнцу. Есть целый ряд экзопланет, подобных нашей Земле, — так называемые суб- и суперземли, то есть планеты с радиусами, близкими или немного превышающими радиус Земли. Астрофизики изучают их, исследуя атмосферу, поверхности мы не видим — только в единичных случаях, так называемых direct imaging, когда мы видим только очень далекую точку. Поэтому мы должны изучать, есть ли у этой планеты атмосфера, а если есть, то какой ее состав, какие там газы и так далее.

Изображение: Экзопланета (красная точка слева) и коричневый карлик 2M1207b (посередине). Первый снимок, сделанный с помощью технологии direct imaging в 2004 году. (ESO/VLT)

В широком смысле поиски жизни вне Солнечной системы, да и в Солнечной системе — это поиски так называемых биомаркеров. Полагают, что биомаркеры — это химические соединения биологического происхождения. Мы знаем, что основным биомаркером на Земле, например, является присутствие кислорода в атмосфере. Мы знаем, что на ранней Земле было очень мало кислорода. Простейшая, примитивная жизнь возникла рано, многоклеточная жизнь возникла достаточно поздно, не говоря уже о разумной. Но затем за счет фотосинтеза начал формироваться кислород, изменилась атмосфера. И это один из возможных биомаркеров. Сейчас из других теорий мы знаем, что есть целый ряд планет с кислородными атмосферами, но формирование молекулярного кислорода там вызвано не биологическими, а обычными физическими процессами, скажем разложением паров воды под воздействием звездного ультрафиолетового излучения. Поэтому весь энтузиазм по поводу того, что, как только мы увидим молекулярный кислород, это будет уже биомаркер, — он не совсем оправдан.

Миссия «Кеплер»
Космический телескоп (КТ) «Кеплер» — одна из самых результативных астрономических миссий (конечно, после космического телескопа им. Хаббла). Она нацелена на поиск планет. Благодаря КТ «Кеплер» мы совершили качественный скачок в исследовании экзопланет.
КТ «Кеплер» был ориентирован на один способ открытия — так называемые транзиты, когда фотометр — единственный инструмент на борту спутника — отслеживал изменение яркости звезды в момент прохождения планеты между ней и телескопом. Это давало информацию об орбите планеты, ее массе, температурном режиме. И это позволило определить на первой части этой миссии порядка 4500 потенциальных кандидатов в планеты.

Космический телескоп «Кеплер» (NASA)

В астрофизике, астрономии и, наверное, во всем естествознании принято подтверждать открытия. Фотометр фиксирует, что у звезды меняется яркость, но что это может значить? Может быть, у звезды какие-то внутренние процессы приводят к изменениям; проходят планеты — она затемняется. Поэтому необходимо смотреть на периодичность изменений. Но чтобы точно сказать, что там есть планеты, нужно еще каким-то способом подтвердить это — например, изменением лучевой скорости звезды. То есть сейчас около 3600 планет — это подтвержденные несколькими способами наблюдений планеты. А потенциальных кандидатов почти 5000.

Проксима Центавра
В августе 2016 года было получено подтверждение присутствия планеты, получившей наименование Проксима b, у звезды Проксима Центавра. Почему это так всех заинтересовало? По очень простой причине: это ближайшая к нашему Солнцу звезда на расстоянии 4,2 световых года (то есть свет покрывает это расстояние за 4,2 года). Это самая близкая к нам экзопланета и, возможно, ближайшее к Солнечной системе небесное тело, на котором может существовать жизнь. Первые измерения были получены в 2012 году, но, так как эта звезда является холодным красным карликом, нужно было провести очень длинный ряд измерений. И целый ряд научных групп Европейской южной обсерватории (ESO) наблюдали звезду в течение нескольких лет. Они сделали веб-сайт, он называется Pale Red Dot (palereddot.org), то есть ‘бледно-красная точка’, и там выкладывали наблюдения. Астрономы привлекали разных наблюдателей, и можно было отслеживать результаты наблюдений в открытом доступе. Так, можно было проследить за самим процессом открытия этой планеты практически онлайн. А название программы наблюдений и веб-сайта восходит к термину Pale Red Dot, предложенному известным американским ученым Карлом Саганом для изображений планеты Земля, передаваемых космическими аппаратами из глубин Солнечной системы. Когда мы пытаемся найти планету, подобную Земле, в других звездных системах, то мы можем попытаться представить, как наша планета выглядит из глубин космоса. Этот проект назвали Pale Blue Dot (‘бледно-голубая точка’), потому что из космоса из-за светимости атмосферы наша планета видна как голубая точка.
Планета Проксима b оказалась в зоне обитаемости своей звезды и относительно близко к Земле. Если мы, планета Земля, находимся на 1 астрономической единице от своей звезды, то эта новая планета — на 0,05, то есть в 200 раз ближе. Но звезда слабее светит, она более холодная, и уже на таких расстояниях она попадает в так называемую зону приливного захвата. Как Земля захватила Луну и они вместе вращаются, такая же ситуация и тут. Но при этом одна сторона планеты разогрета, а вторая холодная.

Предполагаемый ландшафт Проксимы Центавра b в представлении художника (ESO/M. Kornmesser)

Существуют такие климатические условия, система ветров, которая обменивается теплом между прогретой частью и темной частью, и на границах этих полушарий могут быть довольно благоприятные условия для жизни. Но проблема с планетой Проксима Центавра b в том, что родительская звезда — красный карлик. Красные карлики живут довольно долго, но у них есть одно специфическое свойство: они очень активны. Там происходят звездные вспышки, корональные выбросы массы и так далее. Опубликовано уже довольно много научных статей по этой системе, где, например, говорят, что, в отличие от Земли, там в 20–30 раз выше уровень ультрафиолетового излучения. То есть, чтобы на поверхности были благоприятные условия, атмосфера должна быть достаточно плотная, чтобы защищать от излучения. Но это единственная ближайшая к нам экзопланета, которую можно будет детально изучить при помощи следующего поколения астрономических инструментов. Наблюдать ее атмосферу, посмотреть, что там происходит, есть ли парниковые газы, какой там климат, есть ли там биомаркеры. Астрофизики будут изучать планету Проксима b, это горячий объект для исследований.

Перспективы
Мы ждем несколько новых наземных и космических телескопов, новые инструменты, которые будут запущены. У нас в России это будет космический телескоп «Спектр-УФ». Институт астрономии РАН активно работает над этим проектом. В 2018 году будет запущен американский космический телескоп им. Джеймса Уэбба — это следующее поколение по сравнению с КТ им. Хаббла. У него разрешение будет гораздо выше, и мы сможем у тех экзопланет, о которых мы знаем, наблюдать состав атмосферы, как-то разрешать их структуру, климатическую систему. Но надо понимать, что это общий астрономический инструмент — естественно, там будет очень большая конкуренция, как и на КТ им. Хаббла: кто-то галактики хочет смотреть, кто-то — звезды, кто-то еще что-то. Планируется несколько специализированных миссий по исследованию экзопланет, например НАСА TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Собственно, в ближайшие 10 лет можно ожидать существенное продвижение наших знаний об экзопланетах в целом и о потенциально обитаемых экзопланетах, подобных Земле, в частности.

Автор: DimmiYur 7.5.2018, 13:00

Гид по вселенной: кто есть кто.
https://t.me/mycosmos November 23, 2017

В нашей Вселенной много удивительного, и порой она кажется интереснее самой изощренной выдумки фантастов. И сейчас мы хотим поговорить об объектах далекого космоса (как реальных, так и предполагаемых), о которых слышали все, но представляет себе далеко не каждый

Красный гигант

Существует множество разных звезд: одни более горячие, другие более холодные, одни большие, другие (условно) маленькие. Звезда красный гигант имеет невысокую температуру поверхности и огромный радиус. Из-за этого она обладает высокой светимостью. Радиус красного гиганта может достигать 800 солнечных, а яркость способна превосходить солнечную в 10 тыс. раз.

Альдебаран, Арктур, Гакрукс — красные гиганты, входящие в список ярчайших светил ночного неба. При этом красные гиганты не самые массивные. Самые большие звезды — красные сверхгиганты: их радиус может превышать солнечный в 1500 раз.

Красный гигант — это конечный этап эволюции звезды. Звезда становится красным гигантом, когда в ее центре весь водород превращается в гелий, а термоядерное горение водорода продолжается на периферии гелиевого ядра. Таким образом, все красные гиганты имеют похожее строение: горячее плотное ядро и очень разреженную и протяженную оболочку. Это ведет к росту светимости, расширению внешних слоев и снижению температуры на поверхности. А также к интенсивному звездному ветру — истечению вещества из светила в межзвездное пространство.

Дальнейшая судьба красного гиганта зависит от массы. Если масса низкая, то звезда трансформируется в белого карлика, если высокая — превратится в нейтронную звезду или черную дыру.

Белый карлик

Звезда-карлик — это полная противоположность звезде-гиганту. Перед нами проэволюционировавшее светило, масса которого сравнима с массой Солнца. При этом радиус белых карликов примерно в 100 раз меньше радиуса нашего светила. «Рождаются» они, когда красные гиганты «сбрасывают» свою оболочку, которая в виде планетарной туманности рассеивается в межзвездном пространстве. Оставшееся холодное и почти не излучающее гелиевое ядро и называют белым карликом.
Белые карлики занимают 3–10% звездного населения нашей Галактики, но из-за малой светимости выявить их очень тяжело.

«Пожилой» белый карлик непосредственно белым уже не является. Само название произошло от цвета первых открытых звезд, например Сириуса В (его размеры, кстати, можно вполне сравнить с размерами нашей Земли). По сути, белый карлик вообще не является звездой, поскольку в его недрах уже не идут термоядерные реакции. Проще говоря, белый карлик — это не звезда, а ее «труп».

По мере дальнейшей эволюции белый карлик охлаждается еще сильнее, и его цвет меняется с белого на красный. Конечная стадия эволюции такого объекта — остывший черный карлик. Другой вариант — накопление на поверхности белого карлика вещества, «перетекающего» с другой звезды, сжатие и последующий взрыв новой или сверхновой.

Желтый карлик

Об этом типе звезд знают далеко не все. И это странно, ведь наше родное Солнце — это типичный желтый карлик. Желтые карлики — небольшие звезды, масса которых составляет 0,8–1,2 солнечной. Это светила так называемой главной последовательности. На диаграмме Герцшпрунга—Рассела это область, которая содержит звезды, использующие в качестве источника энергии термоядерную реакцию синтеза гелия из водорода.

диаграмма Герцшпрунга—Рассела

Желтые карлики имеют температуру поверхности 5000–6000 K, а среднее время их жизни составляет 10 млрд лет. Такие звезды превращаются в красных гигантов после того, как их запас водорода сжигается. Подобная участь ожидает и наше Солнце: по прогнозам ученых, примерно через 5–7 млрд лет оно поглотит нашу планету, став красным гигантом, а затем превратится в белого карлика. Но задолго до всего этого жизнь на нашей планете будет сожжена.

Коричневый карлик

Коричневый (или бурый) карлик — весьма необычный объект темно-красного или даже инфракрасного цвета, который сложно как-либо классифицировать. Он занимает промежуточное положение между звездой и газовой планетой. Бурые карлики имеют массу равную 1–8% солнечной. Они чересчур массивны для планет, и гравитационное сжатие дает возможность для термоядерных реакций с участием «легкогорючих» элементов. Но для «зажигания» водорода массы недостаточно, и светит коричневый карлик, в сравнении с обычной звездой, относительно недолго.
Температура поверхности коричневого карлика может составлять 300–3000 К. Всю свою жизнь он непрерывно остывает: чем крупнее такой объект, тем медленнее происходит этот процесс. Проще говоря, коричневый карлик из-за термоядерного синтеза разогревается на первом этапе своей жизни, а затем остывает, становясь похожим на обычную планету.
Коричневые карлики могут образовываться как в протопланетном диске какой-либо звезды, так и независимо от других космических объектов. Вокруг них тоже могут появляться планеты и, по некоторым представлениям, даже обитаемые. Но поскольку коричневые карлики излучают мало тепла и очень короткое время, то зона обитаемости располагается достаточно близко к ним и очень быстро исчезает. Если на Земле для появления многоклеточной жизни потребовалось 3,5 млрд лет, и срок ее дальнейшего существования при удачном стечении обстоятельств довольно велик, то, например, многоклеточная жизнь на подобной планете около бурого карлика массой 0,04 солнечной просуществует не более 0,5 млрд лет. Потом по мере остывания карлика зона обитаемости приблизится к нему, и всё живое на планете погибнет.

Двойная звезда

Двойной звездой (или двойной системой) называют две гравитационно связанные звезды, которые обращаются вокруг общего центра масс. Двойная звезда кажется весьма экзотическим явлением, однако в галактике Млечный Путь оно очень распространено. Исследователи полагают, что примерно половина всех звезд Галактики относится к двойным системам. Иногда даже можно встретить системы, которые состоят из трех звезд.
Обычная звезда формируется в результате сжатия молекулярного облака из-за гравитационной неустойчивости. В случае с двойной звездой ситуация похожа, но вот что касается причины разделения, то здесь ученые не могут придти к общему мнению.

Автор: DimmiYur 7.5.2018, 13:01

Сверхновая

Сверхновой звездой называют феномен, при котором яркость звезды возрастает на 4–8 порядков, а после этого постепенно понижается. Происходит это из-за взрыва звезды(расширения), при котором она полностью разрушается. Такая звезда на некоторое время затмевает другие светила: и это неудивительно, ведь при взрыве ее светимость может превышать солнечную в 1 млрд раз. В галактиках, сравнимых с нашей, появление одной сверхновой фиксируют примерно раз в 30 лет. Однако наблюдению за объектом мешает звездная пыль, ведь при взрыве огромный объем вещества попадает в межзвездное пространство. Оставшееся вещество может выступать в качестве строительного материала для нейтронной звезды или черной дыры.
Наше светило и планеты Солнечной системы зародились в гигантском облаке молекулярного газа и пыли. Приблизительно 4,6 миллиарда лет назад началось сжатие облака, и первые сто тысяч лет после этого Солнце представляло собой коллапсирующую протозвезду. Со временем оно стабилизировалось и приняло свой теперешний облик.
Есть два основных типа сверхновых.
У I типа в оптическом спектре отсутствует водород. Поэтому ученые считают, что такие сверхновые произошли от взрыва белого карлика. Ведь у него, как мы уже говорили, водорода нет. Такие белые карлики должны обязательно входить в состав двойной звезды. В определенный момент вещество со второй звезды начинает «перекачиваться» на белого карлика, и когда тот достигает критической массы, происходит коллапс. Сверхновые I типа вспыхивают как в эллиптических галактиках, так и в спиральных.


Тип I
У II типа сверхновых исследователи фиксируют водород в спектре. Отсюда возникает предположение, что речь идет о взрыве «обычной» звезды. Когда «топливо» в массивной (более 10 масс Солнца) звезде истощается, ее образовавшееся ядро может достичь критической массы и коллапсировать. При таком сценарии ядро сверхновой II типа в конечном итоге становится нейтронной звездой. Такие сверхновые появляются только в спиральных галактиках.


Тип II
Нейтронная звезда

Нейтронная звезда состоит, в основном, из нейтронов — тяжелых элементарных частиц, не имеющих электрического заряда. Как уже говорилось, причиной их образования является гравитационный коллапс нормальных звезд. За счет притяжения начинается стягивание звездных масс к центру до тех пор, пока они не становятся невероятно сжатыми. В результате этого нейтроны как бы упаковываются. Такой объект имеет тонкую атмосферу из горячей плазмы, внешнюю кору из ионов и электронов, внутреннюю кору из электронов и свободных нейтронов, а также внешнее и внутреннее ядра из плотно упакованных нейтронов. Многие нейтронные звезды очень быстро вращаются — до сотен оборотов в секунду.

Нейтронная звезда невелика — обычно ее радиус не превышает 20 км. При этом масса большинства таких объектов составляет 1,3–1,5 солнечных (теория допускает существование нейтронных звезд с массой даже 2,5 массы Солнца). Плотность нейтронной звезды настолько велика, что одна чайная ложка ее вещества весит миллиарды тонн.

Опять получилось длинно! Ладно, тогда завтра поговорим про оставшиеся самые значимые объекты космоса. О пульсаре, квазаре, блазаре, черных дырах, кротовых норах...stay tuned.

************************************

Гид по Вселенной: кто есть кто. Продолжение.
https://t.me/mycosmos November 24, 2017

Ссылка на 1-ю часть: https://t.me/mycosmos/233
А мы продолжаем!

Пульсар
Пульсары — это нейтронные звезды, испускающие радио-, гамма-, оптическое и рентгеновское излучения, которые приборы фиксируют в виде импульсов. Ось вращения такой звезды не совпадает с осью ее магнитного поля. А излучает пульсар как раз вдоль последней — со своих магнитных полюсов. И поскольку звезда вращается вокруг своей оси, мы на Земле можем наблюдать излучения лишь в тот момент, когда пульсар поворачивается магнитным полюсом к нашей планете. Это можно сравнить с маяком: наблюдателю на берегу кажется, что он периодически мигает, хотя на самом деле прожектор просто поворачивается в другую сторону. Иными словами, мы наблюдаем некоторые нейтронные звезды в качестве пульсаров потому, что один из их магнитных полюсов при вращении оказывается направленным к Земле.

Лучше всего изучен пульсар PSR 0531+21, который находится в Крабовидной туманности на расстоянии 6520 световых лет от нас. Эта нейтронная звезда совершает 30 оборотов в секунду, а полная мощность ее излучения в 100 000 раз выше, чем у Солнца. Впрочем, многие аспекты, связанные с пульсарами, только предстоит изучить.

Квазар
Пульсар и квазар иногда путают, между тем разница между ними очень велика. Квазар — загадочный объект, чье название произошло от словосочетания «квазизвездный радиоисточник». Такие объекты — одни из самых ярких и самых далеких от нас. По мощности излучения квазар может в сто раз превосходить все звезды Млечного Пути вместе взятые

Разумеется, обнаружение первого квазара в 1960 году вызвало невероятный интерес к явлению. Сейчас ученые полагают, что квазар — это активное ядро галактики. Там находится сверхмассивная черная дыра, вытягивающая на себя материю из пространства, которое ее окружает. Масса дыры просто гигантская, а сила излучения превосходит силу излучения всех расположенных в галактике звезд. Самый близкий к нам квазар находится на расстоянии 2 млрд световых лет, а самые далекие из-за их невероятной видимости мы можем наблюдать на удалении 10 млрд световых лет.

Блазар
Блазары — это квазары, испускающие мощнейшие лучи плазмы (так называемые релятивистские струи), которые может видеть наблюдатель с Земли. Два луча исходят из ядра блазара и направлены в противоположные стороны. Эти потоки излучения и вещества могут уничтожить все живое на своем пути. Если такой луч пройдет на расстоянии хотя бы 10 св. лет от Земли, на ней уже не будет жизни.
Само название произошло от слов «квазар» и «BL Ящерицы». Последний является характерным представителем подтипа блазаров, известного как лацертиды. Данный класс выделяется особенностями оптического спектра, который лишен широких эмиссионных

Сейчас ученые выяснили расстояние до самого отдаленного блазара PKS 1424+240: оно составляет 7,4 млрд световых лет.

Черная дыра
Вне всякого сомнения, это один из самых загадочных объектов Вселенной. О черных дырах написано много, но природа их до сих пор скрыта от нас. Вторая космическая скорость (скорость, необходимая для преодоления гравитации небесного тела и покидания орбиты вокруг него) для них превосходит скорость света! Ничто не способно избежать гравитации черной дыры. Она настолько огромна, что практически останавливает ход времени.

Моделирование гравитационного линзирования чёрной дырой, которая искажает изображение галактики, перед которой она проходит

Черная дыра образуется из массивной звезды, которая израсходовала свое топливо. Звезда, схлопывающаяся под собственной тяжестью и увлекающая за собой пространственно-временной континуум вокруг. Гравитационное поле становится настолько сильным, что даже свет больше не может из него вырваться. В результате область, в которой ранее находилась звезда, становится черной дырой. Иными словами, черная дыра — это искривленный участок Вселенной. Он всасывает в себя материю, расположенную рядом. Считается, что первый ключ к пониманию черных дыр — теория относительности Эйнштейна. Впрочем, ответы на все основные вопросы еще только предстоит узнать.

Кротовая нора
Продолжая тему, просто нельзя пройти мимо сугубо гипотетического объекта — так называемых кротовых нор, или червоточин. Их представляют как пространственно-временные туннели, состоящие из двух входов и горловины. Кротовая нора — топологическая особенность пространства-времени, позволяющая (гипотетически) путешествовать кратчайшим из всех путей. Чтобы хоть немного понять природу кротовой норы, можно свернуть бумажный лист (символизирующий наше пространство-время), а затем проткнуть его иголкой. Полученная в результате дыра будет являться подобием кротовой норы. Если двигаться по поверхности листа от одной дыры к другой (что мы в нашей реальности только и можем делать), получится длинный путь, но гипотетически ведь можно пройти и сквозь дыру, сразу оказавшись на другой стороне!
В разное время специалисты выдвигали различные версии о кротовых норах. Возможность существования чего-то подобного доказывает общая теория относительности, но до сих пор не удалось найти ни одну кротовую нору. Может быть, в будущем новые исследования помогут подтвердить существование таких объектов.

Автор: DimmiYur 7.5.2018, 13:02

Туманность
Туманность — это не что иное, как космическое облако, которое состоит из пыли и газа. Она — основной строительный блок нашей Вселенной: из него образуются звезды и звездные системы. Туманность — один из самых красивых астрономических объектов, который может светиться всеми цветами радуги.

Туманность Улитка

Туманность Андромеды (или галактика Андромеды) — ближайшая к Млечному Пути галактика. Она находится на расстоянии 2,52 млн св. лет от Земли, намного больше нашей Галактики и содержит примерно 1 трлн звезд. Возможно, человечество в далеком будущем достигнет Туманности Андромеды. А даже если этого не случится, сама Туманность «придет в гости», поглотив Млечный Путь через 5 млрд лет.
Здесь важно уточнить. Слово «туманность» имеет давнюю историю: раньше им могли обозначить практически любой астрономический объект, включая галактики. Например, галактику Туманность Андромеды. Сейчас от данной практики отошли, и словом «туманность» обозначают скопления пыли, газа и плазмы.
Выделяют эмиссионную туманность (облако газа высокой температуры), отражательную туманность (не излучающую собственной радиации), темную туманность (облако пыли, блокирующее свет от объектов, расположенных за ним) и планетарную туманность (оболочку из газа, произведенного звездой в конце своей эволюции). Сюда же относят и остатки сверхновых

Темная материя
Это гипотетическое явление, не испускающее электромагнитного излучения и напрямую не взаимодействующее с ним. Следовательно, мы не можем его обнаружить напрямую, но видим признаки существования темной материи при наблюдении за поведением астрофизических объектов и гравитационными эффектами, которые они создают.

Распределение веществ во вселенной

Как же нашли темную материю? Исследователи рассчитали общую массу видимой части Вселенной, а также гравитационные показатели, и выявили определенный дисбаланс, который и списали на загадочную субстанцию. Также выяснили, что некоторые галактики вращаются быстрее, чем должны согласно расчетам. Следовательно, нечто оказывает на них влияние и не позволяет «разлететься» в стороны.
Сейчас ученые полагают, что темная материя не может состоять из обычного вещества, и в ее основе лежат крошечные экзотические частицы. Но некоторые в этом сомневаются, утверждая, что темная материя может состоять и из макроскопических объектов.

Темная энергия
Тёмная энергия (англ. dark energy) в космологии — гипотетический вид энергии, введённый в математическую модель Вселенной ради объяснения наблюдаемого её расширения с ускорением.
Существует три варианта объяснения сущности тёмной энергии:
тёмная энергия есть космологическая константа — неизменная энергетическая плотность, равномерно заполняющая пространство Вселенной (другими словами, постулируется ненулевая энергия и давление вакуума);
тёмная энергия есть некая квинтэссенция — динамическое поле, энергетическая плотность которого может меняться в пространстве и времени.
тёмная энергия есть модифицированная гравитация на расстояниях порядка размера видимой части Вселенной

Если и существует что-то более загадочное, чем темная материя, то это темная энергия. В отличие от первой, темная энергия — относительно новое понятие, но оно уже успело перевернуть наше представление о Вселенной. Темная энергия, согласно выводам ученых, является чем-то, что заставляет нашу Вселенную расширяться с ускорением, то есть со временем все быстрее. Исходя из гипотезы о темной материи, распределение масс во Вселенной выглядит так: 74% — темная энергия, 22% — темная материя, 0,4% — звезды и другие объекты, 3,6% — межгалактический газ.
Если в случае с темной материей есть хотя бы косвенные доказательства ее существования, то темная энергия существует сугубо в рамках математической модели, рассматривающей расширение нашей Вселенной. Поэтому никто не может сейчас с уверенностью сказать, что такое темная энергия.

Автор: ТАТЬЯНА А. 8.5.2018, 21:48

Российский космонавт показал видео исчезающей Луны

"Исчезающую Луну из иллюминатора Международной космической станции запечатлел российский космонавт Олег Артемьев. Запись опубликована в его аккаунте в Instagram.
Олег Артемьев ведёт достаточно активную жизнь в социальных сетях, даже находясь в космосе. Так, накануне он рассказал и показал фото отстыковки космического корабля Dragon: «Его путь до Земли займет почти 5,5 часа. На его борту — примерно 2 тонны образцов научных экспериментов и исследований, которые были выполнены на борту Международной космической станции».
Вместе с Артемьевым на МКС сейчас находится россиянин Антон Шкаплеров, астронавты НАСА Скотт Тингл, Эндрю Фойстел, Ричард Арнольд и японский космонавт Норисигэ Канаи. Экипаж отправился на МКС в марте.

https://www.youtube.com/watch?v=noZU-83bFz4 (1 мин. )

Отсюда: https://www.fontanka.ru/2018/05/06/030/?ref=vk

Автор: DimmiYur 16.5.2018, 13:45

Образование планетных систем
https://t.me/mycosmos November 26, 2017

До середины 90-х годов такая тема, как образование планетных систем, можно сказать, не существовала. Однако существовал другой сюжет: образование планетной системы, — поскольку в то время была известна единственная такая система во всей Вселенной — наша Солнечная система. В результате все усилия, которые и теоретиками, и наблюдателями направлялись на решение этой проблемы, были ориентированы на единственный объект во Вселенной, обитателями которого мы являемся.

1
Первые идеи о том, как могла сформироваться Солнечная система, были высказаны еще в XVII-XVIII веке. До сих пор эта общая идеология формирования планетной системы часто называется теорией Канта-Лапласа, по имени тех ученых, которые впервые более или менее её четко сформулировали. Это представление о том, что Солнечная система образовалась из газопылевого диска, который вращался вокруг Солнца. И в результате того, что этот диск становился все более плоским, он постепенно разбивался на фрагментики, которые в свою очередь превращались в планеты. В таком виде образование Солнечной системы представлялось до 50-х годов. В 50-е годы оно из образной фазы перешло в фазу более точного, более численного научного исследования. Сегодня мы можем с гордостью говорить о том, что основоположником современных представлений об образовании планет является советский ученый Виктор Сергеевич Сафронов. И хотя основная идеология была сформулирована Шмидтом, в научном плане эти представления были развиты Сафроновым и его учениками.

Протопланетный диск в представлении художника

2
Согласно идеям, высказанным Сафроновым, в газопылевом диске, который окружает молодую звезду, пылинки начинают постепенно слипаться между собой, превращаться во все более и более крупные тела, которые достигают сначала метровых, а потом километровых размеров. На этом этапе они приобретают специальное имя — планетезимали. Дальнейшая агломерация планетезималей приводит к тому, что в планетной системе образуются гигантские тела — планеты. При этом протосолнечная система по температурному режиму оказывается разделена на две области: ближе к звезде, там, где достаточно горячо из-за ее излучения, не могут конденсироваться льды, не могут конденсироваться в твердое вещество вода, аммиак, другие газы, поэтому там возможно образование только каменных планет. И, соответственно, эти планеты получаются менее массивными, потому что для их образования доступно меньше вещества. За снеговой линией возможна конденсация льдов, возможно образование более массивных тел, и там мы имеем массивные планеты — планеты-гиганты. Эта картина очень красиво описывает Солнечную систему. Мало того что она объясняет, почему у нас 4 каменных планеты и 4 планеты-гиганта, она объясняет еще и химический состав пояса астероидов. Эта граница называется снеговой линией и в Солнечной системе проходит по поясу астероидов. И оказывается, что те астероиды, которые находятся внутри снеговой линии, действительно менее богаты водой, водяным льдом, чем астероиды, которые находятся за снеговой линией, дальше от Солнца, чем это нужно для конденсации водяного льда.

3
Очень логичная и стройная картина существовала до 90-х годов, однако именно в этот период было сделано несколько открытий, которые прямо или косвенно затрагивали наше представление об образовании планет. Во-первых, это открытие пояса Койпера, во-вторых, открытие первых коричневых карликов, в-третьих, начало первых прямых наблюдений протопланетных дисков у других звезд, и, конечно, самое главное — это открытие внесолнечных планет.

Первая внесолнечная планета была открыта в 1995 году. Сейчас их число уверенно приближается к тысяче. И именно с открытием внесолнечных планетных систем мы начали понимать, что Солнечная система далеко не типична среди планетных систем в нашей Галактике. Нельзя сказать, что она имеет совершенно уникальные характеристики, но она как минимум представляет собой не единственный возможный вариант. Соответственно, теории, которые разрабатывались для объяснения существования Солнечной системы, нуждаются в каких-то поправках, поскольку они не способны объяснить все многообразие планетных систем, которые нам сейчас известны. Поэтому, начиная с середины 90-х годов, наши представления об образовании планет претерпели довольно-таки существенную эволюцию.

4

Протопланетный диск HH-30 в созвездии Тельца, находящийся на расстоянии около 450 световых лет от Земли.

Основные новшества, которые пришлось ввести в уже существующие к 90-ым годам теории, связаны с тем, что среди внесолнечных планет оказалось очень большое количество так называемых горячих юпитеров. Это планеты-гиганты, массы которых иногда значительно превышают массу Юпитера и которые обращаются на очень небольшом расстоянии от своих звезд. У многих из них орбиты находятся ближе к их звездам, чем в Солнечной системе орбита Меркурия находится к Солнцу. Согласно прежним объяснениям, Юпитер должен образоваться далеко от Солнца, за снеговой линией. В новой ситуации мы имеем те же самые массивные планеты, но на расстояниях в сотые доли астрономической единицы от звезды. Традиционные представления объяснить данное явление были не в состоянии. Еще одна проблема, с которой пришлось столкнуться людям, которые занимаются изучением образования планет, — это обнаруженное с тех пор очень короткое время жизни протопланетных дисков. Благодаря тому, что мы умеем измерять возраст звезд, мы можем измерять возраст и протопланетных дисков у этих звезд. И оказывается, что протопланетные диски живут не более 10 миллионов лет. Тогда как в стандартном варианте, в варианте Сафронова, для образования планет требуются сотни миллионов лет. Такого времени у молодой планетной системы нет: планету нужно образовать за несколько млн. лет, потом диск просто прекращает существовать, рассеивается вещество протопланетного диска.

5
В настоящее время есть два подхода к образованию планетных систем. Один из них — это развитие подхода Сафронова, так называемая модель аккреции на ядро. Согласно этой модели сначала образуется некая заготовка планеты, зародыш, каменное ядро, на которое потом аккрецирует газ, и образуется уже планета-гигант наподобие Юпитера, Сатурна или внесолнечных планет-гигантов. В этом случае существует проблема возраста, и люди, которые разрабатывают эту модель, сейчас пытаются каким-то образом ускорить этот модельный процесс, понять, как он может идти не сотни миллионов лет, а всего несколько миллионов лет.
Второй вариант связан с попытками объяснить образование планет в протопланетном диске тем же механизмом, который приводит и к образованию звезд — гравитационной неустойчивостью. Другими словами, если диск достаточно массивен и в нем достаточно много вещества, в нем могут образовываться какие-то неоднородности, которые будут сжиматься под действием собственной тяжести. Если они будут достаточно массивны, они будут падать внутрь себя, коллапсировать и превращаться в массивные планеты. У такого процесса нет проблемы возраста: гравитационная неустойчивость может приводить к тому, что планеты типа Юпитера будут образовываться за тысячу лет, за десять тысяч лет. Такое время образования планеты — мгновение даже по сравнению с небольшими возрастами протопланетных дисков. Но пока создателям этой модели не удается объяснить, каким образом сжимающееся вещество успевает остыть. Дело в том, что при сжатии вещество разогревается, и эту избыточную энергию необходимо куда-то сбрасывать. Однако пока неизвестно, как этот сброс энергии может происходить так быстро. Именно поэтому в научной среде преимущество сейчас имеет первая, сафроновская теория образования планет, согласно которой образование планеты происходит в два этапа: образование каменного ядра, которое потом становится либо самостоятельной планетой земного типа, либо затравкой для планеты-гиганта: потом на него уже выпадает вещество из протопланетного диска, и образуется планета-гигант.

6

Звезда вокруг протопланетного диска.

Слипание пылинок на самом раннем этапе происходит под воздействием физических и химических сил, то есть они просто прилипают друг к другу. На этом раннем этапе пылинки слишком малы, чтобы они могли гравитационно воздействовать друг на друга. Здесь есть такой интересный момент: на пылинках в межзвездной среде образуется ледяная мантия, которая состоит в основном из оксида углерода, воды и аммиака. Под воздействием излучения звезды в этой ледяной мантии могут происходить химические реакции, которые приводят к образованию более сложных органических соединении, которые имеют «липкие» свойства. То есть пылинки могут обрастать такими органическими мантиями, благодаря чему они будут очень хорошо прилипать друг к другу, и это облегчит образование будущей планеты. Когда эти мега-пылинки вырастают до размеров порядка одного километра, между ними начинает действовать гравитация. Далее пылинки (планетезимали) начинают объединяться друг с другом за счет взаимного притяжения.

7
Изучение образования планетных систем связано с двумя трудностями. Во-первых, планетная система, которую мы знаем очень хорошо, — наша Солнечная система — существует уже четыре с половиной миллиарда лет. Мы не знаем, какие её свойства являются врожденными, а какие благоприобретенными. Другими словами, мы не знаем, что именно нам надо образовать, что сначала появилось, а что добавилось в Солнечную систему потом. Вторая трудность состоит в том, что нам пока очень сложно наблюдать другие планетные системы. Сегодня в этой сфере существуют очень значительные наблюдательные продвижения. Запускаются специальные космические телескопы: телескоп «COROT», телескоп «Кеплер», - которые специально нацелены на поиск других планетных систем и, в первую очередь, на поиск планет, которые по своим свойствам были бы похожи на Землю. Второе продвижение связано с тем, что осенью 2011 года в Чили начал работать телескоп субмиллиметрового диапазона «ALMA», интерферометр, обладающий очень высоким угловым разрешением. С его помощью мы впервые получим возможность исследовать детальную структуру протопланетных дисков, тех объектов, из которых потом формируются планетные системы. Есть надежда, что благодаря «Альме» мы сможем впервые наблюдать в подробностях начало процесса образования планет, начиная от слипания пылинок и заканчивая образованием планетезималей. До этого мы не имели возможности детального изучения протопланетных дисков: смотрели на них только как на целое, но не знали, что происходит внутри, и вынуждены были догадываться об этом.

Автор: DimmiYur 16.5.2018, 14:05

Космические жилища: как мы будем жить в космосе
https://t.me/mycosmos November 27, 2017

Крупнейшие державы реализовали уже несколько программ, предполагающих долговременное пребывание человека на борту космических аппаратов. Пятнадцать лет вокруг Земли вращается Международная космическая станция. Но можно ли такие проекты назвать полноценным поселением? Люди способны прожить в условиях микрогравитации и тяжёлых психических нагрузок год, но станции не приспособлены для постоянной жизни с точки зрения здоровья экипажа, а о рождении детей и речи пока не идёт. Станции не полностью автономны, им необходим постоянный приток грузов с Земли.
Чтобы создать настоящее космическое поселение, необходимо разработать внутренние системы обеспечения и защиту от радиации и инородных объектов, создать искусственную силу тяжести. На нынешнем уровне развития технологий это будет стоить огромного количества ресурсов.
Давайте рассмотрим, как учёные и фантасты прошлого представляли себе такие поселения, и какие проекты в ближайшем будущем человечество может реализовать.

Кадр из фильма «Интерстеллар»

Фантастика
В 1869 году американский писатель Эдвард Эверетт Хэйл впервые в литературе описал космическое поселение. В истории, публиковавшейся в ежемесячном журнале The Atlantic, он рассказывал об отправленном на околоземную орбиту космическом аппарате в виде кирпичной сферы диаметром в шестьдесят метров. Случайно этот искусственный спутник Земли, созданный для помощи мореплавателям в навигации, отправили в космос вместе с людьми. И эти люди выжили, образовав первую космическую колонию. Произведение называется «Кирпичная Луна».


Спустя пятьдесят лет Константин Циолковский издал книгу «Вне Земли» о космических колонистах. Он первым говорил о необходимости растениеводства в космосе и на других планетах, описывал способ создания искусственной гравитации и говорил, что она решит большинство медицинских проблем космических путешественников.


Циолковский использовал понятие «эфирных поселений». Он считал, что население новых планет будет жить на самих планетах только частью, а вокруг будет образован пояс из машин, аппаратов и строений — движущийся рой в форме кольца. Для строительства поселений он предлагал использовать материал планет и астероидов. Поселения будут состоять из станций-модулей, постепенно связываемых вместе, как ожерелье из бусин. На Земле модули будут строить и тестировать, а затем отправлять на орбиту. «Ракеты были устроены и снаряжены по описанному уже образцу. Тысячи их летели с Земли одна за другой — с гулом, громом, выбрасывая снопы света и вызывая восторг толпы. Сначала были в них отправлены только учёные, техники, инженеры и мастера: народ отменно здоровый, молодой и энергичный, — все строители,» — писал Циолковский.
Подумал Циолковский и про космическое сельское хозяйство. Оранжереи в «Целях звездоплавания» он описывал так: «Вообразим себе длинную коническую поверхность или воронку, основание или широкое отверстие которой прикрыто прозрачной шаровой поверхностью. Она прямо обращена к Солнцу, а воронка вращается вокруг своей длинной оси (высоты). На непрозрачных внутренних стенках конуса — слой влажной почвы с насаженными в ней растениями».

Рукопись К.Э. Циолковского «Альбом космических путешествий», 1933 год

Австриец Герман Поточник опубликовал в конце 1928 года под псевдонимом Ноордунг книгу «Проблема путешествия в мировое пространство». Поточник подробно описывал орбитальную станцию с искусственной гравитацией, её узлы, оборудование, включая водоочистительную систему, описывал строение скафандра, его термоизоляцию, установку жизнеобеспечения, дыхание и радиосвязь. Стоит сказать, что в 1920-е годы миниатюрный радиопередатчик был фантастикой.
Ниже — иллюстрация из книги Поточника, космическая станция «Wohnrad», название которой на русский в 1935 году перевели как «Колесо для жилья». Модуль в форме тора диаметром 20 метров благодаря вращению имитирует гравитацию. Станция оснащена зеркалом-теплообменником энергетической установки. По мнению Ноордунга, на этой станции можно будет заниматься картографией труднодоступных участков Земли, наблюдать за возможными катастрофами и опасностями. Также станция будет обеспечивать связь.
Для получения энергии станция использует параболическое зеркало, которое концентрирует солнечную энергию и превращает её в электрическую. Это же оборудование используется для связи с Землёй с помощью световых и радио сигналов.
Удивительно, насколько точно Поточник описывал быт будущих космонавтов. Он писал, что им придётся отказаться от умывания, что будет возможно только обтирание влажными губками или полотенцами. Кроме того, он считал, что важные группы мускулов вследствие их продолжительного неиспользования ослабнут и перестанут служить, но «этому можно было бы с успехом противодействовать систематическими упражнениями мускульной системы».


В 1929 году Джон Десмонд Бернал разработал проект станции, в которой люди жили бы в наполненной воздухом сфере диаметром 500 метров. На станции могли жить до тридцати тысяч человек.
Крутящаяся со скоростью 1,9 оборота в минуту сфера обеспечивала бы гравитацию в 1g.




Американский физик Джерард О’Нилл описал колонизацию космоса в книге «Высокий Рубеж» 1975 года. Его станция состояла из двух цилиндров по 8 километров в диаметре и 32 километра длиной, связанных системой подшипников. Вращаясь в противоположные стороны, цилиндры внутри себя создавали искусственную гравитацию — снова с помощью центробежной силы. Эту станцию он назвал «Остров III». Кроме этого проекта он описал «Остров I», вращающуюся сферу полукилометрового диаметра, где люди могли жить в экваториальной области — это была модернизированная версия сферы Бернала. Проект «Остров II» представлял собой сферу 1600 метров в диаметре.
Строительство станции такого размера потребовало бы огромного количества запусков космических кораблей. В 1970-е, с учётом имеющегося опыта космической отрасли, это уже можно было просчитать. Поэтому О’Нилл предлагал использовать материалы, транспортируемые из космоса — в том числе с Луны. Отправлять грузы на место строительства он предлагал с помощью электромагнитной катапульты.
На внутренней поверхности цилиндра можно будет разместить леса, животных и птиц, озёра и реки. Сначала в течение трёх лет нужно будет раскручивать цилиндры, понадобится постоянная мощность в 360 МВт. В цилиндрах можно будет управлять временами года, контролировать температуру климат. Профессор подсчитал, что масса станции составит 500 000 тонн, а строить её будут 2 000 человек.
В фильме «Интерстеллар» представлена крупномасштабная космическая станция, соответствующая идее цилиндра О’Нилла.

Автор: DimmiYur 16.5.2018, 14:06

Ниже — обложка журнала «Техника — молодёжи» за 1965 год. На этом рисунке мы видим некое подобие разработанного через несколько лет проекта О’Нилла. В книге Артура Кларка «Свидание с Рамой» 1973 года автор описывает космический объект, внутри которого люди находят кислород, воду и все необходимые для обитания человека условия.



Студенты Стэнфордского университета в 1975 году предложили НАСА проект космического поселения в виде тора. Его так и назвали — Стэнфордский тор. В основе этого проекта — идеи Германа Поточника. Центром основания было неподвижное зеркало для отражения солнечного света на вращающееся кольцо из вторичных зеркал, которые обеспечивают светом живущих внутри вращающегося тора людей и оранжереи.
Вращение тора должно обеспечить искусственную гравитацию величиной в 0,9-1g, что позволит избежать медицинских проблем, связанных с микрогравитацией. Учитывая диаметр такого кольца, можно будет не беспокоиться о силе Кориолиса, из-за которой космонавтов будет укачивать при движении по направлению вращения подобного объекта. «Спицы» этого огромного колеса будут использоваться для движения людей и грузов до оси и обратно. «Ступица» будет идеальна для стыковочного узла приёма космических кораблей, так как здесь не будет искусственной гравитации, это неподвижный модуль.
Такая станция согласно проекту студентов должна вмещать десять тысяч человек при диаметре тора 1,8 километра. На станции можно будет разместить фермы и лесопарковые зоны, то есть создать искусственную экосистему, подходящую для долговременного обитания людей.








В художественных и анимационных фильмах можно встретить множество примеров космических станций, в которых воссоздана гравитация с помощью центробежной силы. В серии романов Артура Кларка «Космическая Одиссея» описывался «Discovery One», внутри сферы которого находится «карусель» диаметром 11 метров, вращающаяся о скоростью около пяти оборотов в минуту. В аниме-сериале Planetes космическая станция ISPV-7 имеет огромные помещения с привычной земной гравитацией. Жилая зона и зона для растениеводства размещены в двух торах, вращающихся в разных направлениях. В фильме «Марсианин» корабль «Гермес» имеет в центре вращающийся тор.
Но стоимость таких решений на данный момент остаётся космической. Энтузиасты просчитали, сколько будет стоить отправка в космос компонентов для корабля «Элизиум» из одноимённого фильма. Чтобы вывести на орбиту миллион тонна груза, нужно сделать 18 382 запуска SpaceX Falcon, что обойдётся в 1 триллион 650 миллиардов долларов США — это сто годовых бюджетов НАСА.


Реальность
Впервые космонавтов отправили для длительного пребывания в космосе в 1971 году на долговременную орбитальную станцию «Салют». Станция находилась на орбите 176 суток, после чего 11 октября 1971 года по команде ЦУПа сошла с орбиты и была затоплена в Тихом океане.
Космонавты на орбитальной станции «Салют-1» жили и работали в основном в рабочем отсеке, представляющем собой цилиндр диаметром 2,9 метра и длиной 3,5 метров, соединённый с цилиндром диаметром 4,15 метра и длиной 2,7 метра. Внутри этих цилиндров была установлена рама, образующая внутренним сечением квадрат. Рама была закрыта панелями, раскрашенными в разные цвета, чтобы космонавты распознавали условные пол, стены и потолок.
В цилиндре малого диаметра разместили пост управления, зону отдыха, места для хранения и приёма пищи и спальные места. В цилиндре большого диаметра было научное оборудование, тренажёры для занятий спортом, душ. В отдельном отсеке был космический туалет.
Станция была предназначена для пребывания трёх космонавтов. К сожалению, работа станции была сопряжена с трагедией: из 176 суток дней только 23 дня на ней были люди, и они погибли при спуске на корабле «Союз-11». Оставшуюся часть времени станция работала в беспилотном режиме.
Станция продемонстрировала узкие места проекта, которые в дальнейшем исправили в последующих «Салютах». Вторая ДОС в 1973 году не эксплуатировалась в пилотируемом режиме, но на станциях от «Салют-3» до «Салют-7» до 1991 года работали советские и иностранные космонавты, при этом последняя станция находилась на орбите 3216 дней, из которых 816 дней — с космонавтами на борту. Эта серия станций послужила основой для орбитального комплекса «Мир» и для российского сегмента Международной космической станции.
Орбитальный комплекс ”Мир” работал уже не около девяти, а пятнадцать лет. При этом изначально запланированное время службы составляло пять лет. На станции побывали сто четыре космонавта из двенадцати стран.
Хотя орбитальные станции нельзя назвать космическими колониями, они необходимы для разработки будущих поселений, в том числе — для создания и доработки систем жизнеобеспечения. Станции позволяют учёным выявлять лучшие практики космической архитектуры. Один из важнейших приёмов — модульность станций.

На корпусе станции «Салют-1» красовалось название «Заря». Станцию назвали по-другому, узнав, что название занято китайским спутником

Сейчас вокруг Земли движется Международная космическая станция. Для неё разрабатывали надувной модуль с искусственной гравитацией, но так и не реализовали его на практике. Одна из причин этого — подобный модуль лишил бы МКС смысла, потому что станция является микрогравитационной лабораторией. Модуль при его воплощении стал бы демонстрационным прототипом корабля Nautilus-X.
Nautilus-X представили в 2011 году в качестве аппарата для длительного пребывания команды из шести человек в экзосфере. Разработчики предполагали, что строительство корабля обойдётся в 3,7 миллиардов долларов и займёт 64 месяца.

Концепт надувного модуля с микрогравитацией для МКС.


Концепт Nautilus-X

Сегодня разработка космических жилищ уже вошла в программы некоторых вузов. Международный центр космической архитектуры Сасакава на базе Хьюстонского университета предлагает магистерскую программу по специальности «Космическая архитектура». Международный космический университет в Европе исследует архитектуру космических аппаратов. На базе Американского института аэронавтики и астронавтики работает Технический комитет по вопросам космической архитектуры.
В ближайшей перспективе нас ждут космические поселения, далёкие от показанных в научно-фантастических фильмах. На Международной космической станции может появиться коммерческий модуль. Возможно, он будет надувным, и использовать его будут для научных исследований и космического туризма. Речи о создании искусственной гравитации не идёт, это будет просто ещё один модуль, отличающийся от существующих только предназначением и надувательством.
Один надувной модуль на МКС уже развёрнут, его разработала компания Bigelow Aerospace. Такой модуль в девять раз легче обычного алюминиевого модуля. Вывести на орбиту его проще, чем стандартный, который выводится в космос по частям. Сейчас тестируется способность модуля BEAM выдержать условия открытого космоса и поддерживать комфортную для человека среду внутри.
Роберт Бигелоу, основатель Bigelow Aerospace, сколотил состояние на гостиничном бизнесе и начал грезить орбитальным отелем. 12 июля 2006 года компания запустила модуль Genesis I, который успешно увеличился вдвое на орбите высотой 500 км. Ещё через год вслед за ним отправили Genesis II с 22 видеокамерами и различными предметами по программе «Fly your stuff», в рамках которой любой человек мог поместить на борт модуля небольшой предмет за 295 долларов США. И уже после этого, в 2016 году, надувной модуль развернули на МКС. 6 июня 2016 года в модуль вошли российский космонавт Олег Скрипочка и американский астронавт Джеффри Уильямс и разместили в нём аппаратуру для замера параметров. Лишь на несколько часов в год люди будут заходить в надувной модуль, всё остальное время за его состоянием будет следить аппаратура.

Автор: DimmiYur 16.5.2018, 14:07

В 2016 году российская компания «Орбитальные технологии» планировала начать эксплуатацию космического отеля — Коммерческой космической станции, на которой будет запрещён алкоголь. Судя по отсутствию новостей на эту тему за последние пару лет, пока программа остаётся в проекте.




Похожая судьба и у американской Excalibur Almaz. В 2012 году частная компания провела презентацию перед Британским Королевским обществом аэронавтики и объявила, что уже в 2015 году начнет туристические космические полеты с облётом вокруг Луны. В планах было предложить клиентам недельный полёт на станции, собранной из списанных советских модулей. Пока не получилось.


Наиболее приближенный к фантастике проект предлагает американская компания, возглавляемая Майком Саффредини — бывшим сотрудником НАСА, отвечавшим за работу астронавтов на Международной космической станции. Фирма Stinger Ghaffarian Technologies планирует установить коммерческий модуль на МКС. Этот модуль станет основой для новой космической станции в будущем. Для реализации проекта в январе 2016 года зарегистрировали компанию Axiom Space LLC. Модуль планируют запустить в 2020-2021 году. Но самое интересное, что новая космическая станция к 2040-2050 годам будет представлять собой тор. Вот только пока неясно, будет ли он обеспечивать искусственную гравитацию, и насколько проект изменится к тому времени.




*************************************************************************
Космические жилища, ч. 2: как мы будем жить на Марсе
https://t.me/mycosmos November 30, 2017

Красная планета находится ближе всего к Земле, если не считать Венеры. Всего за 9 месяцев можно достигнуть точки назначения. Человечество разрабатывает технологии, которые позволят добраться до Марса, создать там постоянную базу, настроить добычу ископаемых и даже терраформировать эту планету, чтобы упростить жизнь людей на ней.

На сегодня Марс — самая изученная планета Солнечной системы после Земли. Но для его колонизации предстоит решить ещё очень много вопросов.

Полёт
Чтобы жить на Марсе, нужно до него долететь. Отправлять туда людей сразу стало бы огромной ошибкой, поэтому предполагается доставить на планету различное оборудование, которое в дальнейшем позволит развернуть жилые корпуса, модули для выращивания растений, завод по производству ракетного топлива (возвращаться же когда-нибудь на Землю нужно!)
В СССР в начале 1960-х приступили к разработке тяжёлого межпланетного корабля. Параллельно разрабатывались два проекта. Первый аппарат Максимова с экипажем на борту имел жилой отсек, рабочий со шлюзом для выхода в открытый космос, спускаемый аппарат, корректировочную двигательную установку. Аппарат Феоктистова предполагал сборку корабля на орбите, экипаж из 4 человек, спускаемый аппарат. Проект закрыли из-за лунной гонки.
В США с 2004 по 2010 годы работали над программой «Созвездие», в рамках которой планировали пилотируемые полёты на Марс. Одной из целей был новый пилотируемый исследовательский корабль «Орион».
Американская компания SpaceX работает над Межпланетной транспортной системой. Проект предполагает создание многоразового космического транспорта для доставки людей на Марс. Система будет состоять из возвращаемой ракеты-носителя, космического корабля и межпланетного корабля для дозаправки.
Одна из главных угроз пилотируемого полёта на Марс — радиация. Солнечные вспышки, гарантирущие повышенную дозу облучения, возможно, придётся пережидать в специальных помещениях. Полная защита космического корабля может сильно утяжелить его, а также увеличит стоимость полёта. Но есть и иной способ — создать магнитное поле, которое будет нужно включать при сильных солнечных вспышках.

Важно сказать и о несостоявшейся программе Mars One, которая до 2015 года была одной из самых известных благодаря открытому набору желающих полететь на Марс и огромному количеству пиара в интернете, в СМИ и на телевидении. Спустя пять лет после начала работы над ней выяснилось, что ни денег, ни технических решений для реализации проекта нет.

Сельское хозяйство
Доставка грузов к Марсу в любом случае останется довольно дорогой задачей. Между окнами для полёта проходит 26 месяцев. Сам полёт занимает 9 месяцев, плюс необходимо время на проработку деталей, составление и сбор груза. Поэтому для создания колонии максимально важно как можно более автономное существование людей на планете.
Одна из самых главных проблем, которую предстоит решить, это развитие сельского хозяйства. Уже более пятидесяти лет учёные и космонавты исследуют вопросы влияния микрогравитации на семена, продумывают возможности создания ферм на космических станциях и других планетах. В 1960 году вместе с Белкой и Стрелкой на орбиту отправили семена кукурузы, пшеницы, гороха и лука, а в 1974 году на орбитальной станции «Салют-4» была установка «Оазис» для культивирования растений.

«Оазис-1» в Мемориальном музее космонавтики.

Космическое растениеводство не ограничивается экспериментами в условиях микрогравитации. Необходимо понять, как растения будут себя вести в отличном от земного грунте и в атмосфере с иным составом. Метеоритный грунт, как выяснили в 2014 году, пригоден для выращивания спаржи и картофеля, но его для этих целей необходимо измельчить. На Марсе много песка и пыли, это упрощает задачу. Но есть и другая проблема: тяжёлые металлы.
С 2013 года голландские учёные выращивают растения в имитации марсианской почвы. Содержание тяжёлых металлов в горохе, редисе, ржи и помидорах оказалось безопасным для человека. Сейчас продолжаются исследования других культур, например, картофеля.
Атмосфера Марса на 95% состоит из углекислого газа, что поможет поддерживать растительность.

Исследователь Вагер Вамелинк инспектирует растения, выращиваемые на имитированной марсианской почве.

Кроме собственно питания людей растения, водоросли и микроорганизмы могут сыграть особую роль в терраформировании планеты — созданию на ней пригодных условия для жизни человека.

Автор: DimmiYur 16.5.2018, 14:07

Терраформирование
Марс и сейчас по ряду характеристик частично пригоден для жизни людей при наличии специального оборудования, в том числе пневмокостюма. Сутки на Марсе длятся 24 часа 39 минут 35. На планете есть смена времён года, хотя на Марсе это в два раза более длительный процесс. Атмосфера с плотностью 0,007 земной даёт некоторую защиту от солнечной и космической радиации. Там точно есть лёд, а возможно — вода в жидком виде.
В процессе терраформирования возможно решить несколько задач. Во-первых, это повышение атмосферного давления, при котором вода будет существовать в жидком виде. Сейчас вода на планете закипает при +10 градусах, то есть изо льда превращается сразу в пар. Также при повышении давления можно будет вместо скафандров использовать высотно-компенсационный костюм.
Во-вторых, на планете можно повысить температуру до 10-20 градусов Цельсия. Сейчас cредняя температура составляет −50 °C и колеблется от −153 °C на полюсе зимой и до более +20 °C на экваторе в полдень.
В-третьих, нужно создать биосферу — заселить планету растениями, грибами, бактериями.

Тёмные полосы — предполагаемые потоки жидкой воды на Марсе. Фото: НАСА

На данный момент существует ряд способов, которые, как предполагают учёные, позволят изменить Марс. На поверхность планеты можно, например, обрушить астероиды, чтобы разогреть атмосферу и наполнить её водой и газами. На орбиту можно поместить искусственные спутники, способные сфокусировать солнечный свет на её поверхность для разогрева.
Для того, чтобы на Марсе выделить парниковые газы и получить в больших объёмах необходимые вещества из тех, что уже есть на планете, предлагают использовать экстремофилов — это живые существа, в том числе бактерии и микроорганизмы, которые способны жить и размножаться в экстремальных условиях. Некоторые виды лишайников и цианобактерии за 34 дня смогли приспособиться к имитированным марсианским условиям и начать процесс фотосинтеза.
Илон Маск высказывал предположение, что наиболее быстрый и эффективный способ терраформирования Марса — несколько взрывов ядерных зарядов на его поверхности в определённых регионах. Но заражение радиацией в этом случае может свести на нет результат.
На данный момент точного решения для задачи терраформирования нет, все перечисленные способы являются лишь предположениями.

Этапы терраформирования Марса.

Жилище
Илон Маск описал свои планы колонизации Марса. Третим этапом станут доставка оборудования для строительства Mars Base Alpha и строительство завода по производству ракетного топлива. Для людей будут построны геодезические куполы из стеклянных панелей с рамами из углеродного волокна. Такие купола защитят колонистов от ветров во время пылевых бурь. В дома со временем будет накачен воздух под давлением, что позволит людям жить в приятной экосистема в окружении растений.
Как и в случае с Луной, есть предположение, что жить будет удобнее под поверхностью. На марсе есть лавовые трубки и пещеры, которые можно использовать для этих целей. Грунт позволит ещё и защитить от радиации, а также уберечь людей и оборудование от метеоритного дождя.


На данный момент готовых технологий строительства зданий на Марсе нет. По сути, всё ограничивается какими-либо эскизами и планами, подробностей о которых меньше, чем в случае с колонизацией Луны. Чтобы получить новые идеи, НАСА в 2015 году провело конкурс, среди участников которого: архитекторы, инженеры и учёные. Все проекты должны соответствовать одному пункту: для создания некоторых или всех элементов необходимо использовать 3D-принтер. Также в условиях прописали площадь жилья не менее 93 квадратных метров и наличие систем жизнеобеспечения, сантехнических узлов, места для приготовления пищи и спальных мест.
Одной из лучших идей стал проект LavaHive. Это надувная система, некоторые элементы которой нужно будет распечатать. Одно из полезных свойств такого здания — возможность сдуть, собрать и перевезти.


Менее, на первый взгляд, реалистичный проект — Staye A While. Здание предлагается разместить под землей под замерзшим морем рядом с экватором.


Сегодня мы имеем технологии, позволяющие с высокой долей вероятности доставить на Марс грузы. Что о людях — нужно решить еще множество проблем, включая радиацию, чтобы говорить о таком длительном перелёте, по результатам которого экипаж останется живым и здоровым. На самой планете есть материалы, в теории пригодные для строительства зданий с помощью тех же 3D-принтеров, но и эту технологию необходимо будет обкатать, чтобы говорить о её эффективности. С учётом времени между возможными запусками кораблей колония должна обеспечивать себя самостоятельно года три. Взять с собой провизию, материалы и инструменты на такой срок было бы расточительностью, поэтому важно продумать сельское хозяйство на Марсе.

Когда мы полетим на Марс? Как будет выглядеть жилище колониста? Точного ответа пока нет ни у меня, ни у НАСА, ни у Роскосмоса.

Автор: DimmiYur 28.5.2018, 14:32

Зачем бомбить Марс?
https://t.me/mycosmos December 02, 2017



Как-то раз Илон Маск, в эфире вечернего юмористического шоу поделился мыслью, что ядерная бомбардировка марсианских полюсов могла бы превратить Красную сухую и холодную планету в более комфортную для человека. Идею бросились обсуждать чуть ли не все мировые и российские СМИ, но почти никто не попытался взглянуть на ситуацию в контексте современных научных знаний о Марсе. А мы сегодня рассмотрим свежие научные данные и определим бомбить или не бомбить.

Собственно, идее бомбардировки марсианских полюсов для терраформинга — создания землеподобной планеты — немногим меньше чем времени с изобретения термоядерных бомб. Альтернативный вариант — сбросить астероид или комету на полюса.

Ученые еще с XIX века знали о существовании марсианских ледяных полярных шапок. Тогда уже наблюдали их сезонную изменчивость и представляли, как оттаивающие полярные льды наполняют ирригационные каналы марсиан. Т.е. считали, что этот лед водяной. Потом, к середине XX века, еще при помощи телескопов определили примерно состав атмосферы и средние температуры Марса. Оказалось, что атмосфера углекислотная, очень разреженная и холодная. После этого пришлось смириться с тем, что на полюсах лежит замерзшая углекислота известная как "сухой лед". Такое название она получила за то, что в земном давлении из твердого состояния сразу переходит в газообразное т.е. сублимируется. При марсианском давлении подобными свойствами обладает и водяной лед, но ему требуется более высокая температура для сублимации. Углекислота испаряется при -77 градусах Цельсия, а вода при +1 С. Только в самых глубоких впадинах Марса, где атмосферное давление чуть выше, вода может поддерживать жидкое состояние в диапазоне нескольких градусов выше ноля.

Первые космические аппараты уточнили состав марсианской атмосферы, температуру на поверхности, и состав полярного льда, и только подтвердили догадки — полярная шапка показалась углекислотной. В то же время человечество преуспело в развитии ядерного вооружения. Тогда-то и возникла идея бомбить марсианские полюса.



Идея терраформирования вырисовывалась простая и логичная: ядерными бомбами/скинутыми астероидами/гигантскими зеркальными отражателями растапливаем полярный углекислотный лед => атмосфера повышает плотность => углекислый газ — парниковый значит становится теплее, а давление выше => грунт оттаивает и снова, благодаря повышенному давлению, текут реки, идут дожди. После этого, сравнительно быстрого периода обогрева планеты, придется заслать на Марс одноклеточные водоросли и подождать несколько тысяч лет, пока они не создадут нам пригодную для жизни атмосферу. PROFIT

Но в 2003 году к Марсу полетел европейский космический аппарат Mars Express, и испортил всю картину. В 2005 году он развернул свой радар MARSIS и "просветил" северную и южную полярные шапки. Оказалось, что постоянные ледяные отложения, которые не меняются во время смены сезонов — это замерзшая вода.



А сухой лед на полюсах — это тонюсенькая корочка, намерзающая зимой. Об этом догадывались и ранее, но не знали соотношения углекислотного и водяного льда. Бомбить воду бесполезно — она требует слишком большой температуры для оттаивания, и имеет слишком высокую для Марса температуру замерзания. Даже если мы выпарим полярные льды, то вода сконденсируется в верхних слоях атмосферы, замерзнет и выпадет снегом. Кроме того, водяные облака и снежный покров эффективно отражают солнечный свет, поэтому испарив полярную воду можно получить снегопады, которые еще сильнее выморозят атмосферу Марса, т.к. лучи солнца будут отражаться вместо того чтобы поглотиться грунтом.



Вода на Марсе есть и не мало. Мощность водяных отложений на севере превышает полтора километра, а на юге достигает трех с половиной. Сезонные же льды, намерзающие зимой — это действительно углекислота, но толщина этого слоя зимой на северном полюсе не превышает трех метров, а на южном — восьми метров. Летом вся сезонная углекислота испаряется на одном полюсе и откладывается на другом. Из-за особенностей вытянутой орбиты Марса зима в южном полушарии короче, но холоднее поэтому льда там больше и водяного и углекислотного.



Когда углекислота вымораживается на южном полюсе, атмосферное давление на планете падает на треть от максимального значения. В среднем давление на Марсе составляет 7,1 миллибар. Давление на Земле около 1 бар, приставка "мили" означает 1/1000, т.е. Марс обладает примерно 1/150 земного давления. Даже если мы сможем нагреть оба марсианских полюса одновременно, вряд ли давление на Марсе подойдет к 10 мбар или 1% от земного.

Если нам нужна планета с атмосферой пригодной даже не для жизни, а для более-менее безопасного существования, давление на Марсе стоит повышать хотя бы в десять раз, тогда будет достигнут т.н. “предел Армстронга” — давление 60 мбар, ниже которых вода закипает при температуре человеческого тела. А лучше повысить давление на Марсе в 50 раз — так условия приблизятся к тому, что есть на Эвересте — дышать не сможем, но хоть получится скафандр сменить на теплую куртку.

Вернемся в реальный мир. В 2005 году к Марсу прилетел американский космический аппарат MRO. У него тоже имелся радар, хоть и не такой дальнобойный как у Mars Express. Он не смог увидеть дна у южной полярной шапки, зато сумел рассмотреть кое-что интересное для любителей бомбардировок.



В верхней части полярной шапки нашлись погребенные залежи углекислого льда. Летом они не испаряются благодаря тому, что их частично прикрывает водяной лед и они находятся в центральной, самой холодной части полярной шапки.Хотя понемногу испарение запасов углекислоты все же идет, поэтому на поверхности они имеют характерный "сырный" рельеф.



Оценив радарные данные с глубиной залегания и данные спутниковой съемки с распространением "сырного" рельефа ученые сделали вывод, что на южном полюсе Марса залегает от 9,5 до 12 тыс кубических километров льда. Звучит солидно, но если эти залежи выпарить, то плотность атмосферы повысится на 4-5 мбар или на 80%. То есть даже не удвоится, а нам нужно в десять или в пятьдесят раз больше, не 5 мбар, а 60 или 350! Даже если мы растопим весь углекислотный лед Марса для человеческого организма фактические условия все равно не изменятся и будут близки к абсолютному вакууму.

Тогда есть ли какой-нибудь смысл растапливать запасенный углекислотный лед? В принципе есть, это немного облегчит процесс посадки космических аппаратов, которые смогут эффективнее тормозить об атмосферу. Получится брать на несколько килограмм полезного груза больше. На дне самых глубоких впадин, где атмосферное давление будет выше чем везде, чуть легче будет работа людям в скафандрах, и возведение долговременных построек. Т.е. с точки зрения дальнейшего освоения и заселения планеты любая дополнительная капля газа (а лучше кубический километр "жосткого газа") будет полезна. Но все равно это шлюзы, скафандры, мороз и вечная опасность разгерметизации.

Теперь подумаем над другим вопросом: а может ли в принципе человечество растопить даже эти несчастные 12,5 тыс кубических километров сухого льда? Что будет, если мы сбросим туда самую мощную бомбу из когда-либо созданных в человеческой истории?



И вот что получается: если мы загоним "кузькину мать" в самую толщу льда, не позволив энергии взрыва рассеиваться в стороны, и там подорвем…

То взрыв позволит испарить 353 миллиона тонн сухого льда. Или 0,23 кубического километра. Напомню, в залежах содержится до 12,5 тыс кубокилометров льда. Т.е. чтобы испарить все известные залежи сухого льда на Марсе (и увеличить существующую плотность атмосферы в 1,8 раз вместо желаемых 10 или 50 раз) нам понадобится 55 тысяч (!) "царь-бомб". Столько термоядерных зарядов на Земле нет физически, и если б были, я бы серьезно беспокоился за будущее человечества.

Более того, одна "кузькина мать" весила 26,5 тонн. Сейчас нет такой ракеты, которая могла бы доставить столько к Марсу за один раз. Возможно будущая американская SLS смогла бы. Но строить 55 тыс сверхтяжелых ракет не осилит никакая экономика в мире. Даже мировая не осилит.

Поэтому все рассуждения о том как наши ученые разбомбят марсианские полюса, не более чем мысленная эквилибристика никак не связанная с объективной реальностью. Не в этом веке.

Однако, отвечая на вопрос бомбить или не бомбить, я бы ответил утвердительно. Да, пару-тройку ядерных, а лучше термоядерных бомб я бы на Марс сбросил. Одну, мощнее, скинул бы на южный полюс — ради эксперимента. Посмотреть сколько газа выделится в действительности, какие процессы возникнут в атмосфере, как долго они будут наблюдаться. Провести первый этап прикладного терраформирования — натурный эксперимент.

Еще пару, а лучше четыре заряда, сбросить на экватор, равноудаленно друг от друга. Разумеется сначала нашпиговать поверхность Марса сейсмодатчиками, и климатическими станциями. Это позволит провести сейсмическое зондирование недр планеты, благодаря чему мы узнаем о его глубинном строении намного больше чем известно сейчас. В принципе можно обойтись и без бомб, просто расставить датчики и ждать падения астероида покрупнее, но ожидание может затянуться, а все взрывы пройдут запланировано и в нужном месте.

Автор: DimmiYur 28.5.2018, 14:38

Откуда мы знаем возраст Вселенной?

https://t.me/mycosmos December 03, 2017

Если вы не занимаетесь астрономией на уверенном уровне, вы наверняка хоть раз задавались вопросом: сколько существует независимых способов измерения возраста Вселенной? Ученые рады были бы сказать, что есть множество линий доказательств, которые указывают на возраст Вселенной в 13,8 миллиарда лет, подобно тому, как есть множество независимых указателей в пользу существования темной материи. Но на самом деле, есть только два хороших свидетельства, и одно лучше другого.

«Хороший» способ узнать возраст Вселенной — изучить тот факт, что она расширяется и остывает, и признать, что в прошлом она была горячее и плотнее. Если мы вернемся в древнейшие времена, мы выясним, что объем Вселенной был меньше, и не только материя была сбита плотнее, но и длины волн отдельных фотонов (частиц света) были короче, поскольку расширение Вселенной растянуло их до нынешней длины.
Поскольку длина волны фотона определяет его энергию и температуру, чем короче длина волны фотона, тем выше его энергия и температура. По мере того как мы будем возвращаться все дальше и дальше во времени, температура будет расти все выше и выше, пока в какой-то момент мы не достигнем самых первых стадий Большого Взрыва.
Это важно, запомним: есть «ранняя стадия» горячего Большого Взрыва.

Если бы у нас была возможность протягивать щуп «бесконечно» в обратном направлении, мы бы достигли сингулярности, в которой известная нам физика не работала бы. В нашем современном понимании самой ранней Вселенной известно, что инфляционному состоянию предшествовал горячий и плотный Большой Взрыв, а инфляционное состояние длилось неопределенное время.
Поэтому когда мы говорим о «возрасте Вселенной», мы говорим о том, сколько времени прошло с тех пор, как Вселенную можно было впервые описать как Большой Взрыв, и до сегодняшнего дня.

Согласно законам общей теории относительности, если у вас будет Вселенная вроде нашей, которая:
а) с однородной плотностью на крупнейших масштабах;
б) имеет одни и те же законы и общие свойства во всех местах;
в) одинакова во всех направлениях и
г) в которой Большой Взрыв произошел во всех местах одновременно и всюду, то
есть уникальная связь между возрастом Вселенной и ее расширением в процессе творения ее истории.
Другими словами, если бы мы могли измерить расширение Вселенной сегодня и то, как она расширилась за всю свою историю, мы бы точно узнали, какие различные компоненты ее составляют. Мы узнали это из ряда наблюдений, включая:
Прямые измерения яркости и расстояния до объектов во Вселенной вроде звезд, галактик и сверхновых, которые позволили нам выстроить линейку космических расстояний.
Измерения крупномасштабной структуры, кластеризации галактик и барионных акустических колебаний.
Колебания в микроволновом космическом фоне, такой себе «снимок» Вселенной, когда ей было всего 380 000 лет.
Вы собираете все это воедино и получаете Вселенную, которая сегодня состоит на 68% из темной энергии, на 27% из темной материи, на 4,9% из обычной материи, на 0,1% из нейтрино, на 0,01% из излучения, ну и всякого «по мелочи».
Затем вы смотрите на расширение Вселенной сегодня и экстраполируете его обратно во времени, собирая воедино историю расширения Вселенной, а значит и ее возраст.

Мы получаем цифру — наиболее точно от Планка, однако дополненную другими источниками вроде измерений сверхновых, ключевого проекта HST и Sloan Digital Sky Survey — возраста Вселенной, 13,81 миллиарда лет, плюс-минус 120 миллионов лет. Мы уверены в возрасте Вселенной с 99,1-процентной вероятностью, и это весьма круто.
У нас есть целый ряд различных наборов данных, которые указывают на такой вывод, но они, на деле, получены с помощью одного метода. Нам просто повезло, что есть согласованная картина, все точки которой указывают в одном направлении, но в действительности невозможно точно назвать возраст Вселенной. Все эти точки предлагают разные вероятности, и где-то на пересечении рождается наше мнение относительно возраста нашего мира.

Если бы Вселенная обладала теми же свойствами, но состояла на 100% из обычной материи (то есть без темной материи или темной энергии), нашей Вселенной было бы всего 10 миллиардов лет. Если бы Вселенная состояла из обычной материи на 5% (без темной материи и темной энергии), а постоянная Хаббла составляла бы 50 км/с/Мпк, а не 70 км/с/Мпк, нашей Вселенной было бы 16 миллиардов лет. С комбинацией всего этого, мы почти наверняка можем сказать, что возраст Вселенной — 13,81 миллиарда лет. Выяснить эту цифру — огромный подвиг для науки.
Этот метод выяснения по праву лучший. Он главный, уверенный, наиболее полный и проверен множеством разных улик, указывающих на него. Но есть и другой метод, и он весьма полезен для проверки наших результатов.
Он сводится к тому, что мы знаем, как живут звезды, как они сжигают свое топливо и умирают. В частности, мы знаем, что все звезды, пока живут и прожигают основное топливо (синтезируя гелий из водорода), обладает определенной яркостью и цветом, и остаются при этих специфических показателях конкретный отрезок времени: пока в ядрах не заканчивается топливо.
В этот момент яркие, синие и массивные звезды начинают эволюционировать в гиганты или сверхгиганты.

Глядя на эти точки в скоплении звезд, которые образовались в одно время, мы можем выяснить — если, конечно, знаем принцип работы звезд — возраст звезд в кластере. Глядя на старые шаровые скопления, мы выясняем, что эти звезды чаще всего пришли к жизни примерно 13,2 миллиарда лет назад. (Впрочем, есть небольшие разбегания в миллиард лет).
Возраст в 12 миллиардов лет довольно распространен, но возраст в 14 миллиардов лет и больше — это что-то странное, хотя был период в 90-х, когда возраст в 14-16 миллиардов лет упоминался довольно часто. (Улучшенное понимание звезд и их эволюции существенно занизили эти цифры).
Итак, у нас есть два метода — космической истории и измерения локальных звезд, — которые указывают на то, что возраст нашей Вселенной — 13-14 миллиардов лет. Никого не удивит, если возраст уточнится до 13,6 или даже до 14 миллиардов лет, но вряд ли это будет 13 или 15. Если вас будут спрашивать, говорите, что возраст Вселенной 13,8 миллиарда лет, претензий к вам не будет.

Автор: DimmiYur 28.5.2018, 14:53

Предлагаю на мгновение отвлечься от глубин космоса.
********************************

Теория хаоса
Думай или умри May 20, 2018

Мир несовершенен.

Теория хаоса — это наука о сложных нелинейных динамических системах.

Теория хаоса окончательно добила классическую физику Ньютона и релятивистскую физику Эйнштейна. Возможно, Ньютон и Эйнштейн предчувствовали, что с их творениями так поступят, и поэтому большую часть жизни занимались изысканиями неведомой и поныне супертеории, которая упорядочила бы мировую науку раз и навсегда.

Вот как выразил сущность теории хаоса, которую можно назвать теорией нестабильности нобелевский лауреат Илья Пригожин, франко-американский учёный, семья которого в 1917 году эмигрировала из России:

«Если взять устойчивый маятник и раскачать его, то дальнейший ход событий можно предсказать однозначно: груз вернётся к состоянию с минимумом колебаний, т.е. к состоянию покоя. Если же груз находится в верхней точке, то в принципе невозможно предсказать, упадёт он вправо или влево. Направление падения здесь существенным образом зависит от флюктуации.



Так что в одном случае ситуация в принципе предсказуема, а в другом — нет, и именно в этом пункте в полный рост встаёт проблема детерминизма. При малых колебаниях маятник — детерминистический объект, и мы в точности знаем, что должно произойти. Напротив, проблемы, связанные с маятником, если можно так выразиться, перевёрнутым с ног на голову, содержат представления о недетерминистическом объекте.

Это различие между детерминистическими законами природы и законами, не являющимися таковыми, ведёт нас к более общим проблемам…»

Хаос — это вовсе не синоним беспорядка. Это такое состояние чего-либо, когда от малейшего вздоха или взмаха крылышек какой-нибудь козявки (к козявкам мы ещё вернёмся) меняется, ломается и рушится что-то огромное и величественное и далее пребывает в состоянии сложности, нелинейности и динамичности.

Вплоть до 1960-х годов многие учёные считали, что динамическая система, описываемая простыми уравнениями, должна вести себя относительно просто, хотя уже более столетия было известно, что это верно лишь в некоторых, весьма специальных случаях, таких как Солнечная система. Однако к 1980 году математики и естествоиспытатели обнаружили, что хаос вездесущ.



Пример хаотического поведения из повседневной жизни — движение жидкости в миксере. Это устройство подчиняется простым механическим законам: его нож-смеситель вращается с постоянной скоростью, и взаимодействие жидкости с ножом внутри миксера можно описать простыми детерминистическими уравнениями.

Однако возникающее при этом движение жидкости весьма сложно. Её соседние области рассекаются ножом и разделяются, а отдалённые области могут сближаться. Короче говоря, жидкость перемешивается — для этого миксеры и предназначены.

Выражение «теория хаоса» используется преимущественно в популярной литературе. Специалисты же рассматривают эту дисциплину как раздел теории динамических систем.

Все рассказы о теории хаоса довольно хаотичны или по меньшей мере не слишком логичны. Отцом теории хаоса считается американский метеоролог Эдвард Лоренц. Он создал компьютерную модель земной атмосферы, которая показала, что небольшие изменения, происходящие в атмосфере или аналогичных ей моделях, могут приводить к обширным и неожиданным последствиям.

В 1972 году Лоренц опубликовал научную статью, заглавие которой стало нарицательным. Она называлась «О возможности предсказаний: может ли взмах крыльев бабочки в Бразилии вызвать торнадо в Техасе?». Эта формулировка иллюстрирует суть теории хаоса, которая сейчас играет важную роль едва ли не во многих областях современной науки.



«Показав, что сложные системы со множеством причинно-следственных связей имеют порог предсказуемости, Эд забил последний гвоздь в гроб вселенной Декарта и произвёл то, что многие называют третьей научной революцией XX века после теории относительности и квантовой физики», — сказал о Лоренце Керри Эмануэль, профессор метеорологии из Массачусетского технологического института.

Лоренц открыл и первый «странный аттрактор». Просто аттрактор — это область притяжения фазовых траекторий. То есть место, куда стягиваются «свободные частицы». Аттрактор для простого маятника — нижняя точка его траектории. Покачается и остановится. А странный аттрактор — это такая точка притяжения, из которой система попадает неведомо куда. И ещё потом долго, извините за выражение, «колбасится». Кстати, любая революция — типичный странный аттрактор.

Впервые проблемы хаотического движения стал исследовать Анри Пуанкаре, положивший начало ещё и теории катастроф, близкой родственницы теории хаоса. Его дело продолжил Жак Адамар, написавший статью под говорящим названием «Бильярд Адамара». В ней он описал хаотическое блуждание «свободных частиц».

После Второй мировой войны к изучению хаоса подключились ведущие математики мира, первым среди которых стоит гениальный советский математик академик Андрей Колмогоров, один из величайших учёных прошлого века.



Колмогоров моделировал динамику превращения ламинарного течения жидкости в турбулентное, то есть вихревое. Это было необходимо для аэродинамических экспериментов. Учёный создал математическую модель динамики вихрей, рассматривая их во всё меньшем и меньшем масштабе, до тех пор пока вихри не стали совсем крошечными, когда вязкость жидкости уже на них не влияла. Колмогоров предположил, что вся жидкость состоит из одинаковых маленьких вихревых потоков, то есть однородна.

Такая модель дала некоторое продвижение в исследованиях, но в дальнейшем пришлось принять модель Пуанкаре, который, наблюдая течение бурной речки, установил, что вихри не вездесущи, а основная часть потока спокойна.

Тем не менее работа над этой тематикой продвигалась не очень легко, вплоть до появления первых компьютеров.

Именно компьютерное моделирование помогло Лоренцу увидеть тот самый эффект бабочки. А талантливый вундеркинд Бенуа Мандельбро открыл с помощью компьютера совершенно необычные объекты — фракталы. Самый простой фрактал — береговая линия на карте. Сколько ни меняй масштаб карты, линия берега всегда будет изрезанной и витиеватой, то есть фрактальной. Снежинки — тоже фракталы. Если обобщить, то фракталом называется объект, изображения которого постоянны в любых масштабах.

Во второй половине XX века теорию хаоса стали применять в самых различных областях — ею пытались объяснить различные процессы и явления: землетрясения, солнечные всплески, колебания в экономических системах, формирование ландшафта, лесные пожары, оползни, эпидемии, биологическую эволюцию и даже возникновение войн.

Теория хаоса правильна, кроме того, что хаос совсем не хаотичен, а полностью контролируем.

**************************************
Надеюсь вышеприведенный перепост оказался интересным и не очень сложным в понимании

Автор: DimmiYur 28.5.2018, 14:56

Место Земли во Вселенной
ГеоЛогикаFebruary 16, 2018

Возникновение Земли, как и всего ныне существующего, напрямую связано с происхождением Вселенной, нашей галактики – Млечного пути и, наконец, нашей Солнечной системы. Несмотря на поражающие размеры нашей Солнечной системы, она является лишь пылинкой среди более чем 100 миллиардов звёзд и примерно 100 миллионов облаков межзвёздной пыли и туманностей, составляющих только одну нашу галактику. И как же нам узнать, где мы находимся в этом бесконечном пространстве, когда абсолютно непонятно, где низ, где верх, где лево и где право?


Здесь к нам на помощь приходит астрономия, которая чётко и ясно даёт нашей планете хоть и относительные, но всё же координаты.

Как и на почтовой открытке, будем переходить от большего к малому:

1. Познаваемая часть Вселенной – её границы простираются на 10 с десятью нулями световых лет.

2. Сверхскопление Девы или Суперкластер Девы – скопление галактик, в том числе и нашей.

3. Местная группа – группа галактик, включающая Млечный путь, Андромеду и галактику Треугольника.

4. Млечный путь – галактика диаметром 100 000 св. лет, относящаяся к классу спиральных галактик с перемычкой.

5. Рукав Ориона – небольшой галактический рукав Млечного пути, длиной в 11 тысяч св. лет.

6. Солнечная система с центральной звездой класса G2 – Солнцем с планетами-спутниками, среди которых уютно расположилась наша планета Земля.

Как видите, всё довольно просто. Теперь, даже после самой умопомрачительной вечеринки, вы всегда сможете добраться до родной планеты.

Автор: DimmiYur 2.6.2018, 14:50

Насколько далеко в космосе, и в космосе ли, летает МКС? И вообще, где проходит эта граница между атмосферой и космосом?

Где на самом деле летает МКС
https://t.me/mycosmos December 04, 2017

Большинству из нас кажется, что МКС летает где-то очень далеко от Земли, в самом что ни на есть тёмном космосе. Так ли это на самом деле?

КС в начале строительства

Международная космическая станция — один из самых известных искусственных объектов, когда-либо запущенных в космическое пространство. Ее часто показывают в фильмах, а прямые включения с МКС стали неотъемлемым элементом крупных спортивных, культурных, общественно-политических событий. В сознании обывателей МКС летает где-то очень далеко от Земли, в самом что ни на есть темном космосе. Так ли это на самом деле?

Конечно, фильмы и красивые фоточки делают свое дело. Космонавты на МКС для нас — чуть ли не Стражи галактики. Но если разобраться, то высота полета МКС не такая и большая. Она незначительно меняется от года к году, и сейчас это около 400 километров над уровнем моря. Это верхние слои атмосферы, если быть точным — термосфера. Конечно же, это космос. Ведь линия Картмана, условно являющаяся границей между атмосферой и космосом, находится на расстоянии всего 100 километров над уровнем моря. Однако это не тот космос, каким он нам представляется при упоминании этого романтического слова. Чтобы лучше понять обсуждаемые рсстояния, достаточно сказать, что полярное сияние (красное свечение кислорода) может наблюдаться на высоте даже выше той, на которой летает МКС. Речь, опять же, идет примерно о 400 километрах над уровнем моря.

Конечно, множество космических объектов летают на высоте гораздо выше высоты движения МКС. Например, метеорологический спутник NOAA-16 находится на высоте 849 километров. Ну а геостационарные спутнки вообще обращаются на высоте 35 786 км над уровнем моря. Вот там космос так космос.

Космонавты потому и могут достаточно долго находиться на станции, потому что верхние слои атмосферы спасают их от радиации. Выше 500 км простираются радиационные пояса, оказывающие на людей сверхвредное действие. Для задач МКС высоты в 400 км более чем достаточно. Чтобы запустить что-то выше, необходимы очень большие ресурсы. Хотя и МКС содержать очень дорого.

МКС сейчас

Кстати, станцию можно наблюдать с Земли даже невооруженным глазом. МКС наблюдается как достаточно яркая звезда, довольно быстро идущая по небу приближенно с запада на восток. На сайте www.heavens-above.com можно узнать расписание пролётов МКС над определенным населенным пунктом планеты.

Так что космос гораздо ближе, чем кажется.

Автор: DimmiYur 2.6.2018, 14:53

Наверняка многие задавались вопросом, как зонды из дальнего космоса за миллиарды киллометров от Земли передают нам фотографии? Ну не по вай-фаю же! Или все-таки по вай-фаю?
Разберем на примере зонда Новые горизонты.

Как зонд «Новые горизонты» передаёт данные на Землю
https://t.me/mycosmos December 04, 2017

Конечно же не по вай-фаю! Но давайте подробнее.

Все мы с замиранием сердца следили за тем моментом, когда зонд «Новые горизонты», преодолевший сумасшедшее расстояние в более чем 4,5 миллиарда километров, доберётся до Плутона. Космический аппарат сделал множество уникальных снимков карликовой планеты, пролетев от неё на расстоянии в 12,5 тысяч километров. Но для того, чтобы передать фотографии и прочие собранные данные обратно на Землю, зонду понадобится более 16 месяцев, так как передача информации происходит на скорости около 1 килобита в секунду. Давайте попробуем разобраться, почему же межпланетный интернет такой медленный.

Действительно, скорость передачи данных с «Новых горизонтов» на Землю сравнима разве что с допотопным телефонным модемом из 90-х. Отправка каждой фотографии занимает у зонда около часа. Но это только сам процесс отправки. Пройдёт ещё чуть больше четырёх часов, прежде чем биты информации, несущиеся в безвоздушном пространстве космоса, достигнут земных антенн. Мешает процессу и тот факт, что «Новые горизонты» не умеет одновременно собирать данные и отправлять их домой. По сути, этот аппарат строго однозадачный: либо собирает данные и сохраняет их на встроенный накопитель, либо пересылает полученную информацию на Землю.
Какова точная скорость передачи данных с «Новых горизонтов» на Землю?

Wikipedia утверждает, что чем дальше зонд удаляется от своей родной планеты, тем медленнее осуществляется передача данных. Например, пролетая мимо Юпитера, «Новые горизонты» вел передачу информации на скорости около 38 кбит/с, а приблизившись к Плутону, скорость снизилась до 1 кбит/с. На Земле информацию принимают огромные 70-метровые антенны сети NASA Deep Space Network. Чтобы отправить 1 килобайт информации, зонду необходимо около 8 секунд времени, а чтобы передать 1 мегабайт, понадобится 1024 секунд или около 17 минут. Но это не совсем корректные подсчёты, так как к каждому биту зачастую следует прибавить корректирующую информацию, что автоматически увеличивает размеры пакетов пересылаемых данных.
Сколько нужно времени, чтобы передать на Землю одну фотографию?

Фотография с камеры LORRI, установленной на «Новых горизонтах», архивируется до размера в 2,5 мегабайта (здесь всё зависит от содержимого фотографии). Отправка такого снимка на Землю занимает около 42 минут времени. Но сигналу ещё необходимо добраться до своих получателей.
Как долго эта фотография добирается до Земли?

Плутон и «Новые горизонты» в данный момент находятся на расстоянии около 4,6 миллиарда километров от Земли. Радиоволны распространяются в космосе на скорости 300 000 км/с, так что первые биты снимка с камеры зонда доберутся до нас примерно за 4 часа 20 минут. Потребуется ещё 42 минуты, чтобы получить последние биты отправленного изображения. Получается, от момента завершения отправки до момента завершения получения снимка на Земле уйдёт примерно 5 часов и 2 минуты.

Сколько изображений с зонда можно получить в течение одного месяца?

Если брать в расчет, что первый снимок будет получен спустя 5 часов и 2 минуты, то каждый последующий будет приходить раз в 42 минуты. Таким образом, за сутки можно получать 34 изображения с «Новых горизонтов», а в месяц это всего 1045 фотографий. На самом же деле первыми на Землю приходят не сами фотографии, а сильно сжатый каталог снимков, как бы маленькие копии изображений, которые мы часто видим в файловом браузере нашей операционной системы. Только после того, как учёные изучат полученные снимки, на зонд отправляется команда – какие именно фотографии в полном разрешении необходимо передать на Землю.
Существует ли какой-то график передачи данных с зонда?

Ниже вы можете видеть примерное расписание передачи данных с «Новых горизонтов». С августа по сентябрь учёные будут получать данные о плазме и пыли, затем какие-то особо важные данные в течение первой недели сентября, потом те самые сильно сжатые превью фотографий (с сентября по ноябрь 2015), и лишь затем начнётся передача снимков высокого разрешения, полученных во время пролёта мимо Плутона. Эта передача займёт период с ноября 2015 года по октябрь 2016.

Почему передача данных такая медленная?

Зонд «Новые горизонты» находится очень далеко от Земли, поэтому сигнал, который поступает с него, очень слабый. Чтобы быть точно уверенными в том, какой бит (единичка или ноль) информации добрался до нашей планеты, зонд транслирует этот самый бит намного дольше, чем обычно. На Земле этот бит также принимают в течение более продолжительного времени, дабы исключить ошибку при получении. Именно поэтому передача данных такая медленная.
Передача данных идёт постоянно, когда зонд не занят сбором информации?

Нет. Существует ряд факторов, которые не позволяют «Новым горизонтам» передавать данные на Землю в режиме 24 часа в сутки 7 дней в неделю. К примеру, иногда Земля находится вне зоны видимости аппарата. Так как зонд постоянно поворачивается к исследуемым объектам различными измерительными приборами, его транслирующая антенна бывает попросту отвёрнута от нашей планеты в противоположную сторону. Посмотрите на его изображение чуть ниже: как видите, корпус «Новых горизонтов» со всех сторон усеян измерительными приборами, поэтому ему приходится постоянно менять своё положение в пространстве, чтобы сделать все необходимые замеры. Первостепенной задачей зонда является именно сбор данных, а их отправка на Землю может быть осуществлена позднее в подходящее для этого время.


Кто принимает отправленные данные на Земле?

Изображения принимают огромные антенны сети NASA Deep Space Network, расположенные в трёх точках земного шара. Первая антенна находится в Мадриде (Испания), вторая – в обсерватории Голдстоун (пустыня Мохаве, США), а третья – в Канберра (Австралия). Кстати, на официальном сайте NASA вы можете в реальном времени наблюдать, какая из антенн принимает сигналы от удалённых космических аппаратов в данный момент.

Автор: DimmiYur 2.6.2018, 15:16

Сегодня подготовил очень интересную статью о парадоксе Ферми, завтра на конференции читаю лекцию на эту тему.
Очевидно, что во Вселенной должно существовать значительное количество технологически развитых цивилизаций. Но как сказал Энрико Ферми, «Ну, и где они в таком случае?»
Попробуем разобраться в этом парадоксе и почему так получается.
Приятного чтения!

Парадокс Ферми
https://t.me/mycosmos December 06, 2017

В чудную звёздную ночь каждый ощущает нечто особенное, когда обращает свой взор в небо и видит подобную картину:

Как правило, многие люди поражены эпической красотой или даже обескуражены грандиозными масштабами Вселенной. Лично мною овладевает «экзистенциальная опустошённость» — удручающее состояние, не покидающее меня. Каждый чувствует нечто.

Вот это самое нечто ощутил и физик Энрико Ферми, задавшийся резонным вопросом: "А где все?".
________________

Что и говорить, картина ночного звездного неба — зрелище впечатляющее. Но мы ведь наблюдаем только ближайшие окрестности. В самую ясную ночь мы видим до 2500 звезд (то бишь, одну стомиллионную часть от общего количества звёзд Нашей Галактики). Практически все из них находятся ближе, чем в 1000 световых лет от нас (что составляет всего лишь 1% от диаметра Млечного Пути). И видим мы, на самом деле, всего лишь вот это:

Когда люди размышляют о звёздах и галактиках, они часто задаются вопросом: «Есть ли где-то там разумная жизнь?». Ну что ж, чтобы прикинуть возможный ответ на этот вопрос, приведём несколько цифр.

Подобно количеству звёзд в Нашей Галактике (100-400 миллиардов), примерно в такое же число оценивается количество галактик в видимой Вселенной. Другими словами, каждой звезде в Млечном Пути сопоставлено колоссальное количество звёзд в остальном космосе. Если исходить из общего количества звёзд (обычно речь о числе между 1022 и 1024), то получается, что на каждую песчинку на всех пляжах Земли приходится порядка 10 тысяч звезд.

В научном сообществе придерживаются разных мнений о том, каков процент звезд, похожих на наше Солнце (т.е. сопоставимых по размеру, температуре и светимости) — по разным оценкам обычно составляет от 5% до 20% от общего числа звёзд. Если даже ограничиться самым скромным предположением (5%), а также взять нижнюю оценку по общему количеству звезд (1022), то это даёт нам 500 квинтиллионов или 500 миллиардов миллиардов солнцеподобных звезд.


Также продолжаются дискуссии, каков процент из солнцеподобных звезд, вокруг которых вращаются землеподобные планеты (имеющие похожие температурные условия, позволяющие воде находиться в жидком состоянии, и, возможно, поддерживающие жизнь, подобную той, что есть на Земле). Некоторые оптимисты считают, что процент таких систем достаточно высок, 50%. Однако давайте примем более осторожную оценку в 22%, полученную в ходе http://www.pnas.org/content/110/48/19273 Национальной Академии наук США. Из этого следует, что потенциально обитаемые землеподобные планеты, вращаются по крайней мере вокруг 1% от общего количества звезд во Вселенной. В общей сложности это 100 миллиардов миллиардов планет земного типа.

Таким образом, на каждую песчинку на Земле приходится 100 землеподобных планет. Поразмышляйте об этом в следующем походе на пляж.

Продвигаясь вперёд, нам не остаётся ничего другого, как немного поспекулировать. Тем не менее, давайте рассуждать дальше. Представим, что через миллиарды лет своего существования, на 1% планет земного типа развилась жизнь (если это правда, каждая земная песчинка будет соотноситься с одной такой обитаемой планетой). И вот, допустим, на 1% из таких планет, жизнь выходит на разумный уровень, как это произошло здесь, на Земле. Это означает существование 10 квадриллионов или 10 миллионов миллиардов разумных цивилизаций в наблюдаемой Вселенной.

Вернёмся в родную галактику и произведём те же арифметические выкладки, исходя из нижней оценки для количества звезд в Млечном Пути (100 миллиардов). Мы насчитаем 1 миллиард землеподобных планет и 100 тысяч разумных цивилизаций в Нашей Галактике. Кстати, https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%94%D1%80%D0%B5%D0%B9%D0%BA%D0%B0 как раз предоставляет формальный метод для получения схожих результатов.

Есть такой международный проект — SETI (от Search for Extraterrestrial Intelligence т.е. Поиск внеземного разума). В его рамках осуществляется поиск возможных радиосообщений от внеземной разумной жизни. Если мы посчитали всё верно, и действительно существует 100 тысяч разумных цивилизаций только в Нашей Галактике, и если даже лишь небольшая часть из них пытается связаться с другими посредством радиоволн, лазерных лучей или чего-то ещё — не должны ли SETI в свои астрономические сети поймать все разновидности этих сигналов?

Увы и ах. Сигналов нет. От слова «вообще».

И где же все?

Странно получается. Наше Солнце достаточно молодо по сравнению с возрастом Вселенной. Есть гораздо более старые звезды, вокруг которых обращаются древние землеподобные планеты. Теоретически, уже давным-давно существуют цивилизации, гораздо более продвинутые чем мы. В качестве примера, давайте сравним наш 4540000000-летнюю Землю и гипотетическую 8-миллиарднолетнюю планету «Икс».

Если планета «Икс» развивалась аналогично Земле, поглядим, на каком уровне развития их цивилизация окажется сегодня. Оранжевый отрезок проиллюстрирует, насколько велик зеленый временной параметр:

Технологии и знания цивилизации, которая всего-то на тысячу лет старше чем мы, повергнут нас в шок, как наш мир оказался бы шокирующим для жителя Средневековья. Цивилизация, старшая на миллион лет, может оказаться вообще недостижимой нашему пониманию, как понимание человеческой культуры недостижимо для шимпанзе. А что говорить о планете «Икс», старшей нас на 3,4 миллиарда лет…

Есть так называемая https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A8%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D0%B0_%D0%9A%D0%B0%D1%80%D0%B4%D0%B0%D1%88%D1%91%D0%B2%D0%B0, которая разделяет разумные цивилизации на три обширные группы, исходя из количества потребляемой энергии.

Цивилизация I типа имеет возможность использовать всю энергию на собственной планете. Мы, между прочим, пока ещё не дотягиваем до данного уровня, но уже достаточно близки к нему. Карл Саган разработал формулу для этой шкалы. И если условный коэффициент цивилизации I типа взять за единицу, то наш показатель сейчас — 0,7.

Цивилизация II типа может задействовать всю энергию своей звезды. Как это могло бы выглядеть, нам, представителям недо-цивилизации I типа представляется пока слабо, но попытки заглянуть в будущее рисуют нам экстравагантные астросооружения, наподобие https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B0_%D0%94%D0%B0%D0%B9%D1%81%D0%BE%D0%BD%D0%B0.

Цивилизация III типа имеет доступ к энергии, которую можно получить со всей галактики.

Если Вам в такой уровень сложно поверить, вспомните про планету «Икс», опередившую нас на 3,4 миллиарда лет. Если цивилизация на планете «Икс» была схожа с нашей (на раннем этапе развития), ей удалось выжить и она преодолела тернистый путь до уровня III, то вполне логично предположить, что они, наверное, освоили межзвездные путешествия и в настоящее время, очень даже может быть, колонизировали всю галактику.

Одна из гипотез о том, как могла бы происходить галактическая колонизация подразумевает создание https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%BE%D0%BD%D0%B4_%D1%84%D0%BE%D0%BD_%D0%9D%D0%B5%D0%B9%D0%BC%D0%B0%D0%BD%D0%B0, самостоятельно посещающего другие планеты, на которых в течении 500 лет или около того из местного сырья строятся самовоспроизводящиеся реплики этого корабля, которые отправляются к следующим планетам делать то же самое. Даже не путешествуя с околосветовой скоростью, таким образом можно колонизировать всю галактику за 3,75 миллиона лет. Это мгновение, когда речь о масштабах в миллиарды лет.

Продолжаем рассуждать. Если всего 1% разумной жизни удастся прожить достаточно долго, чтобы стать колонизатором галактики, т.е. цивилизацией III типа, то наши расчеты показывают, что в Нашей Галактике уже должно быть не менее тысячи таких сверхцивилизаций. Учитывая их возможности, их присутствие, вероятно, было бы довольно заметно. И все же мы не видим ничего такого, не слышим, и вообще никто к нам пока не прилетел.



Добро пожаловать в парадокс Ферми.

У нас нет ответа на этот парадокс. Лучшее, что мы можем предпринять — это придумывать возможные объяснения. И если спросите десять ученых, о том, что же на самом деле происходит, получите десять разных ответов. Вы ведь наслышаны о научных дискуссиях прошлого, когда учёные спорили, является ли Земля круглой, вращается ли Солнце вокруг Земли или вообще, о том, что молнии возникают, потому что их извергает Зевс. Что? То были тёмные времена, примитивные представления об окружающем мире? С парадоксом Ферми мы примерно на таком же уровне.

Разберём подробнее наиболее известные объяснения парадокса Ферми. Разделим их на две большие группы. В первой группе рассмотрим те гипотезы, которые предполагают, что мы не видим цивилизаций II и III типа, прежде всего потому, что таких цивилизаций нет. Во второй группе — те объяснения, которые предполагают, что сверхцивилизации есть, однако мы не видим следов их присутствия в силу тех или иных причин.


Группа объяснений 1: Мы не наблюдаем никаких признаков более развитых цивилизаций (II и III типа), поскольку таких цивилизаций не существует

Те, кто придерживаются объяснений из первой группы налегают на так называемую проблему неэксклюзивности (non-exclusivity problem). Они отвергают любую теорию, которая утверждает примерно следующее: «Да, высшие цивилизации есть, но они не входят с нами в контакт, потому что все эти высшие расы ________». Адепты группы 1 ссылаются на беспристрастную математику, которая нам говорит, что должны быть тысячи (а то и миллионы) высших цивилизаций и по крайней мере одна из них будет исключением из правила. Даже если некое правило (почему они не вступают в контакт с человечеством) выполняется для 99,99% сверхразвитых инопланетных рас, оставшиеся 0.01% это правило нарушат и мы достоверно узнали бы, что не одиноки во Вселенной.

Поэтому, утверждают представители группы 1, суперпродвинутых цивилизаций попросту нет и по-другому молчание космоса объяснить нельзя. Математика показывает, что разумные расы должны существовать тысячами только в нашей собственной галактике. Значит есть ещё что-то, некий фактор, мешающий их переходу на высший уровень.

И это что-то называется Великим Фильтром.

Теория Великого Фильтра утверждает, что любая цивилизации в процессе своего развития натыкается на некий барьер, препятствующий её переходу на III уровень. Во время длительного эволюционного процесса разумная жизнь приходит к некоему этапу, преодолеть который крайне маловероятно или вообще невозможно. Этот этап и есть пресловутый Великий Фильтр.

Если эта теория верна, то важно узнать, когда же и при каких обстоятельствах цивилизации сталкиваются с Великим Фильтром?

Этот вопрос отнюдь не праздный, особенно если речь о судьбе человечества. В зависимости от того, каким образом случается Великий Фильтр, мы сталкиваемся с тремя возможными сценариями: мы особенные, мы первые или мы обречённые.
Мы особенные. Великий Фильтр уже позади нас

Некоторая надежда есть на то, что Великий Фильтр уже позади, нам удалось его преодолеть. Сие означает, что жизнь крайне редко достигает того уровня развития, которого уже достигли мы. На диаграмме ниже показано только два разумных вида, оставивших в прошлом Великий Фильтр и мы — один из них.

Этот сценарий объясняет, почему нет цивилизаций III типа и показывает, что мы могли бы быть одним из немногих исключений, сумевших преодолеть критический рубеж. Стало быть, есть надежда. На первый взгляд, мы недалеко уходим от людей, живших 500 лет назад, считавших Землю центром мироздания, а человека — венцом творения Божьего. Тем не менее, мы сталкиваемся с феноменом, который ученые называют «эффект выборочного наблюдателя» (observation selection effect). Если представители вида размышляют о собственной исключительности в контексте разумной жизни, то это прежде всего потому что на их планете с возникновением разумной жизни произошла «история успеха». А так ли это на самом деле, эволюционирует ли жизнь до разумного состояния на самом деле очень редко или достаточно часто, на мысли и выводы рассуждающих это не влияет. Но возможность того, что мы всё-таки особенные, по крайней мере есть. — "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BF%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%BF", "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BE%D1%88%D0%B8%D0%B1%D0%BA%D0%B0_%D0%B2%D1%8B%D0%B6%D0%B8%D0%B2%D1%88%D0%B5%D0%B3%D0%BE" — из той же темы)

И если мы особенные, то когда именно это проявилось? Какой решительный шаг нам удалось совершить, на котором спотыкаются остальные?

Как вариант: Великий Фильтр мог быть в самом начале. Не исключено, что само зарождение жизни является экстраординарным событием. Жизнь появилась только через миллиард лет после рождения Земли. Люди пытались воспроизвести это событие в лабораториях и у них ничего не вышло. Если это действительно был Великий Фильтр, это означает, что в глубинах космоса практически нет не только разумной жизни — там и просто жизнь днём с огнём не сыщешь.

Ещё вариант: Великим Фильтром мог быть переход от прокариотов к эукариотам. Когда прокариоты появилась на свет, они не развивались в течение почти двух миллиардов лет. И лишь по прошествии такого времени совершили эволюционный скачок, в результате которого они усложнились и приобрели клеточное ядро. Если это Великий Фильтр, то тогда Вселенная кишит примитивными клетками-прокариотами — и только.

Есть ряд других вариантов. К примеру, кто-то считает, что последний скачок мы сделали, обретя интеллект. По мнению большинства учёных переход от полуразумной жизни (шимпанзе), к разумной (человек) не является чем-то невозможным. Но, к примеру, Стивен Пинкер отвергает идею о неизбежности движения вверх по эволюционной лестнице. «Эволюция не стремится к некой цели. Если необходимо, она адаптирует вид, приспосабливая его с достаточной пользой в рамках экологической ниши. И тот факт, что на Земле, это привело к технологическому уровню вида лишь однажды, позволяет предположить, что подобный результат естественного отбора — редкость и, следовательно, ни в коем случае однозначно не определяет эволюционное развитие дерева жизни».

Большинство эволюционных скачков не квалифицируются как вероятные кандидаты в Фильтр. Потенциальный Великий Фильтр, это редкое событие а-ля «один-на-миллиард». И если событие произошло несколько раз, этого достаточно, чтобы исключить его из списка кандидатов. Переход от одноклеточных организмов к многоклеточным не подходит потому, что это происходило достаточно часто, http://www-eve.ucdavis.edu/grosberg/Grosberg%20pdf%20papers/2007%20Grosberg%20%26%20Strathmann.AREES.pdf. Из тех же соображений, если будут найдены окаменелые эукариоты на Марсе, переход от прокариотов к эукаритоам можно будет не рассматривать в качестве возможного Великого Фильтра (а также всё то, то случается до этого момента в эволюционной цепочке). Потому что, если это произошло и на Земле и на Марсе, это определенно не является исключением из разряда «один-на-миллиард».

Если мы действительно особенные, это необязательно может быть следствием неопределенного биологического события. Есть так называемая «Гипотеза уникальной Земли», предполагающая, что хотя в Галактике немало землеподобных планет, для зарождения жизни необходимы специфические условия, связанных с этой солнечной системой. Такой спутник как Луна достаточно необычен (если брать в расчёт такой крупный спутник для такой небольшой планеты, что обеспечивает нам определённые погодные условия и влияет на состояние океана). Или что-то ещё, что делает условия на планете благоприятными для жизни.

Автор: DimmiYur 2.6.2018, 15:17

Мы первые

Некоторые из тех, кто предпочитает парадигму группы 1, считают что хотя мы не преодолевали Великий Фильтр, есть некоторая вероятность того, что во Вселенной только сейчас, впервые с момента Большого Взрыва, появились условия, способствующие появлению разумной жизни и её последующему развитию. В этом случае, мы и многие другие виды, пока ещё на пути к суперинтеллекту, и качественный скачок просто ещё нигде не произошёл. Мы появились в нужное время и у нас все шансы на то, чтобы стать одной из первых сверхразумных цивилизаций.

Одним из явлений, способствующих такому положению дел, могла бы быть достаточная распространённость гамма-всплесков. Это взрывы чудовищной силы, наблюдаемые в далеких галактиках. Точно также, на ранней Земле только спустя сотни миллионов лет прекратилась астероидная бомбардировка и поутихли древние супервулканы, благодаря чему жизнь наконец-то стала возможной. Быть может, это произошло впервые с начала существования Вселенной, которая насыщена катастрофическими событиями (те же гамма-всплески сжигают время от времени галактические окрестности и не допускали в прошлом развитие жизни до определенной стадии). Теперь, возможно, мы находимся в разгаре https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18855114 и только относительно недавно настали времена, когда жизнь имеет возможность развиваться в течении необходимого времени.
Мы обречены. Великий Фильтр ещё впереди

Если мы ни особенные, ни первые, то последователи из группы 1 предполагают, что Великий Фильтр ожидает нас в будущем. Жизнь возникает и развивается регулярно, но неизбежно происходит некое событие, мешающее жизни зайти достаточно далеко в своём развитии и достичь сверхинтеллекта. Это происходит практически во всех случаях, и мы вряд ли станем исключением.

На роль Великого Фильтра претендуют вышеупомянутые гамма-всплески — регулярно встречающееся катастрофическое событие. И это вопрос времени, когда всё живое на Земле будет внезапно уничтожено. Другим кандидатом, является гипотетическое неизбежное самоуничтожение, которое происходит с любой цивилизацией, как только она достигает определенного уровня развития своих технологий.

Именно поэтому профессор Оксфордского университета Ник Бостром https://nickbostrom.com/extraterrestrial.pdf, что «отсутствие новостей — наилучшая новость». Открытие даже примитивной жизни на Марсе фактически будет означать, что потенциальные Великие Фильтры не пройдены в прошлом. И если мы обнаружим окаменелости сложной формы жизни на Марсе, по мнению Бострома «это будет наихудшей новостью, которую когда-либо печатали на обложках газет». Ибо это означает, что для нас Великий Фильтр впереди и мы, в конечном счете, в будущем обречены на погибель. По поводу парадокса Ферми Бостром придерживается мнения, что «молчание неба — воистину золото».

Группа объяснений 2: Цивилизации II и III типа существуют, однако есть объективные причины, почему мы не наблюдаем их

В группе объяснений №2 предлагается избавиться от каких-либо предположений, что мы редкие и уникальные, самые первые и т.п. Напротив, за основу берётся https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%BF_%D0%B7%D0%B0%D1%83%D1%80%D1%8F%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8. Отправной точкой является то, что Наша Галактика, Солнечная система, планета Земля, уровень интеллекта человеческой расы и пр. — не являются чем-то уникальным и даже наоборот. Также утверждается, что отсутствие признаков деятельности высших существ вовсе не говорит об их несуществовании. В конце концов, диапазон нашего поиска охватывает всего-то около 100 световых лет (0,1% от всей галактики). Возможных объяснений предлагается множество. Приведём с десяток из них.

Объяснение 1. Представители сверхразумной цивилизации уже посещали Землю в далёком прошлом

Наша цивилизация как таковая развивается только последние 50 тысяч лет, небольшой всплеск в океане времени. Если контакт произошёл раньше, то в результате его, разве что напуганные утки по воде крыльями похлопали. Письменность изобретена вообще 5,5 тысяч лет назад. Может, древние охотники-собиратели и столкнулись с Неведомой Фигней , но вряд ли у них была возможность оставить для потомков адекватное описание произошедшего.

Объяснение 2. Галактика давным-давно колонизирована, просто мы обитаем в захолустье

О том что Америка колонизирована европейцами, племена инуитов на севере Канады узнали спустя много десятилетий. Возможно, имеет место своеобразная «урбанизация», и родные пенаты множества иных цивилизаций соседствуют в определённых местах галактики, где наблюдается повышенная плотность звёздно-планетных систем. И никому нет дела до отдалённой части спирального рукава, где проживаем мы.

Объяснение 3. Концепция колонизации Галактики неинтересна сверхразвитым расам

Помните сферу Дайсона, которую соорудила вокруг своей звезды цивилизация II типа? При таком доступе к энергии, они, возможно, создали идеальную среду для себя, удовлетворяющую абсолютно все их потребности. Ультрапередовыми способами они могли бы снизить потребности в ресурсах и счастливо жить в своей утопии. Вряд ли такая раса захочет выходить из своей зоны комфорта, отправляясь на исследование холодных и враждебных просторов неосвоенной Вселенной.

Более продвинутая цивилизация может вообще рассматривать физический мир, как ужасно примитивное место, имея соответствующие разработки в биологии, позволяющие загружать сознание в виртуальную реальность, где цветёт вечный рай. Жизнь в материальном мире, с его неизбежностью биологической смерти, желаниями и потребностями, может показаться им сродни жизни простейших организмов, прозябающих в тёмных глубинах холодного океана. Скажу по секрету, когда я размышляю о других формах жизни, сумевших победить смерть, душа моя наполняется завистью, оставляя меня в крайне расстроенных чувствах.

Объяснение 4. Во избежание встреч с ужасными цивилизациями-хищниками, разумные расы предпочитают вести себя тихо, не выдавая своё расположение

Это вполне поясняет неприятное для исследователей SETI отсутствие каких-либо сигналов. А также означает, что мы наивные новички, поступающие весьма глупо и рискованно, посылая вовне сообщения. До настоящего времени ведутся споры, следует ли участвовать в проекте METI (от Messaging to Extra-Terrestrial Intelligence т.е. Послания внеземным цивилизациям — SETI «наоборот») или нет. Большинство учёных склонны считать, что всё-таки не стоит этого делать. Стивен Хокинг предупреждает: «Если инопланетяне посетят нас, результат будет подобен тому, когда Колумб высадился в Америке, что, как мы знаем, оказалось не совсем хорошо для коренных американцев». Даже Карл Саган (который, в общем-то верил, что любая цивилизация, освоившая межзвездные перелёты, будет настроена скорее дружелюбно, чем враждебно) называл http://www.kurzweilai.net/meti-should-we-be-shouting-at-the-cosmos «глубоко неразумной и незрелой» практикой и рекомендовал следующее: «Новые дети в чужом и неизведанном космосе должны спокойно слушать в течение длительного времени, терпеливо изучать Вселенную и как следует удостовериться, прежде, чем кричать в неизвестных джунглях, которые пока не понимают». Как страшно жить.

Объяснение 5. В Нашей Галактике есть разумная форма жизни, эдакий местный «суперхищник» (как люди на Земле), которая гораздо более развита чем остальные и заблаговременно истребляет цивилизации, в своём развитии достигающие определённого уровня

Это будет ещё тот облом . Пожалуй, нет надобности уничтожать все возникающие формы разумной жизни. Вполне вероятно, большинство из них вымрут самостоятельно. Но когда молодая динамично развивающаяся цивилизация достигает определённого уровня, сверхраса делает свой ход, ибо для неё другой разумный вид — всё равно что вирус, который будет размножаться и заполонять собою всё вокруг. Эта теория предполагает, что тот, кто первым в галактике достиг сверхинтеллектуального состояния, тот и получает всё, а все остальные потенциальные конкуренты теперь не имеют шансов на выживание. Это объясняет отсутствие активности в Нашей Галактике — количество супер-разумных цивилизаций теперь всегда будет равно одному.

Объяснение 6. В космосе много сигналов от других цивилизаций, но наши технологии слишком примитивны, чтобы распознать и верно интерпретировать их

Вы же не ходите в современном офисном здании с включённой рацией, и на основании того, что не пеленгуете активности (ничего вы, конечно, не услышите, потому что всё друг с другом общаются обычным способом, не используя передатчиков) — не приходите же к выводу, что в здании никого нет? Да и, как заметил Карл Саган, наше сознание может работать экспоненциально быстрее или медленнее, чем другая форма интеллекта. Может, у них 12 лет проходит, пока мы произнесём слово «Привет». В этом случае, когда мы слышим их послания, для нас это просто звучит как белый шум.

Объяснение 7. Контакт с инопланетной разумной жизнью уже налажен, но власть имущие скрывает это от нас

Вы знаете, чем больше я слышу доводов в пользу этой конспирологической теории, тем более идиотской она мне представляется. Но, так как об этом судачат достаточно часто, приходится упомянуть и эту версию.

Объяснение 8. Высшие цивилизации в курсе о нашем существовании и наблюдает за нами («Гипотеза зоопарка»).

Насколько можно судить, если сверхразумные цивилизации существуют, то жизнь в Галактике будет регулироваться. В этом случае наша Земля может рассматриваться как часть общего контролируемого пространства и представлять из себя своего рода охраняемый заповедник. При этом в отношении планет, подобных нашей, будет действовать строгий принцип «Смотри, но не трогай». Мы не замечаем их, потому что, более развитые инопланетные наблюдатели присматривают за нами, без особого труда маскируя от нас своё присутствие. Быть может, есть некое правило, как в сериале «Звездный путь», такая себе «директива наиболее приоритетного уровня», запрещающая сверхразумным существам вступать в открытый контакт с низшими видами. Раскрытие карт происходит, когда молодые расы выходят на должный уровень развития.

Объяснение 9. Высшие цивилизации здесь, вокруг нас. Но мы слишком примитивны, чтобы воспринимать их

Мичио Каку https://www.dailygrail.com/2008/10/michio-kaku-impossible-science/: «Допустим, у нас есть муравейник посреди леса. И прямо рядом с муравейником строятся десять ультрасовременных шоссе. И вопрос в том, поймут ли муравьи что рядом с ними пролагают дорогу, да и не одну? Осознают ли муравьи технологии и намерения существ, возводящих свои автобаны рядом с ними?

Речь не о том, что мы не сможем получить сигналы от планеты «Икс» с помощью наших технологий. Имеется в виду, что мы не сможем даже понять, что существа с планеты «Икс» хотят нам сказать. При этом даже если бы инопланетяне захотели, они всё равно не смогли бы просветить нас, это было бы все равно, что пытаться научить муравьев пользоваться Интернетом.

В русле этих рассуждений можно ответить на вопрос: «Ну хорошо, раз уж такая масса предположений про цивилизации III типа, почему же они так и не пообщались с нами?» Чтобы пояснить это, давайте спросим себя: когда Писарро пролагал свой путь в Перу, он останавливался рядом с каким-нибудь муравейником, чтобы пообщаться с его обитателями? Был ли он исполнен благородного великодушия, неся свет просвещения неразумным мурашкам? Или напротив, отнёсся враждебно и приостановил первоначальную миссию, дабы гневно растоптать обиталище презренных насекомых? Или же копошащиеся мелкие твари не представляли для Писарро ни малейшей ценности, ни даже мимолётного интереса? Возможно, сверхцивилизации по тем же причинам и игнорируют нас.

Объяснение 10. У нас совершенно превратные представления о реальности

Есть вероятность, что действительность вообще окажется совсем на такой, какой она нами воспринимается. Вселенная может оказаться чем-то совершенно иным, например голограммой. Или, может быть, мы сами инопланетяне, и нас заселили здесь в экспериментальных целях? А то и вовсе разводят для дальнейшего использования в качестве компоста? А может даже, мы все — часть компьютерного моделирования, которую изучает исследователь из другого мира, и другие формы жизни просто не запрограммированы в симуляции?

________________

И пока мы продолжаем наши (вполне может оказаться — тщетные) поиски внеземного разума, я не уверен до конца, хочу или не хочу, чтобы они увенчались успехом? Действительно, осознание того что мы всё-таки одиноки во Вселенной или же мы лишь одни из многих — может оказаться кошмаром, ибо данная тема предполагает множество сюрреалистических сценариев дальнейшего развития. В любом случае, то что в итоге окажется истиной — будет ошеломительным.

Помимо стресса от научно-фантастической составляющей, парадокс Ферми также учит глубочайшему смирению. Речь не только о том, что Вселенная навевает мысли, наподобие «О, да, я ничтожен и мое существование длится жалкое мгновение», что несколько унизительно. Парадокс Ферми наносит и более болезненный удар. Обидно, когда спустя много бесплодных часов исследований, внимая наиболее авторитетным ученым (предлагающих теории одну бредовее другой), снова и снова приходится менять свое мнение, принимая версии, дико противоречащие друг другу. И будущие поколения будут смотреть на нас так же, как мы смотрим сейчас на людей далёкого прошлого, которые были уверены, что звезды — это дырочки в куполе небосвода. И наши потомки поймут про нас: «Да уж, эти действительно понятия не имели, что происходит на самом деле!»

И все наши разговоры про цивилизации II-III типа только усугубляют удар по самооценке нашего вида. Тут, на Земле, мы выступаем в роли царьков в своих маленьких замках. Надменные правители и толпы безумцев все вместе делят друг с другом планету. В нашем мирке у нас нет конкурентов, за наши деяния некому судить нас, мы изредка задумываемся, насколько мы можем оказаться ничтожными по сравнению с кем-то.

Да, я придерживаюсь мнения, что человечество лишь одинокая сирота, приютившаяся на куске камня посреди пустынной Вселенной. И приходится смириться с тем фактом, что мы не так умны как мы думаем, да и вообще, многое из того, в чём мы свято уверены — на самом деле ломаного гроша не стоит. И тем не менее, это прекрасно! Хотя это не распахивает дверь, а лишь приоткрывает узенькую щёлочку — возможно, это начало истории, которая гораздо увлекательнее, чем мы можем представить.

Автор: DimmiYur 9.6.2018, 12:59

Почему все планеты находятся в одной плоскости?
December 09, 2017
Возможности почти безграничны, но почему же всё выстраивается в линию?

Почему все планеты вращаются примерно в одной плоскости?
Если подумать обо всех возможностях, это действительно кажется маловероятным.

Сегодня мы разметили орбиты всех планет с невероятной точностью, и нашли, что все они обращаются вокруг Солнца в одной и той же двумерной плоскости с разницей не более 7°.



А если убрать Меркурий, самую внутреннюю планету с самой наклонной плоскостью вращения, всё остальное окажется очень хорошо выровненным: отклонение от средней плоскости орбиты составит около двух градусов.

Также все они достаточно хорошо выровнены по отношению к оси вращения Солнца: как планеты вращаются вокруг Солнца, так и Солнце вращается вокруг своей оси. И, как можно было ожидать, ось вращения Солнца находится в пределах 7° отклонения от [осей] орбит планет.

https://youtu.be/oaBjfsoulao

И всё-таки такое положение дел выглядит маловероятным, если только какая-то сила не сдавила орбиты планет в одну плоскость. Можно было бы ожидать, что орбиты планет сориентировались бы случайным образом, поскольку гравитация – сила, удерживающая планеты на постоянных орбитах – одинаково работает по всем трём измерениям.

Можно было бы ожидать некую толпу вместо аккуратного и последовательного набора из почти идеальных кругов. Интересно, что если отдалиться от Солнца достаточно далеко, за планеты с астероидами, за орбиты комет типа Галлея и за пояс Койпера – именно такую картину вы и обнаружите.

Так что же принудило наши планеты оказаться в одном диске? В одной плоскости орбит вокруг Солнца, вместо роя вокруг него?

Чтобы разобраться в этом, давайте перенесёмся во времена формирования Солнца: из молекулярного облака газа, из той материи, из которой рождаются все новые звёзды во Вселенной.

Когда молекулярное облако вырастает достаточно массивным, и становится гравитационно связанным и достаточно холодным, чтобы сжаться и сколлапсировать под собственной тяжестью, как туманность Труба (вверху, слева), она сформирует достаточно плотные районы, в которых будут образовываться новые звёздные кластеры (вверху, справа).

Можно заметить, что эта туманность – и любая другая, похожая на неё – не будет идеальной сферой. Она имеет неровную вытянутую форму. Гравитация не прощает несовершенств, и из-за того, что гравитация – сила ускоряющаяся, которая увеличивается вчетверо каждый раз при уменьшении дистанции вдвое, она берёт даже небольшие неровности в изначальной форме и очень быстро их увеличивает.

В результате получается формирующая звёзды туманность сильно асимметричной формы, и звёзды образуются там, где газ плотнее всего. Если заглянуть внутрь, на отдельные присутствующие там звёзды, они представляют собой почти идеальные сферы, как наше Солнце.

Но так же, как туманность стала асимметричной, так и отдельные звёзды, сформировавшиеся внутри, появились из неидеальных, чрезмерно плотных асимметричных комков материи внутри туманности.

В первую очередь они сколлапсируют в каком-то одном (из трёх) измерении, и поскольку материя – вы, я, атомы, состоящие из ядер и электронов – собирается вместе и взаимодействует, если швырнуть её в другую материю, у вас в результате получится вытянутый диск материи. Да, гравитация притянет большую часть материи к центру, где и сформируется звезда, но вокруг неё вы получите то, что называется протопланетарным диском. Благодаря телескопу им. Хаббла мы видели такие диски непосредственно!

Вот вам первая подсказка, почему у вас получится нечто выровненное в плоскость вместо сферы со случайно летающими планетами. Далее нам нужно обратиться к результатам симуляций, поскольку мы не присутствовали в молодой солнечной системе так долго, чтобы наблюдать это формирование воочию – оно занимает порядка миллиона лет.

И вот что нам говорят симуляции.

Протопланетарный диск, сплющившись в одном измерении, продолжит сжиматься по мере того, как всё больше газа будет притягиваться к центру. Но пока большое количество материала затягивается внутрь, приличная его доля окажется на стабильной орбите где-то на этом диске.

Автор: DimmiYur 9.6.2018, 12:59

Почему?

Из-за необходимости сохранения такой физической величины, как момент импульса, который показывает количество вращения всей системы – газа, пыли, звезды и прочего. Из-за того, как работает момент импульса, и как он примерно равномерно распределяется между разными частицами внутри, следует, что всё внутри диска должно двигаться, грубо говоря, в одном направлении (по часовой или против часовой). Со временем диск достигает стабильных размеров и толщины, а затем небольшие гравитационные отклонения начинают вырастать в планеты.
https://youtu.be/3YmeajE-TT8
Конечно, по объёму диска существуют небольшие различия между его частями (и гравитационные эффекты между взаимодействующими планетами), а также играют роль и небольшие различия начальных условий. Формирующаяся в центре звезда представляет собой не математическую точку, а большой объект диаметром порядка миллиона километров. И когда вы собираете всё это вместе, это приводит к распределению материи не в идеальной плоскости, но в форме, близкой к ней.

Вообще, мы только довольно недавно обнаружили первую планетную систему, находящуюся в процессе формирования планет, и их орбиты расположены в одной плоскости.

Молодая звезда слева вверху, на задворках туманности – HL Тельца, расположенная в 450 световых годах от нас – окружена протопланетарным диском. Самой звезде всего миллион лет. Благодаря ALMA, массиву с длинной базой, улавливающему свет на довольно длинных волнах (миллиметровых), длина которых более чем в тысячу раз превышает длину видимого света, мы и получили это изображение.

Это явно диск, со всей материей в одной плоскости, при этом в нём есть тёмные пропуски. Эти пропуски соответствуют молодым планетам, собравшим близлежащую материю! Мы не знаем, какие из них сольются вместе, какие будут вышвырнуты, и какие подойдут поближе к звезде и будут ею проглочены, но мы наблюдаем критический этап формирования молодой солнечной системы.

Так почему же все планеты находятся в одной плоскости? Потому, что они формируются из асимметричного облака газа, коллапсирующего сначала в самом коротком из направлений; материя сплющивается и держится вместе; она сокращается внутрь, но оказывается вращающейся вокруг центра. Планеты формируются благодаря неровностям в материи диска, и в результате все их орбиты оказываются в одной плоскости, различающиеся друг от друга максимум несколькими градусами.
https://youtu.be/ImrqjPeIows
Потрясающая история, и благодаря не только симуляциям, но и наблюдениям Вселенной, показывающая потрясающее согласие наших лучших научных теорий и реального состояния Вселенной.

Автор: DimmiYur 9.6.2018, 13:07

Я уже рассказывал про жизненный цикл звезд на канале. Но это тема настолько большая и интересная, что одной статьей не обойтись. Как они раждаются, живут и умирают и какая существует классификация? Постарался ответить подробно и понятно. Получилось неплохо.

Звездная эволюция - как это работает
https://t.me/mycosmos December 09, 2017


Людей давно занимали причины горения звёзд на небе, однако по настоящему понимать эти процессы мы стали с первой половины 20-го века. В данной статье я постарался описать все основные процессы, протекающие во время жизненного цикла звезды.

Рождение звёзд

Формирование звезды начинается с молекулярного облака (к которым относятся 1% от всего межзвёздного вещества по массе) — они отличаются от обычных, для межзвёздной среды газо-пылевых облаков тем, что имеют бОльшую плотность, и значительно меньшую температуру — чтобы из атомов могли начать образовываться молекулы (в основном — H²). Само это свойство не имеет особого значения, но огромное значение имеет повышенная плотность этого вещества — от этого зависит, сможет ли вообще сформироваться протозвезда, и сколько времени на это потребуется.

Сами эти облака, при невысокой относительной плотности, за счёт своих огромных размеров могут обладать значительными массами — до 106 Солнечных масс. Новорожденные звёзды, не успевшие отбросить остатки своей «колыбели» разогревают их, что для таких больших скоплений очень «эффектно» выглядит, и является источником прекрасных астрономических фотографий:


Туманность Омега (часть звёзд — является «фоном», газ светится за счёт нагрева излучением звёзд):

Сам процесс отбрасывания остатков молекулярного облака обусловлен так называемым «солнечным ветром» — это поток заряженных частиц, которые разгоняются электромагнитным излучением звезды. Солнце теряет за счёт этого процесса миллион тонн вещества в секунду, что для него (массой в 1,98855±0,00025 * 1027тонн) — сущие пустяки. Сами частицы имеют огромную температуру (порядка миллиона градусов) и скорость (около 400 км/с и 750 км/с для двух разных составляющих):


Однако низкая плотность этого вещества означает то, что особого вреда они нанести не могут.

Когда начинают действовать гравитационные силы, сжатие газа вызывает сильный нагрев, благодаря которому и начинаются термоядерные реакции. Этот же эффект разогрева сталкивающегося вещества послужил основой для первого прямого наблюдения экзопланеты в 2004 году:

Планета 2M1207 b на расстоянии 170 св. лет от нас.

Однако различие между малыми звёздами и планетами-газовыми гигантами состоит как раз в том, что их массы оказывается не достаточно для поддержания начальной термоядерной реакции, которая в целом заключается в образовании гелия из водорода — в присутствии катализаторов (так называемый CNO-цикл — он действителен для звёзд II и I поколения, о которых речь пойдёт ниже):

Речь идёт как раз об самоподдерживающейся реакции, а не просто о наличие её факта — потому что хоть энергия для этой реакции (а следовательно и температура) строго ограничены снизу, но энергии движения отдельных частиц в газе определяется распределением Максвела:

И поэтому даже если средняя температура газа ниже «нижней границы» термоядерной реакции в 10 раз, всегда найдутся «ушлые» частицы, которые соберут энергию от соседей, и наберут её достаточно для единичного случая. Чем выше средняя температура — тем больше частиц могут преодолеть «барьер», и тем больше в ходе этих реакций выделяется энергии. Поэтому общепризнанной границей между планетой и звездой является порог, при котором термоядерная реакция не просто имеет место, но и позволяет поддерживать внутреннюю температуру не смотря на излучение энергии с её поверхности.

Звёздное население

Прежде чем говорить о классификации звёзд, необходимо сделать отступление, и вернуться на 13 млрд лет назад — в момент, когда после рекомбинации вещества стали появляться первые звёзды. Этот момент для нас показался бы странным — ведь никаких звёзд, кроме голубых гигантов в тот момент, мы не увидели бы. Причина этого — отсутствие в ранней Вселенной «металлов» (а в астрономии так называют все вещества «тяжелее» гелия). Их отсутствие означало то, что для загорания первых звёзд требовалась значительно большая масса (в пределах 20-130 масс Солнца) — ведь без «металлов» CNO-цикл не возможен, а вместо него идёт лишь прямой цикл водород + водород = гелий. Таковым должно было быть звёздное население III (из-за их огромного веса, и раннего появления — в видимой части Вселенной их уже не осталось).

Население II – это звёзды, образовывавшиеся из остатков звёзд III населения, они имеют возраст более 10 млрд лет, и уже содержат в своём составе «металлы». Поэтому попав в этот момент, мы не заметили бы каких-то особых странностей — среди звёзд уже присутствовали и гиганты, и «середнячки» — как наша звезда, и даже красные карлики.

Население I – это звёзды образуются уже из второго поколения остатков сверхновых, содержащие ещё больше «металлов» — к ним относится большинство современных звёзд, и наше Солнце — в том числе.

Классификация звёзд

Современная классификация звёзд (гарвардская) очень проста — она основывается на разделении звёзд по их цветам. В маленьких звёздах реакции идут значительно медленнее, и эта непропорциональность вызывает разницу в поверхностной температуре, чем больше масса звезды — тем интенсивнее с её поверхности идёт излучение:

Распределения цветов, в зависимости от температуры (в градусах Кельвина)
Как видно из графика распределения Максвелла выше, скорости реакций растут в зависимости от температуры растут не линейно — когда температура подходит к «критической точке» очень близко, реакции начинают идти в десятки раз быстрее. Поэтому жизнь больших звёзд может быть весьма короткой в астрономических масштабах — всего пару миллионов лет, это ничто в сравнении с расчётным временем существования красных карликов — в целый триллион лет (по понятным причинам, ни одной такой звезды ещё не погасло, и мы в данном случае можем полагаться только на расчёты, но продолжительность их жизни — явно превышает сотню миллиардов лет).

Автор: DimmiYur 9.6.2018, 13:08

Жизнь звезды

Жизнь большинства звёзд протекает на главной последовательности, которая представляет из себя кривую линию, проходящую из верхнего-левого к нижнему-правому углу:

Диаграмма Герцшпрунга — Рассела
Этот процесс может показаться довольно унылым: водород превращается в гелий, и этот процесс продолжается миллионы и даже миллиарды лет. Но на самом деле, на Солнце (и остальных звёздах) даже во время этого процесса на поверхности (и внутри) всё время что-то происходит

Полный процесс термоядерных реакций в тяжёлых звёздах выглядит так: водород — гелий — бериллий и углерод, а дальше начинают идти несколько параллельных процессов, заканчивающихся на образовании железа:

Это обусловлено тем, что железо обладает минимальной энергией связи (в расчёте на нуклон), и дальнейшие реакции идут уже с поглощением, а не выделением энергии. Звезда всю свою долгую жизнь находится в равновесии между силами гравитации, сжимающими её, и термоядерными реакциями, которые излучают энергию и стремятся «растолкать» вещество.

Переход от сжигания одного вещества к другому происходит с увеличением температуры в ядре звезды (так как каждая последующая реакция требует всё большей температуры — порою на порядки величины). Но не смотря на рост температуры — в целом «баланс сил» сохраняется до самого последнего момента…

Завершение существования

Происходящие при этом процессы можно разделить на четыре варианта развития событий:

1) От массы зависит не только продолжительность жизни звезды, но и то, каким образом она закончится. Для «самых маленьких» звёзд — коричневых карликов (класс M) он завершится уже после выгорания водорода. Но тот факт, что перенос тепла в них осуществляется исключительно конвекцией (перемешиванием) означает то, что звезда максимально эффективно использует весь его запас. А также — максимально бережно будет его расходовать долгие миллиарды лет. Но после расходования всего водорода — звезда медленно остынет, и окажется в состоянии твёрдого шара (на подобии Плутона) состоящего почти полностью из гелия.


2) Далее идут более тяжёлые звёзды (к коим относится и наше Солнце) — масса этого, возможного будущего звезды ограничена сверху в 1,39 массы Солнца для остатка, образующегося после этапа красного гиганта (предел Чандрасекара). Звезда имеет достаточный вес, чтобы зажглась реакция образования углерода из гелия (естественно, самых распространённых нуклидов — гелий-4 и углерод-12). Но и реакции водород-гелий не перестают идти — просто область их протекания переходят в внешние, всё ещё насыщенные водородом слои звезды. Наличие двух слоёв, в которых протекают термоядерные реакции ведёт к значительному росту светимости, что вызывает «раздувание» звезды в размерах.

Многие ошибочно считают, что до момента красного гиганта, светимость Солнца (и других подобных звёзд) постепенно уменьшается, а затем резко начинает расти, на самом деле рост светимости идёт всю основную часть жизни звезды:

И на основе этого строят неверные теории, что в долгосрочной перспективе — Венера является лучшим вариантом для заселения человеком — на самом деле, к тому моменту, когда у нас появятся технологии для терраформирования современной Венеры, они могут оказаться безнадёжно устаревшими, и просто-напросто бесполезными. Тем более Земля по современным данным, имеет высокие шансы пережить состояние «красного гиганта» Солнца, на его границе, а вот у Венеры — шансов нет, и «всё что нажито непосильным трудом» — станет частью «пополневшего» Солнца.

На стадии красного гиганта звезда не только значительно увеличивает светимость, но также и начинает быстро терять массу, за счёт этих процессов запасы топлива быстро заканчиваются (этот этап как минимум в 10 раз меньше этапа сжигания водорода). После чего звезда уменьшается в размерах, превращается в белого карлика и постепенно остывает.

3) Когда масса выше первого предела, массы таких звёзд достаточно чтобы зажечь последующие реакции, вплоть до образования железа, эти процессы в конечном итоге приводят к взрыву сверхновой.

Железо уже практически не участвует в термоядерных реакциях (и точно — не выделяет энергии), и просто собирается в центре ядра до тех пор, пока давление действующее на него снаружи (и действия силы гравитации самого ядра изнутри) не достигает критической точки. В этот момент сила, сжимающая ядро звезды становится столь сильной, что давление электромагнитного излучения больше не в состоянии удерживать вещество от сжатия. Электроны «вдавливаются» в атомное ядро, и нейтрализуются с протонами, так что внутри ядра остаются практически одни нейтроны.

Этот момент имеет квантовую основу, и имеет очень чёткую границу, а состав ядра — состоит из довольно чистого железа, так что процесс оказывается катастрофически быстрым. Предполагается, что этот процесс происходит за секунды, а объём ядра падает в 100 000 раз (и соответственно растёт его плотность)

Поверхностные слои звезды, оказавшись без опоры снизу устремляются вглубь, падая на образовавшийся «шарик» из нейтронов вещество отскакивает обратно, и происходит взрыв. Взрывные волны, прокатывающиеся сквозь толщу звезды создают такое уплотнение и рост температуры вещества, что начинают идти реакции с образованием тяжёлых элементов (вплоть до урана).

Эти процессы имеют в своей основе захват нейтрона (r-процесс и s-процесс) или захват протона (p-процесс и rp-процесс), с каждой такой реакцией химический элемент увеличивает своё атомное число. Но в обычной ситуации такие частицы не успевают «поймать» ещё один нейтрон/протон, и распадается. В процессах же протекающих внутри сверхновой реакции протекают настолько быстро, что атомы успевают «проскочить» большую часть таблицы Менделеева, так и не распавшись.

4) Когда же масса звезды превосходит и второй, предел Оппенгеймера — Волкова (1,5 — 3 массы Солнца для остатка или 25 — 30 масс для изначальной звезды), в процессе взрыва сверхновой остаётся слишком большая масса вещества, и давление не в состоянии сдерживать даже квантовые силы.

В данном случае — имеется ввиду предел обусловленный принципом Паули, гласящим что две частицы (в данном случае — речь идёт об нейтронах) не могут находиться в одном квантовом состоянии (на этом основана структура атома, состоящего из электронных оболочек, число которых постепенно растёт с атомным числом).

Давление сдавливает нейтроны, и дальнейший процесс становится не обратим — всё вещество стягивается в одну точку, и образуется чёрная дыра. Сама она уже никак не воздействует на окружающую среду (за исключением гравитации конечно), и может светиться лишь за счёт аккреации (попросту — падения) вещества на неё:

Как можно видеть по сумме всех этих процессов — звёзды это настоящий кладезь физических законов. А в некоторых областях (нейтронные звёзды и чёрные дыры) — это настоящие физические лаборатории с экстремальными энергиями и состояниями вещества.

Автор: DimmiYur 9.6.2018, 13:15

Правда ли что у нас под боком есть огромная черная дыра? Развеял один интересный миф, который гуляет по интернету.

Правда ли, что во Вселенной есть дыра?
December 10, 2017
Возможно вы видели эту фотографию в интернете с подписью, что во Вселенной есть место, где нет звезд.

Разбираемся что за дыра.
Фон фотографии так богат звёздами, поскольку эти звёзды находятся в нашем Млечном пути. Да-да, в нашей Галактике диаметром 100 000 световых лет. То есть, тёмное облако, блокирующее фоновый звёздный свет, должно находиться ближе этих звёзд, поэтому ни о каких миллиардах световых лет речи не идёт. Оно гораздо ближе: этот объект – облако газа и пыли, находящийся всего в 500 световых годах от нас, и он известен, как https://en.wikipedia.org/wiki/Barnard_68. В начале XX века астроном https://ru.wikipedia.org/wiki/Барнард,_Эдвард_Эмерсон составил каталог из сотен «тёмных туманностей», известных теперь, как https://ru.wikipedia.org/wiki/Молекулярное_облако, звёздные колыбели или глобулы. Это облака нейтрального газа, разбросанного по нашей Галактике.

Облако, о котором идёт речь, небольшое, и находится относительно близко к нам:

• Оно находится всего в 500 световых годах от нас,

• Его размер составляет примерно четверть светового года,

• Его масса примерно в два раза больше солнечной.

Поскольку нейтральный газ блокирует видимый свет, но прозрачен для волн большей длины, у вас может возникнуть вопрос, нельзя ли увидеть заслоняемые им звёзды в инфракрасном или радиодиапазоне.

Именно это и проделали при помощи различных приборов, находящихся в ведении Европейской южной обсерватории. За облаком нашли примерно 3 700 заслонённых звёзд. Более того, свойства поглощения нейтрального газа сообщили нам много сведений, включая то, что внутренность облака чрезвычайно холодная, его температура всего 16 К (-257 °C), а внешние слои глобулы говорят о наличии внутреннего распада. Дальнейший анализ показал, что его https://arxiv.org/abs/0809.1457 примерно через 200 000 лет, а это значит, что мы будем знать, где искать достаточно близкую к нам звезду, сформировавшуюся в изоляции от других.

Так что, нет, дорогой читатель, объект на фото – явно не дыра во Вселенной.

Представьте, что во Вселенной действительно есть дыра, как заявлено на картинке. Если бы существовала «пустота размером в миллиард световых лет, в которой нет никакой материи, и которая не испускает никакого излучения» – как бы это проявилось? Мы бы увидели это как холодный участок в реликтовом излучении (изображение которого получили WMAP или Planck), поскольку изменение гравитационного поля, вызванное такой пустотой (технически говоря, https://en.wikipedia.org/wiki/Sachs–Wolfe_effect#Late-time_integrated_Sachs.E2.80.93Wolfe_effect), привело бы к небольшому понижению температуры в космическом излучении. Но этот холодный участок должен был бы совпадать с регионом, свободным от галактик, а подтверждение этого потребовало бы глубокого и широкого наблюдения.

То, что на самом деле нашла команда Рудника, Ши и Уильямса [Rudnick, Shea and Williams], изучавших регион неба, это район космоса, в котором количество галактик на 20-45% ниже среднего, что можно объяснить несколькими способами.

Естественно, в космосе существуют места, где материи – звёзд, газа, пыли, даже тёмной материи – гораздо меньше среднего количества. С тех пор были открыты и другие пустоты сравнимые по размеру. Можно, конечно, обозвать такой регион, полностью свободный от галактик, «дырой во Вселенной», как это делают всякие репортёры и пресс-релизы. Но это может быть и нечто гораздо менее эффектное – небольшое понижение плотности по сравнению с большой долей Вселенной. И пока мы не сделаем специальную трёхмерную космическую карту интересующего нас региона (с использованием спектроскопии для подтверждения красного смещения наблюдаемых галактик), мы не узнаем в точности, как именно расположены наши галактики. Но в принципе там вообще может не оказаться никакой пустоты, тем более, региона, полностью свободного от всякой материи.

Автор: DimmiYur 9.6.2018, 13:21

У меня как-то спросили: есть ли у Вселенной центр?
"Этот вопрос беспокоил меня почти всю жизнь. Я слышал, что у вселенной нет центра, но если это правда, то как это возможно? Я хорошо помню геометрию, и не могу себе представить объём, у которого бы не было центральной точки. Даже при постоянном расширении в любой момент у вселенной должен быть центр."
Так и какой же ответ верный?

Есть ли у Вселенной центр?
https://t.me/mycosmos December 12, 2017
«Если вы ищете истину, вы можете в конце концов найти успокоение; если вы ищете успокоение, вы не найдёте ни успокоение, ни истины – вы лишь начнёте с мягкого мыла и выдачи желаемого за действительное, а закончите отчаянием».

Клайв Стейплз Льюис

И тем не менее, иногда ответы, которые вы находите, сталкиваются с вашими представлениями, ощущениями и даже вашим здравым смыслом. Например, в том случае, о котором меня спросил читатель:

Этот вопрос беспокоил меня почти всю жизнь. Я слышал, что у вселенной нет центра, но если это правда, то как это возможно? Я хорошо помню геометрию, и не могу себе представить объём, у которого бы не было центральной точки. Даже при постоянном расширении в любой момент у вселенной должен быть центр.
Так какая же у вселенной геометрия, и есть ли у неё центр?

Для начала разделим понятия «нашей Вселенной»,– то есть, наблюдаемой Вселенной,- и «вообще Вселенной», включающей всё, что с нами связано с момента Большого взрыва и много чего ещё. Когда мы всматриваемся в ночное небо, то за Солнечной системой, звёздами, газом и пылью в нашей галактике, за пределами наших галактических соседей и дальше, почти в бесконечность – мы смотрим в наблюдаемую Вселенную.

Можно взглянуть за пределы самой дальней из наблюдаемых галактик, до того, как зажглись первые звёзды, в тёмные годы Вселенной. До этого, около 13,8 млрд лет назад, когда Вселенная была меньше, горячее и плотнее, было слишком жарко для того, чтобы сформировались отдельные атомы – именно это мы и видим, наблюдая космическое микроволновое фоновое излучение (КМФИ). А ещё за 380000 лет до того был Большой взрыв – создание горячей, плотной, расширяющейся и остывающей Вселенной.

Это та часть Вселенной, что мы можем наблюдать со своего места. То, что мы видим – это примерно сфера, порядка 46 млрд световых лет радиусом, с центром у нас.

Но мы не находимся в центре Вселенной. Наоборот, говоря про неё, мы говорим в контексте физической теории, описывающей её на больших масштабах – ОТО. А относительность говорит, что пространство – не плоское, как трёхмерная решётка, а искривлено при наличии материи и энергии.

На больших масштабах у Вселенной также может быть кривизна, в зависимости от различного вида материи, энергии и скорости расширения. Она может иметь отрицательную кривизну, когда углы треугольника составляют менее 180 градусов; положительную – когда углы составляют более 180 градусов; или быть плоской, как бумага, где сумма трёх углов равна 180 градусам.

Кроме этого, кривизна влияет на то, что случится с двумя лучами, исходящими из одной точки – они разойдутся дальше, пересекутся или сохранят угол.

На основании сегодняшних наблюдений и физических законов мы знаем, что Вселенная плоская (с точностью 1%), и что размер ненаблюдаемой Вселенной по меньшей мере в 150 раз больше, чем наблюдаемой. И лучше всего это подтверждает наблюдаемое нами КМФИ.

Если наши заключения верны, то наблюдаемая нами Вселенная не отличается от тех наблюдений, что может сделать любой другой наблюдатель в любой другой её части. Конечно, на локальных масштабах могут быть отличия – плотность распределения галактик и местное распределение материи. В некоторых направлениях существуют огромные кластеры галактик, в других – пустоты. Некоторые части КМФИ горячее или холоднее.

Но на больших масштабах Вселенная будет выглядеть примерно так, как на карте ниже. Хотя у любого наблюдателя наблюдаемая часть будет сферической (её радиус определяется путём, который прошёл свет со времён Большого взрыва) с центром в наблюдателе, но космос во всех трёх измерениях вроде бы продолжается и продолжается дальше, насколько это возможно.

Так что насчёт центра? Это зависит от того, как сильно вы хотите уйти в область гипотез. С одной стороны, у структуры пространства есть форма на больших масштабах, зависящая от кривизны. Если кривизна положительная, то она имеет форму сферы, и замыкается на себя. Если плоская – она может иметь форму тора или цилиндра, который опять замыкается на себя. Если отрицательная – она может иметь форму седла на мелких масштабах, но всё равно замыкаться на себя.

В общем, в зависимости от кривизны, Вселенная может быть конечной или бесконечной. Если она конечная, то можно говорить о центре. Если пространство-время имеют форму сферы, то центр сферы должен быть. Если пространство-время имеет форму пончика – то центр будет в центры дыры.

Автор: DimmiYur 9.6.2018, 13:22

Но с этим рассуждением есть проблема.

Вы мыслите в трёх измерениях. Это неудивительно. Но все описанные поверхности – поверхность сферы, поверхность пончика или седла, они двумерные. А вы ищете центр в третьем измерении.

Но пространство имеет три измерения. Вселенная расширяется не как двумерная поверхность резинового шарика, который раздувается, а как трёхмерное тесто для хлеба (в печке с нулевой гравитацией), расширяющегося во всех трёх измерениях. Поэтому, если Вселенная будет конечной и будет иметь центр, то он будет расположен в пространстве с большим количеством измерений.

Слева поверхность круга – одномерная линия. Её центр расположен на двумерной плоскости. Но если вы ходите только по линии, и спрашиваете «где же центр», ваш вопрос не имеет смысла.

Поверхность сферы справа – двумерная. У неё есть центр в трёх измерениях, но если вы ходите по поверхности, то вопрос о центре также не имеет смысла.

А вот, что мы знаем о нашем пространстве, трёхмерном пространстве.

Вполне правдоподобно, что оно является поверхностью некоей структуры из многомерного пространства, и что у неё есть центр. Но мы этот центр найти не сможем. Вопрос о центре не имеет смысла – так же, как вопрос о центре окружности с точки зрения точек на этой окружности.

Поэтому у Вселенной нет центра.

Автор: Мари 19.7.2018, 11:03

Это не из "Тайны космоса", но на тему тут уже опубликованного. Мне кажется в таком изложении теория струн настолько проста и понятна любому, даже очень далекому от физики и науки вообще человеку, что стоит эту ссылку опубликовать: https://zen.yandex.ru/media/different_angle/teoriia-strun-na-palcah-5b486fd75b5d2100a9f1e898

Автор: Мари 19.7.2018, 11:16

Ну а поскольку там упоминаются "браны", а тут о них, если я не пропустила, ничего пока не было, то опубликую и этот материал. Если уважаемый топикстартер DimmiYur выскажется против, то можно выделить это в другую тему.

https://zen.yandex.ru/media/different_angle/chto-nahoditsia-za-predelami-nashei-vselennoi-5b49db3b5c616b00a95b7a08

Уважаемый DimmiYur! У меня сейчас на даче совсем нет интернета, в данный момент я сижу в МакДоналдсе, но это очень недолго и возможности возиться с картинками по описанной Вам методике у меня сейчас нет. Была бы очень благодарна за картинки, которые очень наглядно и просто иллюстрируют написанное, и разрешение потом (при появлении интернета или по возвращении ненадолго в Москву дней через 5) вставить их в мою публикацию. Заодно и перенесу сообщение, если Вы против его публикации в этой теме.

Автор: DimmiYur 19.7.2018, 14:29

Ноу проблем

Что находится за пределами нашей Вселенной



Мы не знаем, где находится граница нашей Вселенной и даже не знаем бесконечна она или нет, однако физики теоретики могут поведать нам, что же находится за ее пределами.

Для начала оговоримся, что физики теоретики утверждают, что https://zen.yandex.ru/media/different_angle/nasha-vselennaia-raspolojena-na-brane-5afac3d4bce67ee9fb08351c. В свою очередь, барна — это бесконечная мембраноподобная поверхность. Для простоты понимания обычно брану изображают в виде двухмерной проекции, как плоский лист бумаги на которой изображена наша Вселенная.

Поскольку физики говорят нам о том, что мы живем на бране, следовательно эта брана тоже должна где-то находиться. По словам ученых, наша брана располагается в дополнительном измерении, которое называется балк. Чтобы проще это было понять, обратимся к иллюстрации ниже.

Тут наша брана, в которой заключено наше трехмерное пространство, изображена в виде двухмерной проекции. Мы, будучи жителями нашей браны, можем перемещаться только в трех измерениях (синие стрелки). Красной стрелкой показано направление дополнительного измерения, которое нам не доступно в силу нашего трехмерия.

Чтобы понять, что находится за пределами нашей Вселенной, нам нужно обратиться к физике с вопросом "Что находится за пределами нашей браны?". Существует множество моделей, описывающих что находится за пределами нашей браны, но мы обратимся к самым популярным, тем более между ними достаточно много общего.

Начнем с того, о чем мы уже говорили, что за пределами нашей браны существует пространство, которое является дополнительным пространственным измерением. Самые скучные модели говорят нам о том, что наша брана "висит" в балке и больше ничего там нет. Большинство других моделей говорит нам о том, что помимо нашей браны, есть еще, как минимум одна, параллельная брана. На той параллельной бране тоже есть своя Вселенная. Возможно та Вселенная представляет собой одну огромную черную дыру, а возможно та Вселенная примерно такая же, как и наша, но со своими особенностями.

Некоторые другие модели предполагают, что имеется бесконечное число параллельных бран со своими Вселенными. Такая модель носит название https://zen.yandex.ru/media/different_angle/nauchnoe-obosnovanie-parallelnyh-vselennyh-5b4876c25b5d2100a9f1e90d. Что самое интересное, эти параллельные Вселенные могут располагаться буквально в миллиметрах от нас, но они недостижимы, поскольку чтобы попасть на них, нам нужно двигаться в направлении той самой красной стрелочки.

*************************

Физика Вселенной на бране таит в себе много интересного, о чем вы можете почитать на нашем канале.

Не забывайте поставить палец вверх и подписаться на наш канал, если вам понравилась данная публикация!

Telegram: https://t.me/different_angle
Яндекс.Дзен: https://zen.yandex.ru/different_angle

Канал не позиционирует себя, как источник стопроцентно правдивой информации, а лишь претендует быть таковым.