Новости космоса и вселенной

[AlexxDj]

Re: Новости космоса и вселенной

"Вояджер-1" добрался до границ Солнечной системы



Космический аппарат "Вояджер-1", запущенный в космос в 1977 году, добрался до внешних границ Солнечной системы. Об этом на встрече Американского геофизического общества рассказали специалисты, курирующие миссию аппарата. Краткое содержание их рассказа приведено на портале Space.com.

"Вояджер-1" пролетел 17,4 миллиарда километров и сейчас находится в области под названием гелиощит (heliosheath). Границы Солнечной системы выделяют по поведению летящих от звезды заряженных частиц (солнечного ветра). Исходно они летят с большой скоростью и расталкивают частицы из межзвездного пространства. Постепенно скорость движения солнечного ветра падает, и в определенной области, получившей название границы ударной волны (termination shock), частицы изменяют направление своего движения (поворачивают).

Гелиощит находится сразу за границей ударной волны, и за ним следует первая из условных границ Солнечной системы - так называемая гелиопауза (heliopause). Ожидается, что "Вояджер" преодолеет эту границу и покинет Солнечную систему в 2014 году (по другим классификациям Солнечная система простирается до более удаленных границ). Аппарат приближается к гелиопаузе со скоростью около 61,2 тысячи километров в час.

Ученые определяют, в какой области космического пространства находится аппарат, оценивая скорость движения различных частиц солнечного ветра вокруг него. Когда "Вояджер" пересечет границу Солнечной системы, его детекторы должны зарегистрировать резкое падение числа горячих частиц и одновременное увеличение количества холодных частиц. Подробнее о различных границах Солнечной системы можно прочитать здесь.

"Вояджер-1" был запущен спустя 16 дней после аппарата-"близнеца" "Вояджер-2". Второй "Вояджер" движется по другому маршруту и чуть медленнее напарника (его скорость составляет 56,3 тысячи километров в час) и сейчас находится на расстоянии 14,1 миллиарда километров от Солнца. Оба аппарата работают на ядерном топливе.

URL: Lenta.ru: Прогресс: "Вояджер-1" добрался до границ Солнечной системы

[Baron_]

Re: Новости космоса и вселенной

Фото: astronet.ru
Аппарат Кассини, ведущий научно-исследовательскую деятельность вблизи Сатурна и его спутников, наблюдает на Сатурне невероятное с земной точки зрения атмосферное явление: гигантский циклон, размером с Европу, бушует на планете уже пять земных лет

Циклон представляет собой воронку диаметром 4000 км
Несмотря на колоссальные размеры, скорость ветра в циклоне не очень велика и составляет примерно 245 км/час, что достаточно слабо по меркам такой гигантской планеты, как Сатурн. По краям циклона наблюдается ветер еще меньшей скорости - около 75 км/час.
Подобный циклон-долгожитель совершенно нетипичен для Сатурна, так как ветер здесь дует в том же направлении, что и вращение планеты, поэтому почти все циклоны здесь существуют недолго.

[AlexxDj]

Re: Новости космоса и вселенной

Ученые выяснили секрет "темных гамма-всплесков"



Ученые представили новые доказательства в пользу того, что так называемые темные гамма-всплески обязаны своим существованием пыли, заполняющей космическое пространство. Свои выводы астрономы опубликовали в журнале Astronomy and Astrophysics, а коротко о работе пишет портал ScienceNOW.

Гамма-всплески - это чрезвычайно мощные кратковременные выбросы высокоэнергетического излучения, которые происходят на последнем этапе жизни массивной звезды при ее "схлопывании" в черную дыру. По мере остывания гамма-всплеска происходит испускание излучения в более широком диапазоне частот, включающем оптическое, инфракрасное и радиоизлучение. Однако приблизительно в половине случаев астрономы не могут зарегистрировать излучения в оптическом диапазоне.

Для объяснения этого провала было предложено несколько гипотез, одна из которых, например, предполагает, что он связан с явлением красного смещения - по мере длительного путешествия сквозь Вселенную спектр излучения сдвигается в более длинноволновую область. "Дырка" в оптической области соответствует провалу в ультрафиолетовой части спектра (это излучение поглощается заполняющим космическое пространство водородом), сдвинувшегося до оптических частот. Согласно другой версии, отсутствие в "послесвечении" гамма-всплесков оптического излучения объясняется тем, что оно блокируется пылью (для ультрафиолетового или инфракрасного излучений пыль прозрачна).

Авторы новой работы проверяли, какая из версий правильная, используя 2,2-метровый телескоп в обсерватории Ла-Силла в Чили. Гамма-всплески искал орбитальный телескоп SWIFT, и сразу после обнаружения их начинал изучать чилийский телескоп, "видящий" Вселенную в семи различных диапазонах длин волн. В общей сложности ученые исследовали 39 гамма-всплесков. Проанализировав полученные спектры, астрономы заключили, что верной является гипотеза о блокировании части излучения космической пылью. Ранее авторы уже представляли эти результаты, однако тогда число изученных гамма-всплесков составляло только 29.

Недавно астрономы сообщили об обнаружении самого удаленного из известных гамма-всплесков, однако позже другая группа ученых оспорила это сообщение.

URL: Lenta.ru: Прогресс: Ученые выяснили секрет "темных гамма-всплесков"

[AlexxDj]

Re: Новости космоса и вселенной

Горы на спутнике Сатурна Япете оказались погибшими кольцами



Горный хребет спутника Сатурна Япета, опоясывающий его вдоль всего экватора, появился в результате падения на луну ее собственных колец. Такой вывод американский астроном представил коллегам во время ежегодной встречи Американского геофизического общества. Краткую суть доклада приводит Wired.

Высота гор в кольцевом хребте Япета доходит до 19 километров, и все скалы расположены строго на экваторе. У ученых нет надежного объяснения происхождению этой горной гряды, которая является уникальной для Солнечной системы.

Автор новой работы предположил, что "прародителем" кольцевого хребта могли быть кольца, похожие на кольца Сатурна. Они, в свою очередь, образовались из "дочернего" спутника, который в течение многих миллионов лет обращался вокруг Япета, но постепенно приближался к нему, пока приливные силы не разорвали его на множество фрагментов, которые сформировали кольца. Падение материала колец на поверхность Япета и привело к появлению кольцевой горной гряды.

На днях другой коллектив астрономов представил интересные данные о другом спутнике Сатурна - Титане. Ученые получили данные, которые многократно повышают вероятность того, что гипотеза о существовании на Титане ледяных вулканов окажется верна.

URL: Lenta.ru: Прогресс: Горы на спутнике Сатурна Япете оказались погибшими кольцами

[AlexxDj]

Re: Новости космоса и вселенной

Создан сайт для расчета последствий от падения на Землю метеоритов



Астрономы запустили сайт Impact: Earth!, который позволяет рассчитывать последствия от падения на Земли метеоритов. Подробно ресурс описан на портале Space.com.

Пользователи могут самостоятельно задавать некоторые параметры падающих на планету небесных тел - в частности, диаметр метеорита и его плотность, а также скорость движения и угол, под которым он входит в атмосферу. Ресурс Impact: Earth! выдает информацию о мощности взрыва, силе возникающих цунами и землетрясений, диаметре остающегося от удара кратера и других.

По словам создателей сайта, точность проводимых на нем расчетов достаточна для того, чтобы ресурс могли применять профессиональные пользователи (например, ученые или военные), а простой интерфейс позволяет работать с ресурсом практически всем интересующимся.

Метеориты сталкиваются с Землей довольно часто, однако большая часть из них сгорает в атмосфере. Тем не менее, несколько раз в истории планеты на ее поверхность падало несколько крупных небесных тел. По одной из популярных в науке гипотез, именно падение метеорита привело к вымиранию динозавров и многих других видов живых существ. Кроме того, некоторые специалисты придерживаются мнения, что именно метеориты могли занести на Землю необходимые для возникновения жизни молекулы.

URL: Lenta.ru: Прогресс: Создан сайт для расчета последствий от падения на Землю метеоритов

[AlexxDj]

Re: Новости космоса и вселенной

Планету Gliese 581d вновь признали потенциально обитаемой



На планете Gliese 581d может существовать вода в жидком виде - одно из необходимых условий для зарождения жизни земного типа. Такой вывод сделали авторы статьи, опубликованной в журнале Astronomy and Astrophysics. Коротко о работе пишет портал Space.com.

Gliese 581d - одна из нескольких планет, обращающихся вокруг красного карлика Gilese 581, который удален от Земли на расстояние 20,5 световых лет. К настоящему моменту астрономы достоверно подтвердили существование у Gliese 581 четырех планет (недавно группа ученых заявила об обнаружении еще двух, однако их выводы уже подверглись критике коллег).

Масса Gliese 581d больше земной в семь или восемь раз, и, по всей видимости, это каменистая планета. Она находится на самой внешней границе зоны обитаемости своей звезды (зоной обитаемости называют область вокруг светила, внутри которой на планете может существовать жидкая вода), и считалось, что на поверхности Gliese 581d слишком холодно для того, чтобы поддерживать воду в жидком виде.

Авторы новой работы моделировали различные варианты состава атмосферы Gliese 581d - экзопланета достаточно тяжела, чтобы удерживать ее. В числе прочих ученые рассмотрели варианты, когда атмосфера напоминает современную и молодую Землю, Венеру и Марс. Кроме того, исследователи "играли" с плотностью атмосферы. В итоге им удалось подобрать несколько вариантов, при которых за счет парникового эффекта температура на планете оказывалась достаточно высокой для существования жидкой воды.

В частности, при средней плотности атмосферы для необходимого прогрева планеты необходимо, чтобы концентрация атмосферного CO2 составляла 95 процентов. В случае очень плотной атмосферы достаточно, чтобы она содержала только 5 процентов углекислого газа.

Ранее выводы о том, что парниковый эффект на планете Gliese 581d может обеспечить нужную для поддержания жидкой воды температуру, делали другие исследовательские коллективы. Они использовали иные методы и строили атмосферные модели не так, как авторы новой работы. Тот факт, что предыдущие авторы пришли к тем же заключениям, можно рассматривать как косвенное свидетельство в пользу их правомерности.

URL: Lenta.ru: Прогресс: Планету Gliese 581d вновь признали потенциально обитаемой

[AlexxDj]

Re: Новости космоса и вселенной

Составлена самая точная карта Луны



Астрономы получили самую точную на сегодняшний день карту Луны. Она составлена на основании данных, переданных орбитальным зондом (Lunar Reconnaissance Orbiter) LRO. Подробнее карта описана в пресс-релизе Космического центра Годдарда при NASA.

Для составления карты был задействован прибор под названием LOLA (Lunar Orbiter Laser Altimeter - лазерный альтиметр зонда LRO). Он посылает вниз лазерный импульс, который разделяется на пять частей. Оценивая время возвращения каждого из пяти лучей, аппаратура определяет характеристики рельефа поверхности.

Пространственное разрешение карты для освещенной стороны спутника составляет 30 метров - для всех карт, составленных до сих пор, оно не превышало одного километра. Для неосвещенных регионов, в частности, для приполярных участков Луны, разрешение ниже. На этих частях карты наблюдаются систематические ошибки до нескольких сотен метров. Здесь можно посмотреть видео сравнения новой карты лунной поверхности и карты, составленной в 2005 году.

В общей сложности LOLA провел около трех миллиардов измерений - для аппаратов, которые составляли карты лунной поверхности ранее, это значение не превышает восьми-девяти миллионов. Миссия LRO должна продлиться еще, как минимум, три года, и за это время карта, представленная сейчас, будет уточняться.

В сентябре 2009 года NASA опубликовало самую подробную из существующих карту Южного полюса Луны. Чтобы составить ее, ученые также использовали данные, собранные зондом LRO.

URL: Lenta.ru: Прогресс: Составлена самая точная карта Луны

[Baron_]

Re: Новости космоса и вселенной



22 апреля 2010 года ракета-носитель Atlas V, стартовавшая с мыса Канаверал, вывела исследовательский орбитальный беспилотник X-37B в космос. Начался экспериментальный полет под шифром USA-212. Продемонстрировав довольно специфические эволюции орбиты и свою способность к активному маневрированию, 3 декабря самолет удачно вернулся на Землю, слегка повредив одну из шин шасси при посадке на полосу авиабазы "Ванденберг" в Калифорнии. Тут же последовало заявление о том, что в самое ближайшее время на орбиту будет отправлен точно такой же второй аппарат.

Успешно завершившийся полет беспилотника X-37B оставил больше вопросов, чем ответов. Что делал этот аппарат в течение 244 суток на орбите, каково его назначение и какие возможности он может предоставить американским военным? С чем связано возрождение концепции военного "космического самолета" и как она сопрягается со стратегическими планами Пентагона?

[AlexxDj]

Re: Новости космоса и вселенной

На Сатурне сфотографировали "сигаретный дым"



Зонд "Кассини" сфотографировал шторм на Сатурне, который внешне напоминает сигаретный дым. Снимок в высоком разрешении и его краткое описание доступны на портале Space.com.

Гигантская по своим масштабам буря происходит на южном полушарии планеты. Первыми погодное явление заметили астрономы-любители, а уже после "Кассини" смог запечатлеть его при помощи своих приборов. Представленное фото никак не обработано.

Аппарат "Кассини" был запущен в космос в 1997 году и достиг орбиты Сатурна в 2004 году. В 2010 году зонд начал новый этап своей миссии под названием "Солнцестояние", который продлится до 2017 года. В начале ноября 2010 года "Кассини" неожиданно вошел в безопасный режим. Нормальная работа зонда была возобновлена 24 ноября.

URL: Lenta.ru: Прогресс: На Сатурне сфотографировали "сигаретный дым"

[AlexxDj]

Re: Новости космоса и вселенной

Черные дыры скрывали от астрономов свой истинный возраст



Сверхмассивные черные дыры, которые находятся в центре многих галактик, начали активно расти намного раньше, чем было принято думать. Работа исследователей опубликована в журнале Astrophysical Journal. Коротко исследование описано в пресс-релизе сообщества Американских друзей университета Тель-Авива (American Friends of Tel Aviv University, AFTAU).

Ученые работали с данными, собранными телескопом Gemini North (Северный близнец), который находится на Гавайских островах, а также массивом телескопов VLT в Чили. На основании полученной информации астрономы заключили, что первые черные дыры, которые доросли до состояния сверхмассивных, начали активно увеличиваться в размерах, когда Вселенной было только 1,2 миллиарда лет. До сих пор ученые ориентировались на цифру 3-4 миллиарда лет.

Сверхмассивными называют черные дыры, масса которых находится в пределах от 105 до 1010 солнечных масс. Самые первые активно растущие крупные черные дыры, по оценкам ученых, были намного легче, чем большинство "гигантов", появившихся позже - их масса приблизительно оценивается в 100-1000 солнечных. Астрономы полагают, что такие черные дыры образовались в результате гибели первых образовавшихся во Вселенной звезд.

Черными дырами называют области пространства, масса которых настолько велика, что они не отпускают от себя даже излучение. Соответственно, увидеть черные дыры непосредственно нельзя - ученые судят об их существовании по характерном излучению, испускаемому падающей на дыру материей.

URL: Lenta.ru: Прогресс: Черные дыры скрывали от астрономов свой истинный возраст

[AlexxDj]

Re: Новости космоса и вселенной

Телескоп WISE сфотографировал космические диковины



Телескоп WISE передал на Землю фотографии нескольких туманностей, обладающих очень необычными очертаниями. Снимки и их краткое описание доступны на портале Space.com.

Орбитальная обсерватория WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer - телескоп с широкоугольной оптикой для изучения Вселенной в ИК-диапазоне), запущенная в космос 14 декабря 2009 года, "видит" космос в инфракрасном диапазоне.

Запечатленная на одной из фотографий туманность Пылающая Звезда удалена от Земли на 1,5 тысячи световых лет и находится в созвездии Возничего. В центре туманности расположена звезда, которая принадлежит к типу так называемых убегающих звезд - она образовалась в созвездии Ориона, однако была "выбита" оттуда при столкновении с бинарной звездной системой, произошедшем около 2,5 миллиона лет назад.

На другом снимке, переданном телескопом, изображена туманность Медуза. Она представляет собой оболочки крупной звезды, которая завершила свою жизнь взрывом сверхновой от 5 до 10 тысяч лет назад. Разные цвета на фотографии, оформленной в псевдоцветах, кодируют разные диапазоны инфракрасного излучения.

Еще на одной фотографии представлено гигантское молекулярное облако в созвездии Ориона, удаленное от Земли на 1,5 тысячи световых лет. Молекулярными облаками называют облака газа, заряженных частиц и пыли, в которых, благодаря их плотности и размеру, возможно образование молекул, преимущественно водорода H2.

Четвертый снимок - это фотография туманности IC 2944, или Бегущий Цыпленок. Она находится в созвездии Центавра на расстоянии 5,8 тысячи световых лет от Земли. В туманности около 8 миллионов лет назад сформировалось новое звездное скопление. Эти молодые (по космическим меркам) звезды "ответственны" за появление кольцевой структуры, которая расположена в центре снимка. Кольцо диаметром около 77 световых лет представляет собой материю, которую "сдуло" звездным ветром.

В течение почти года с момента запуска телескопа WISE он мог видеть объекты, почти не испускающие тепла, так как его детекторы охлаждались жидким водородом до температуры 12 кельвинов (минус 261,15 градуса Цельсия). В октябре 2010 года, после того, как запас водорода был исчерпан, WISE начал "теплую" часть миссии - сейчас температура его детекторов составляет 70 кельвинов (минус 203,15 градуса Цельсия).

URL: Lenta.ru: Прогресс: Телескоп WISE сфотографировал космические диковины

[AlexxDj]

Re: Новости космоса и вселенной

Пропавшие космонавты



Алексей Ледовской, Терентий Шиборин, Андрей Митков предположительно погибли в конце 1950-х годов при совершении космических полетов. Доказать ложность этой информации практически невозможно. Казалось бы, в первые запуски ракет было вовлечено огромное количество людей. Хотя бы один что-нибудь да рассказал. Но много ли мы знаем о космической гонке сегодня? Ведь полвека всех, кто был на старте, связывал обет молчания. В СССР умели хранить и куда более страшные секреты. А сейчас большинства участников первых космических запусков уже нет в живых. А архивы по-прежнему закрыты. Знаменитый пионер ракетостроения Герман Оберт заявлял, что располагает данными о пилотируемом суборбитальном запуске, состоявшемся на полигоне Капустин Яр в начале 1958 года и закончившемся гибелью пилота. Сторонники версии «пропавшие космонавты» говорят о существовании в Советском Союзе в докосмическую эпоху группы летчиков, испытывавших ракетную технику. Так кто был первым космонавтом? Кто стал первой жертвой космоса? Возможно ли самое существование одной из величайших мистификаций в истории человечества?..

источник публикации Пропавшие космонавты

http://rutube.ru/tracks/1623185.html?v=9a44c23f2867e4daa5e0262ad7b9fbce

[AlexxDj]

Re: Новости космоса и вселенной

Загадки космоса, которым нет объяснения…

Ученые из Лаборатории реактивного движения НАСА и Национальной лаборатории Лос-Аламоса (США) составили список астрономических явлений, наблюдающихся в Солнечной системе, которые объяснить совершенно невозможно. Эти факты многократно проверены, и сомневаться в их реальности не приходится. Да только в существующую картину мира они совершенно не вписываются. А это означает, что либо мы не совсем правильно понимаем законы природы, либо… кто-то эти самые законы постоянно меняет.



1. Кто разгоняет космические зонды

В 1989 году исследовательский аппарат «Галилео» отправился в далекое путешествие к Юпитеру. Для того чтобы придать ему нужную скорость, ученые использовали «гравитационный маневр». Зонд дважды приближался к Земле так, чтобы сила гравитации планеты смогла его «подтолкнуть», придавая дополнительное ускорение. Но после маневров скорость «Галилео» оказалась выше рассчитанной. Методика была отработана, и раньше все аппараты разгонялись нормально. Потом ученым пришлось отправлять в дальний космос еще три исследовательские станции. Зонд NEAR отправился к астероиду Эрос, «Розетта» полетела изучать комету Чурюмова-Герасименко, а «Кассини» ушла к Сатурну. Все они совершали гравитационный маневр одинаково, и у всех окончательная скорость оказывалась больше расчетной – за этим показателем ученые следили всерьез после замеченной аномалии с «Галилео».
Объяснения тому, что происходит, не было. Зато все аппараты, отправленные к другим планетам уже после «Кассини», странное дополнительное ускорение при гравитационном маневре уже почему-то не получали. Так что же за «нечто» в период с 1989 («Галилео») по 1997 год («Кассини») придавало всем зондам, уходившим в дальний космос, дополнительный разгон? Ученые до сих пор разводят руками: кому понадобилось «подтолкнуть» четыре спутника? В уфологических кругах даже возникала версия, что некий Высший разум решил, что надо бы помочь землянам исследовать Солнечную систему.

Сейчас этот эффект не наблюдается, и проявится ли он когда-нибудь еще – неизвестно.



2. Почему земля убегает от солнца?

Ученые уже давно научились измерять расстояние от нашей планеты до светила. Сейчас оно считается равным 149 597 870 километрам. Раньше полагали, будто оно неизменно. Но в 2004 году российские астрономы обнаружили, что Земля удаляется от Солнца примерно на 15 сантиметров в год – это в 100 раз больше, чем погрешность измерений. Происходит то, что раньше описывали лишь в фантастических романах: планета отправилась в «свободное плавание»? Природа начавшегося путешествия пока неизвестна. Конечно, если скорость удаления не изменится, то пройдут еще сотни миллионов лет, прежде чем мы отойдем от Солнца настолько, что планета замерзнет. Но вдруг скорость увеличится. Или, наоборот, Земля начнет приближаться к светилу?

Пока никто не знает, что будет происходить дальше.



3. Кто «пионеров» не пускает за границу

Американские зонды «Пионер-10» и «Пионер-11» были запущены соответственно в 1972 и 1983 годах. К нынешнему моменту они уже должны были вылететь за пределы Солнечной системы. Однако в определенный момент и один, и второй по непонятным причинам начали менять траекторию, словно неведомая сила не хочет отпускать их слишком далеко. «Пионер-10» отклонился уже на четыреста тысяч километров от рассчитанной траектории. «Пионер-11» в точности повторяет путь собрата. Есть множество версий: влияние солнечного ветра, утечка топлива, ошибки программирования. Но все они не слишком убедительны, поскольку оба корабля, запущенные с интервалом в 11 лет, ведут себя одинаково.

Если не принимать в расчет козни инопланетян или божественный замысел не выпустить людей за пределы Солнечной системы, то, возможно, тут как раз проявляется влияние загадочной темной материи. Или же действуют какие-то неизвестные нам гравитационные эффекты?



4. Что таится на окраине нашей системы

Далеко-далеко за карликовой планетой Плутон есть загадочный астероид Седна – один из самых крупных в нашей системе. К тому же Седна считается самым красным объектом в нашей системе – он даже краснее Марса. Почему – неизвестно. Но главная загадка в другом. Полный виток вокруг Солнца он делает за 10 тысяч лет. Причем обращается по очень вытянутой орбите. То ли этот астероид прилетел к нам из другой звездной системы, или, может быть, как считают некоторые астрономы, с круговой орбиты его сбило гравитационное притяжение какого-то крупного объекта. Какого? Астрономы никак не могут его обнаружить.



5. Почему солнечные затмения такие идеальные

В нашей системе размеры Солнца и Луны, а также расстояние от Земли до Луны и до Солнца подобраны весьма оригинально. Если с нашей планеты (кстати, единственной, где есть разумная жизнь. – А. Е.) наблюдать солнечное затмение, то диск Селены идеально ровно закрывает диск светила – их размеры совпадают в точности. Была бы Луна чуть меньше или же находилась дальше от Земли, то полных солнечных затмений у нас никогда бы не было. Случайность? Что-то не верится…

6. Отчего мы живем так близко к нашему светилу

Во всех изученных астрономами звездных системах планеты располагаются по одному и тому же ранжиру: чем крупнее планета, тем ближе она к светилу. В нашей же Солнечной системе гиганты – Сатурн и Юпитер – располагаются в середине, пропустив вперед «малышей» – Меркурий, Венеру, Землю и Марс. Почему так произошло – неизвестно.

Если бы у нас был такой же миропорядок, как в окрестностях всех других звезд, то Земля бы находилась где-то в районе нынешнего Сатурна. А там царит адский холод и никаких условий для разумной жизни.

источник публикации Загадки космоса, которым нет объяснения…

[stachybotrys]

Re: Новости космоса и вселенной

Впервые Джон Уэбб (John Webb) — в настоящее время профессор астрофизики университета Нового Южного Уэльса (University of New South Wales) в Сиднее — шокировал научное сообщество десять лет назад, когда опубликовал результаты своих работ по изучению спектра квазаров с помощью телескопа им. Кека (Keck telescope) на Гавайях. Испущенные квазарами 12 млрд лет назад световые волны на своем пути к телескопу частично поглощались межзвездной пылью. Длины волн, соответствующие спектральным линиям поглощения атомами магния и железа, можно было определить в наблюдениях — и одновременно рассчитать с помощью уравнений квантовой электродинамики. Результаты расчетов, как обнаружил Уэбб, расходились с данными наблюдений; это свидетельствовало о том, что миллиарды лет назад атомы магния и железа поглощали фотоны не на тех частотах, на которых они поглощают фотоны сейчас. Уэбб установил, что расхождение с теорией исчезает, если использовать в расчетах иное численное значение одной из важных в атомной физике безразмерных констант — постоянной тонкой структуры. Получалось, что эта постоянная должна быть не такой уж и постоянной: миллиарды лет назад она была на одну миллионную меньше своего нынешнего значения.
Мнения специалистов относительно фундаментальности этой константы несколько расходятся. С одной стороны, она возникает в теории как комбинация трех безусловно «более фундаментальных» констант — заряда электрона, постоянной Планка и скорости света. С другой стороны, она не имеет размерности, и ее численное значение оказывается не зависящим от выбора системы единиц, а это признак в некотором смысле «большей фундаментальности».
Появление ее в физике связано с публикацией в 1916 году статьи Арнольда Зоммерфельда (Arnold Sommerfeld, 1868–1951). В ней формулировались условия квантования так называемой «старой волновой механики», построенной на основе теории Нильса Бора (Niels Henrik David Bohr 1885–1962). В соответствии с этой теорией, всякий атом вещества представляет собой крошечное в сравнении со всем атомом положительно заряженное ядро, вокруг которого обращаются по круговым орбитам электроны. Размеры электронов очень малы даже в сравнении с размером ядра, и их можно поэтому считать вообще точечными.
Всего по прошествии двадцати лет была построена новая квантовая механика, в основании которой лежит принцип неопределенности Гейзенберга, лишившая смысла разговоры о размерах электрона. Исчезли из нее и круговые орбиты: нам слишком хорошо известно, с какими скоростями электроны движутся внутри атома, чтобы можно было что-то конкретное сказать об их местоположении. Но старая теория Бора, усовершенствованная Зоммерфельдом, дала много новых идей, в полной мере использованных новыми теориями строения вещества.
В частности, на основании старой теории Бора Зоммерфельд сумел рассчитать расщепление одиночных линий в спектрах водородоподобных атомов на несколько, находящихся так близко друг к другу, что на снимке спектра их можно рассмотреть только в микроскоп. Такой эффект был известен экспериментаторам, которые начали говорить о тонкой структуре спектральных линий. И что замечательно: даже количественно старая теория давала практически тот же результат, что и новая, хотя расчеты в последней стали значительно более громоздкими и сложными.
В этой статье Зоммерфельда и появился коэффициент α, определивший степень тонкого расщепления спектральных линий. Его зависимость от скорости света явно указывает на то, что Зоммерфельд, рассчитывая эффект, учитывал уже известные к этому времени выводы специальной теории относительности Эйнштейна, считая скорости электронов в атоме весьма большими. Он вычислил, что отношение скорости электрона на первой боровской орбите к скорости света равно постоянной тонкой структуры.
Уже в послевоенные годы, на рубеже 40-х и 50-х, была построена еще одна теория — квантовая электродинамика, — описывающая взаимодействие вещества с электромагнитным полем. В ней постоянная тонкой структуры неожиданно выступила в новом качестве — это константа связи, определяющая интенсивность взаимодействия электронов с фотонами. Благодаря малости ее численного значения, в квантовой электродинамике оказалось возможным применить математическую теорию малого параметра (α в роли такового и выступила), что позволило избежать многих теоретических проблем. А уже совсем недавно постоянная α удивительным образом появилась в описании свойств графена. Весной 2008 года физик из Женевского университета Алексей Кузьменко (Dr. Alexey Kuzmenko) и его коллеги в серии экспериментов обнаружили, что несколько слоёв графена поглощают электромагнитное излучение с вероятностью, пропорциональной их количеству; а коэффициент пропорциональности определяется постоянной тонкой структуры.
Выводы Джона Уэбба о непостоянстве постоянной тонкой структуры по вполне понятным причинам не вызвали энтузиазма в научном сообществе, а его коллеги предположили, что в ходе наблюдений были допущены ошибки. Чтобы исключить подобные подозрения, Уэбб организовал наблюдения квазаров с помощью другого телескопа — расположенного в Чили Очень большого телескопа (Very Large Telescope, VLT).
Результаты наблюдений обрабатывал уже не сам Уэбб, а его аспирант Джулиан Кинг (Julian King), рассчитывавший «обнаружить что-то похожее на данные с телескопа Кек». Не то чтобы он сильно верил в правоту своего профессора, но уж больно ему не хотелось погружаться в нудную работу по поиску ошибок в случае расхождения новых данных с чилийского телескопа и старых — с гавайского. И ему повезло: расхождений не было, результаты наблюдений квазаров с помощью чилийского телескопа соответствовали общему заключению Уэбба о непостоянстве постоянной тонкой структуры.
Однако теоретические расчеты пришлось все же переделать: постоянная тонкой структуры со временем не росла, а уменьшалась. Если провести прямую, соединяющую те облака межзвездного газа, на которые был нацелен телескоп Кека, с теми, на которые был направлен телескоп VLT, то можно сделать вывод: по мере движения вдоль прямой численное значение постоянной тонкой структуры возрастает. Постоянная тонкой структуры оказывается, таким образом, чуть меньше в одной части Вселенной и чуть больше — в другой!
Но фундаментальная физическая константа не может зависеть от того, куда именно астрономы направляют свой телескоп; вспомним, что уже в специальной теории относительности один из постулатов определяет независимость скорости света и от величины, и от направления скорости, с которой движется в пространстве та система отсчета, в которой эта скорость измеряется. Сам принцип был сформулирован после отрицательного результата знаменитого эксперимента Альберта Майкельсона (Albert Abraham Michelson, 1852–1931) и Эдварда Морли (Edward Williams Morley, 1838 — 1923), поставленного, чтобы определить скорость света относительно «светоносного эфира». Пять лет назад этот постулат по предложению молодого ученого из Беркли (University of California) Хольгера Мюллера (Holger Müller) проверялся международной группой физиков, которой удалось установить, что численное значение скорости света с точностью 10–16 не зависит от направления в пространстве.
В современной теоретической физике инвариантность законов природы — прямое и непосредственное следствие изотропности и однородности пространства и времени, то есть отсутствие выделенных направлений и мест. Понятие симметрии лежит в основе большинства современных фундаментальных теорий — от общей теории относительности до Стандартной модели в физике элементарных частиц. И хотя космологические открытия последних десятилетий ХХ века сильно подорвали господствовавшие в начале века представления о бесконечном и повсюду одинаковом космическом пространстве, существующем в неизменном (если брать достаточно большие расстояния) виде вечно, у Уэбба и Кинга образовалась весьма серьезная оппозиция. Например, Леннокс Коуи (Lennox Cowie) из Астрономического института на Гавайях (Institute for Astronomy in Hawaii) высказывается по поводу данных Уэбба и Кинга весьма категорично: «Гипотеза о пространственном непостоянстве постоянной тонкой структуры имеет далеко идущие последствия (is truly transformative). Это экстраординарная гипотеза. И как всякая экстраординарная гипотеза, она требует экстраординарных оснований. А их-то пока и нет».
Между тем это отнюдь не первая экстраординарная гипотеза подобного рода. Еще в 1937 году великий английский физик Пол Дирак (Paul Adrien Maurice Dirac, 1902–1984) исследовал теорию с переменной во времени гравитационной постоянной — точнее, возможные космологические последствия такой гипотезы. Спустя три десятилетия возможное изменение во времени заряда электрона обсуждал Георгий Гамов (George Gamow, 1904–1968). Впрочем, изменение заряда электрона при прочих равных должно немедленно отразиться на значении постоянной тонкой структуры. Экспериментально проверить гипотезу о непостоянстве фундаментальных физических констант физики впервые смогли после июня 1972-го — благодаря открытию, сделанному специалистами из французской Комиссии по атомной энергии в ходе исследования урановой руды из рудника в городке Окло в Габоне. Выясняя причины ненормативного процентного содержания в руде разных изотопов урана, французские атомщики установили, что около двух миллиардов лет назад в Окло действовал природный ядерный реактор. Если бы два миллиарда лет назад численные значения физических постоянных отличались от современных, такой реактор не мог бы действовать. В 1982 году ленинградский физик Александр Шляхтер представил свои оценки допустимых изменений постоянной тонкой структуры. В соответствии с ними, относительное изменение постоянной α не могло превышать 10–17 в год. Таким образом, за два миллиарда лет оно не могло измениться больше чем на 10–8. Свою оценку дал и знаменитый Фримен Дайсон (Freeman John Dyson) в 1996 году — не более 6×10–17 в год.
Таким образом, земные измерения не подтверждают выводы астронома Джона Уэбба. В то же время данные Уэбба и Кинга удивительным образом согласовываются с наблюдениями Саши Кашлински (Sasha Kashlinsky) из Годдардского Центра космических полетов NASA (Goddard Flight Center in Greenbelt, Maryland). В 2008 году Кашлински обнаружил движущееся со скоростью около 1000 км/с гигантское скопление галактик. По аналогии с темной энергией и темной материей Кашлински назвал обнаруженное им явление «темный поток» (dark flow) — поскольку причины странного движения галактик остаются неясными. Направление их движения — участок небосвода между созвездиями Кентавр (Centaurus) и Паруса (Vela) — удивительным образом совпадает с направлением той условной линии, вдоль которой меняется постоянная тонкой структуры согласно Уэббу и Кингу.
Интригу усиливает и недавнее открытие «оси зла» (the axis of evil). Именно так Жуан Магнейжу (João Magneijo) и Кейт Лэнд (Kate Land) из Имперского колледжа Лондона (Imperial College London) назвали аномалию в пространственном распределении температурных флуктуаций реликтового излучения. Карта флуктуаций была составлена с помощью запущенного летом 2001 года зонда WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). И на ней можно было со всей ясностью видеть, что участки горячих и холодных флуктуаций преимущественно расположены вдоль некоторого выделенного направления.
По мнению некоторых космологов, наличие «оси зла» указывает на необходимость пересмотреть те положения теории Большого Взрыва, которые предполагают изотропность Вселенной. И хотя «ось зла» не совпадает с направлением движения «темного потока» — а значит, и с линией, обнаруженной в наблюдениях Уэбба и Кинга, — существование сразу трех аномалий заставляет по крайней мере задуматься. http://www.vokrugsveta.ru/telegraph/cosmos/1298/

[stachybotrys]

Re: Новости космоса и вселенной

Легенду об упавшем яблоке Ньютон сочинил для своей племянницы Катерины Кондуит, рассказывая, как открыл свой закон всемирного тяготения. После того как эта история попала в первую опубликованную в 1728 году биографию великого ученого, яблоко стало неразрывно ассоциироваться с этим законом. Однако суть открытия заключалось в том, что замкнутые эллиптические орбиты планет Солнечной системы возможны в единственном случае — когда сила притяжения их к Солнцу обратно пропорциональна квадрату расстояния до него.

В ряду фундаментальных физических констант — скорость света, постоянная Планка, заряд и масса электрона — гравитационная постоянная стоит как-то особняком. Даже история её измерения изложена в знаменитых энциклопедиях Britannica и Larousse, не говоря уж о «Физической энциклопедии», с ошибками. Из соответствующих статей в них читатель узнает, что её численное значение впервые определил в прецизионных экспериментах 1797–1798 годов знаменитый английский физик и химик Генри Кавендиш (Henry Cavendish, 1731–1810), герцог Девонширский. В действительности Кавендиш измерял среднюю плотность Земли (его данные, кстати, всего лишь на полпроцента отличаются от результатов современных исследований). Располагая же информацией о плотности Земли, мы легко может вычислить её массу, а зная массу, определить гравитационную постоянную.
Интрига состоит в том, что во времена Кавендиша понятия гравитационной постоянной ещё не существовало, и закон всемирного тяготения не принято было записывать в привычном для нас виде. Напомним, что сила тяготения пропорциональна произведению масс тяготеющих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между этими телами, коэффициентом же пропорциональности как раз и является гравитационная постоянная. Такая форма записи ньютоновского закона появляется только в XIX столетии. А первые опыты, в которых измерялась именно гравитационная постоянная, были выполнены уже в конце столетия — в 1884 году.
Как отмечает российский историк науки Константин Томилин, гравитационная постоянная отличается от других фундаментальных постоянных ещё и тем, что с ней не связан естественный масштаб какой-либо физической величины. В то же время скорость света определяет предельное значение скорости, а постоянная Планка — минимальное изменение действия.
И только в отношении гравитационной постоянной была высказана гипотеза о том, что её численное значение, возможно, меняется со временем. Впервые эту идею сформулировал в 1933 году английский астрофизик Эдвард Милн (Edward Arthur Milne, 1896–1950), а в 1937 году знаменитый английский физик-теоретик Поль Дирак (Paul Dirac, 1902–1984), в рамках так называемой «гипотезы больших чисел», предположил, что гравитационная постоянная уменьшается с течением космологического времени. Гипотеза Дирака занимает важное место в истории теоретической физики ХХ века, однако никаких более или менее надежных экспериментальных подтверждений её не известно.
С гравитационной постоянной непосредственно связана так называемая «космологическая постоянная», впервые появившаяся в уравнениях общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Обнаружив, что эти уравнения описывают либо расширяющуюся, либо сжимающуюся вселенную, Эйнштейн искусственно добавил в уравнения «космологический член», обеспечивавший существование стационарных решений. Его физический смысл сводился к существованию силы, компенсирующей силы всемирного тяготения и проявляющейся лишь на очень больших масштабах. Несостоятельность модели стационарной Вселенной стала для Эйнштейна очевидной после выхода в свет работ американского астронома Эдвина Хаббла (Edwin Powell Hubble, 1889–1953) и советского математика Александра Фридмана, доказавших справедливость иной модели, согласно которой Вселенная расширяется во времени. В 1931 году Эйнштейн отказался от космологической постоянной, назвав её в частной беседе «величайшей ошибкой своей жизни».
История, однако, на этом не закончилась. После того как было установлено, что последние пять миллиардов лет расширение Вселенной происходит с ускорением, вопрос о существовании антигравитации вновь стал актуальным; вместе с ним в космологию вернулась и космологическая постоянная. При этом современные космологи связывают антигравитацию с присутствием во Вселенной так называемой «темной энергии».
И гравитационная постоянная, и космологическая постоянная, и «темная энергия» были предметом активных дискуссий на недавней конференции в Имперском Колледже Лондона (London Imperial College), посвященной нерешенным проблемам в стандартной модели космологии. Одна из наиболее радикальных гипотез была сформулирована в докладе Филиппа Мангейма (Philip Mannheim) — специалиста по физике элементарных частиц из университета Коннектикута в Шторсе (University of Connecticut in Storrs). Фактически Мангейм предложил лишить гравитационную постоянную статуса универсальной постоянной. Согласно его гипотезе, «табличное значение» гравитационной постоянной определено в лаборатории, находящейся на Земле, и им можно пользоваться только в пределах Солнечной системы. В космологических же масштабах гравитационная постоянная имеет другое, существенно меньшее численное значение, которое можно рассчитать методами физики элементарных частиц.
Представляя свою гипотезу коллегам, Мангейм прежде всего стремился приблизить решение весьма актуальной для космологии «проблемы космологической постоянной». Суть этой проблемы в следующем. По современным представлениям, космологическая постоянная характеризует скорость расширения Вселенной. Её численное значение, найденное теоретически методами квантовой теории поля, в 10120 раз превышает полученное из наблюдений. Теоретическое значение космологической постоянной столь велико, что при соответствующей скорости расширения Вселенной звезды и галактики просто не успели бы сформироваться.
Свою гипотезу о существовании двух разных гравитационных постоянных — для солнечной системы и для межгалактических масштабов — Мангейм обосновывает следующим образом. По его словам, в наблюдениях на самом деле определяется не сама космологическая постоянная, а некоторая величина, пропорциональная произведению космологической постоянной на гравитационную постоянную. Предположим, что в межгалактических масштабах гравитационная постоянная очень мала, а значение космологической постоянной соответствует расчетному и очень велико. В этом случае произведение двух постоянных вполне может быть малой величиной, что не противоречит наблюдениям. «Возможно, пришло время отказаться считать космологическую постоянную малой величиной, — говорит Мангейм, — просто принять, что она велика, и исходить из этого». В этом случае «проблема космологической постоянной» оказывается решенной.
Предлагаемое Мангеймом решение выглядит простым, но цена, которую придется заплатить за него, очень велика. Как отмечает Зейя Мерали (Zeeya Merali) в статье «Two constants are better than one», опубликованной журналом New scientist 28 апреля 2007 года, вводя два разных численных значения гравитационной постоянной, Мангейм неизбежно должен отказаться от уравнений общей теории относительности Эйнштейна. Кроме того, гипотеза Мангейма делает излишним принятое большинством космологов представление о «темной энергии», поскольку малое значение гравитационной постоянной на космологических масштабах уже само по себе эквивалентно предположению о существовании антигравитации.
Кейт Хорн (Keith Horne) из британского университета св. Андрея (University of St Andrew) приветствует гипотезу Мангейма, поскольку в ней использованы фундаментальные принципы физики элементарных частиц: «Она очень элегантна, и было бы просто замечательно, если бы она оказалась правильной». По словам Хорн, в этом случае нам удалось бы объединить физику элементарных частиц и теорию гравитации в одну весьма привлекательную теорию.
Но с ней согласны далеко не все. New Scientist приводит и мнение космолога Тома Шэнкса (Tom Shanks), что некоторые явления, очень хорошо укладывающиеся в стандартную модель, — например, недавние измерения реликтового излучения, и движения двойных пульсаров, — вряд ли окажутся так же легко объяснимы в теории Мангейма.
Существование вселенной, циклически коллапсирующей и снова раздувающейся из сингулярности, предполагалось найденными Александром Фридманом решениями уравнений ОТО. Новые модификации этой старой идеи сильно от нее отличаются: и «схлопывание» происходит не до конца, и прошлое не забывается — в каждом новом цикле космологическая постоянная все меньше и меньше

Сам Мангейм не отрицает проблем, с которыми сталкивается его гипотеза, замечая при этом, что считает их намного менее значимыми в сравнении с трудностями стандартной космологической модели: «Её разрабатывают сотни космологов, и тем не менее она неудовлетворительна на 120 порядков».
Надо отметить, что Мангейм нашел некоторое количество сторонников, поддержавших его, дабы исключить худшее. К худшему они отнесли выдвинутую в 2006 году гипотезу Пола Штейнхарда (Paul Steinhardt) из Принстонского университета (Princeton University) и Нила Тьюрока (Neil Turok) из Кембриджа (Cambridge University), согласно которой Вселенная периодически рождается и исчезает, причем в каждом из циклов (длящемся триллион лет) происходит свой Большой Взрыв, и при этом в каждом цикле численное значение космологической постоянной оказывается меньше, нежели в предыдущем. Крайне незначительная величина космологической постоянной, зафиксированная в наблюдениях, означает тогда, что наша Вселенная — очень дальнее звено в очень длинной цепи рождающихся и исчезающих миров…

http://www.vokrugsveta.ru/telegraph/cosmos/419/