Что такое тёмная материя?
Тёмная материя – это довольно просто: это такое вещество, которое невидимо для обычных наблюдений, так как не взаимодействует с электромагнитным излучением. Нюанс в том, что, по господствующим в современной науке представлениям, масса тёмной материи во Вселенной в шесть раз превышает массу обычного вещества: звёзд, межзвёздного газа и пыли и тому подобного.
К такому выводу учёные пришли, изучая другие галактики и их скопления. Благодаря тому, что светимость звёзд имеет чёткую связь с их массой, по суммарной светимости галактики можно подсчитать примерную массу звёзд в ней. С другой стороны, массу галактики можно оценить, изучив её гравитационное взаимодействие с другими галактиками. И вот когда астрофизики сравнили результаты «взвешивания» других галактик двумя этими методами, оказалось, что видимая масса галактик в разы меньше, чем гравитационная.
Проверив эти данные другими способами (гравитационное линзирование, движение отдельных звёзд в составе галактик) учёные укрепились во мнении: на самом деле галактики весят куда больше, чем входящие в них звёзды и межзвёздный газ. То есть, большая часть их массы приходится на некое невидимое вещество, которое и назвали тёмной материей. А невидимо оно потому, что не излучает (как звёзды), не рассеивает (как межзвёздный газ и пыль) и не отражает (как планеты или та же Луна) электромагнитное излучение – главный источник информации о мире для нас.
Но что эта тёмная материя такое? На этот счёт высказывались различные версии. Первой, самой простой, является теория, согласно которой тёмная материя – это обычное вещество, сконцентрированное в плотные компактные объекты типа планет, коричневых карликов (недозвёзд), а также «огарков» уже сгоревших звёзд – белых карликов, нейтронных звёзд и чёрных дыр. Эти объекты получили собирательное название MACHO (ассивный астрофизический компактный объект гало, англ. massive astrophysical compact halo object).
На самом деле такие объекты излучают, поглощают и отражают свет. Но ввиду своих размеров делают это слишком слабо для того, чтобы их можно было заметить с большого расстояния - скажем в другой галактике.
Однако большинство астрофизиков сомневаются, что на такие объекты может приходиться заметная часть тёмной материи. Судя по доступному нашим наблюдениям пространству космоса, на планеты вообще приходится ничтожная часть массы даже обычного вещества (например, в Солнечной системе суммарный вес планет составляет 0,14 % от её общей массы). Что же до белых карликов, нейтронных звёзд и чёрных дыр, то эти объекты являются финальной стадией эволюции наиболее массивных звёзд, и, согласно расчётам, за 14 миллиардов лет существования Вселенной достаточное число таких объектов попросту не успело бы ещё сформироваться.
Точнее, с чёрными дырами всё немного сложнее. Дело в том, что астрофизики допускают, что чёрные дыры могут формироваться не только из сверхмассивных звёзд, но и иными способами. Например, есть теория о так называемых первичных чёрных дырах, сформировавшихся из флуктуаций плотности вещества на ранних этапах Большого Взрыва. Вот на такие объекты может приходиться значительная часть скрытой массы Вселенной. Другой вопрос, что пока что мы не видели таких объектов в реальности. Но это не значит, что они не существуют – чёрные дыры вообще очень сложно обнаружить, но учёные работают над этим.
Впрочем, в настоящее время большинство учёных всё же склоняется к мысли, что MACHO не являются основной составляющей тёмной материи. О других «подозреваемых» на эту роль – в следующих материалах.
Помочь проекту можно тут.
Тёмная материя – это довольно просто: это такое вещество, которое невидимо для обычных наблюдений, так как не взаимодействует с электромагнитным излучением. Нюанс в том, что, по господствующим в современной науке представлениям, масса тёмной материи во Вселенной в шесть раз превышает массу обычного вещества: звёзд, межзвёздного газа и пыли и тому подобного.
К такому выводу учёные пришли, изучая другие галактики и их скопления. Благодаря тому, что светимость звёзд имеет чёткую связь с их массой, по суммарной светимости галактики можно подсчитать примерную массу звёзд в ней. С другой стороны, массу галактики можно оценить, изучив её гравитационное взаимодействие с другими галактиками. И вот когда астрофизики сравнили результаты «взвешивания» других галактик двумя этими методами, оказалось, что видимая масса галактик в разы меньше, чем гравитационная.
Проверив эти данные другими способами (гравитационное линзирование, движение отдельных звёзд в составе галактик) учёные укрепились во мнении: на самом деле галактики весят куда больше, чем входящие в них звёзды и межзвёздный газ. То есть, большая часть их массы приходится на некое невидимое вещество, которое и назвали тёмной материей. А невидимо оно потому, что не излучает (как звёзды), не рассеивает (как межзвёздный газ и пыль) и не отражает (как планеты или та же Луна) электромагнитное излучение – главный источник информации о мире для нас.
Но что эта тёмная материя такое? На этот счёт высказывались различные версии. Первой, самой простой, является теория, согласно которой тёмная материя – это обычное вещество, сконцентрированное в плотные компактные объекты типа планет, коричневых карликов (недозвёзд), а также «огарков» уже сгоревших звёзд – белых карликов, нейтронных звёзд и чёрных дыр. Эти объекты получили собирательное название MACHO (ассивный астрофизический компактный объект гало, англ. massive astrophysical compact halo object).
На самом деле такие объекты излучают, поглощают и отражают свет. Но ввиду своих размеров делают это слишком слабо для того, чтобы их можно было заметить с большого расстояния - скажем в другой галактике.
Однако большинство астрофизиков сомневаются, что на такие объекты может приходиться заметная часть тёмной материи. Судя по доступному нашим наблюдениям пространству космоса, на планеты вообще приходится ничтожная часть массы даже обычного вещества (например, в Солнечной системе суммарный вес планет составляет 0,14 % от её общей массы). Что же до белых карликов, нейтронных звёзд и чёрных дыр, то эти объекты являются финальной стадией эволюции наиболее массивных звёзд, и, согласно расчётам, за 14 миллиардов лет существования Вселенной достаточное число таких объектов попросту не успело бы ещё сформироваться.
Точнее, с чёрными дырами всё немного сложнее. Дело в том, что астрофизики допускают, что чёрные дыры могут формироваться не только из сверхмассивных звёзд, но и иными способами. Например, есть теория о так называемых первичных чёрных дырах, сформировавшихся из флуктуаций плотности вещества на ранних этапах Большого Взрыва. Вот на такие объекты может приходиться значительная часть скрытой массы Вселенной. Другой вопрос, что пока что мы не видели таких объектов в реальности. Но это не значит, что они не существуют – чёрные дыры вообще очень сложно обнаружить, но учёные работают над этим.
Впрочем, в настоящее время большинство учёных всё же склоняется к мысли, что MACHO не являются основной составляющей тёмной материи. О других «подозреваемых» на эту роль – в следующих материалах.
Помочь проекту можно тут.
👍8🔥4
Продолжим наш разговор о тёмной материи – таинственном невидимом (или почти невидимом!) веществе, на которое, по господствующим в современной науке представлениям, приходится большая часть массы Вселенной. В прошлый раз мы рассматривали возможность того, может ли тёмная материя быть «обычной материей» сконцентрированной в компактные слабо излучающие объекты (MACHO) и пришли к выводу, что нет. Но что же тогда она собой представляет?
Ещё одним хорошим кандидатом на роль тёмной материи являются нейтрино – лёгкие частички-лептоны без электрического заряда (то есть, не участвующие в электромагнитных взаимодействиях, что нам и надо!), участвующие лишь в слабом и гравитационном взаимодействии. Из-за своей малой массы и отсутствия заряда нейтрино крайне сложно «ловить», поэтому сегодня мы не знаем, сколько именно нейтрино во Вселенной. Может оказаться, что как раз столько, сколько, по оценкам учёных, должно быть этого самого невидимого вещества.
Большой плюс нейтрино как кандидатов на роль тёмной материи заключается в том, что они по крайней мере точно существуют. Минус: если бы именно нейтрино с их сверхмалой массой были той самой тёмной материей, то это вещество во Вселенной должно быть распределено очень однородно. А это значит, что процесс формирования галактик занял бы куда больше времени: по сути к настоящему моменту первые галактики только-только начали бы формироваться, что отличается от реально наблюдаемой картины.
На этом список реально существующих «подозреваемых» на роль тёмной материи заканчивается. Начинается область гипотез о существовании неких ранее невиданных частиц, которые и «отвечают» за существование во Вселенной больших объёмов скрытой массы.
Одной из них является гипотеза т.н. стерильных нейтрино – родственников обычных нейтрино, отличающихся от них, во-первых, большей массой, а во-вторых тем, что они не участвуют даже в слабом взаимодействии, т.е. являются почти идеальными невидимками. Зарегистрировать их можно только косвенно: теоретически такие стерильные нейтрино должны случайным образом превращаться в обыкновенные и обратно: то есть, в одних случаях мы должны фиксировать таинственное «исчезновение» обычных нейтрино, в других – их появление из неоткуда. И всё было бы классно, если бы и обычные нейтрино не было так сложно обнаруживать…
Также на роль тёмной материи рассматриваются так называемые вимпы (от английского WIMP – weakly interfering massive particle, массивная слабо взаимодействующая частица) – грубо говоря, нечто вроде обычных нейтрино, но только с массой в десятки раз превосходящую массу протона. Обнаружить такие частицы попроще, чем стерильные нейтрино, но тоже довольно сложно. В настоящее время есть несколько установок, призванных это сделать. Пока что убедительных результатов эти эксперименты не дали. То есть, что-то такое установки фиксируют, но сказать, вимпсы это или, скажем, какие-то помехи, пока нельзя.
Ещё одним вариантом являются так называемые Q-шары – гипотетические устойчивые композиции из бозонов, существование которых допускает теория элементарных частиц (детальнее о них мы писали тут). Q-шары практически невидимы, так как прозрачны для электромагнитного излучения, но при этом могут иметь довольно внушительную массу (в том числе и в тысячи масс Солнца!). Беда в том, что Q-шары, а точнее, гигантские Q-шары, или Q-звёзды, с точки зрения земного наблюдателя почти неотличимы от чёрных дыр. Так что вполне возможно что мы уже сегодня смотрим прямо на множество Q-звёзд, не понимая этого.
Но самой интригующей гипотезой в отношении тёмной материи является вариант, что на самом деле её… не существует. Об этом – в следующей публикации.
На картинке одна из установок по поиску вимпов, детектор LUX в Южной Дакоте (США).
Поддержать проект "Физика в картинках" можно тут.
Ещё одним хорошим кандидатом на роль тёмной материи являются нейтрино – лёгкие частички-лептоны без электрического заряда (то есть, не участвующие в электромагнитных взаимодействиях, что нам и надо!), участвующие лишь в слабом и гравитационном взаимодействии. Из-за своей малой массы и отсутствия заряда нейтрино крайне сложно «ловить», поэтому сегодня мы не знаем, сколько именно нейтрино во Вселенной. Может оказаться, что как раз столько, сколько, по оценкам учёных, должно быть этого самого невидимого вещества.
Большой плюс нейтрино как кандидатов на роль тёмной материи заключается в том, что они по крайней мере точно существуют. Минус: если бы именно нейтрино с их сверхмалой массой были той самой тёмной материей, то это вещество во Вселенной должно быть распределено очень однородно. А это значит, что процесс формирования галактик занял бы куда больше времени: по сути к настоящему моменту первые галактики только-только начали бы формироваться, что отличается от реально наблюдаемой картины.
На этом список реально существующих «подозреваемых» на роль тёмной материи заканчивается. Начинается область гипотез о существовании неких ранее невиданных частиц, которые и «отвечают» за существование во Вселенной больших объёмов скрытой массы.
Одной из них является гипотеза т.н. стерильных нейтрино – родственников обычных нейтрино, отличающихся от них, во-первых, большей массой, а во-вторых тем, что они не участвуют даже в слабом взаимодействии, т.е. являются почти идеальными невидимками. Зарегистрировать их можно только косвенно: теоретически такие стерильные нейтрино должны случайным образом превращаться в обыкновенные и обратно: то есть, в одних случаях мы должны фиксировать таинственное «исчезновение» обычных нейтрино, в других – их появление из неоткуда. И всё было бы классно, если бы и обычные нейтрино не было так сложно обнаруживать…
Также на роль тёмной материи рассматриваются так называемые вимпы (от английского WIMP – weakly interfering massive particle, массивная слабо взаимодействующая частица) – грубо говоря, нечто вроде обычных нейтрино, но только с массой в десятки раз превосходящую массу протона. Обнаружить такие частицы попроще, чем стерильные нейтрино, но тоже довольно сложно. В настоящее время есть несколько установок, призванных это сделать. Пока что убедительных результатов эти эксперименты не дали. То есть, что-то такое установки фиксируют, но сказать, вимпсы это или, скажем, какие-то помехи, пока нельзя.
Ещё одним вариантом являются так называемые Q-шары – гипотетические устойчивые композиции из бозонов, существование которых допускает теория элементарных частиц (детальнее о них мы писали тут). Q-шары практически невидимы, так как прозрачны для электромагнитного излучения, но при этом могут иметь довольно внушительную массу (в том числе и в тысячи масс Солнца!). Беда в том, что Q-шары, а точнее, гигантские Q-шары, или Q-звёзды, с точки зрения земного наблюдателя почти неотличимы от чёрных дыр. Так что вполне возможно что мы уже сегодня смотрим прямо на множество Q-звёзд, не понимая этого.
Но самой интригующей гипотезой в отношении тёмной материи является вариант, что на самом деле её… не существует. Об этом – в следующей публикации.
На картинке одна из установок по поиску вимпов, детектор LUX в Южной Дакоте (США).
Поддержать проект "Физика в картинках" можно тут.
Думаю, многие слышали про бозон Хиггса, который в СМИ также часто называют «частицей бога». Сегодня мы разберёмся с тем, что он, собственно, такое.
Когда мы говорили о том, какие бывают элементарные частицы, мы упоминали, что калибровочными бозонами, принято называть переносчики взаимодействия - частицы, путём обмена которыми «настоящие» частицы взаимодействуют между собой.
Бозон Хиггса тоже является переносчиком взаимодействия. Взаимодействие это называется механизмом Хиггса.
Придумали его чтобы объяснить, почему у одних элементарных частиц масса есть, а у других (фотон, глюон) её нет. Гипотеза Хиггса заключалась в том, что масса не является имманентным свойством частиц, а представляет собой результат их взаимодействия с неким полем, которое назвали полем Хиггса.
Именно действие этого поля на частицы объясняет явление инерции: если мы пытаемся ускорять или замедлять некий массивный объект, то поле Хиггса будет этому мешать. То есть, в отличие от других полей (электромагнитного, гравитационного) поле Хиггса действует лишь на объекты, движущиеся с ускорением.
Здесь можно привести аналогию с человеком, идущим в плотной толпе других людей. Пока он идёт с той же скоростью, что и толпа, он не сталкивается ни с каким затруднениями. Но стоит ему попытаться ускориться или замедлиться, как толпа начнёт ему мешать, и человеку придётся проталкиваться через других идущих.
При этом на одни частицы поле Хиггса действует, и потому у них есть масса, а на другие (фотон, глюон) - нет.
Любое взаимодействие в квантовой физике описывается путём обмена частицами, и если механизм Хиггса существует, должна существовать и частица-переносчик (калибровочный бозон) взаимодействия с полем Хиггса. Вот эта-то долгое время остававшаяся гипотетической частица и получила названия бозона Хиггса. И чтобы показать, что механизм Хиггса действительно существует, этот бозон надо было отыскать.
Но сделать это было непросто: по расчётам бозон Хиггса должен был иметь очень большую массу (в 130 раз тяжелее протона) и обладать очень малым временем жизни (10 в минус 22 секунды, то есть одну тысячную от миллиардной миллиардной доли секунды). А потому получить его можно было только в процессах с очень большим выделением энергии, и при этом успеть его зафиксировать. Удалось это сделать лишь в 2012 году.
Точнее, не так. В 2012 году на Большом адронном коллайдере получили некую частицу, которая по своим параметрам соответствует ожидаемым параметрам бозона Хиггса. А если что-то выглядит как бозон Хиггса и ведёт себя как бозон Хиггса, то это, вероятно, бозон Хиггса. Не более, но и не менее.
И да, различные варианты математического описания механизма Хиггса дают теории с различным количеством бозонов-переносчиков такого взаимодействия. Так что не исключено, что правильно говорить не «бозон Хиггса», а «бозоны Хиггса».
А в завершение пару слов о том, почему бозон Хиггса называют частицей бога. Сам термин возник очень дурацким способом: в 1993 году физик Леон Ледерман написал книгу о физике элементарных частиц, в значительной степени посвящённую истории поисков бозона Хиггса, которые к тому моменту почти безуспешно шли уже почти 30 лет. Именно поэтому в книге (и её заголовке) Ледерман назвал бозон Хиггса «проклятой частицей» (Goddamn Particle). Однако издатель счёл такое название слишком вызывающим и немного сократил термин до «God Particle», или «частицы бога». На самом деле ничего божественного в бозоне Хиггса нет, хотя его значение сложно переоценить: шутка ли, оказывается, что никакой массы не существует, а то, что мы воспринимаем как массу, является результатом взаимодействия невесомых частиц с неким таинственным полем, пронизывающим Вселенную…
На картинке схема эксперимента по обнаружению бозона Хиггса: два протона, разогнанные до околосветовых скоростей, сталкиваются между собой, попутно порождая множество частиц, среди которых однажды встретился и бозон Хиггса.
Поддержать проект "Физика в картинках" можно тут.
Когда мы говорили о том, какие бывают элементарные частицы, мы упоминали, что калибровочными бозонами, принято называть переносчики взаимодействия - частицы, путём обмена которыми «настоящие» частицы взаимодействуют между собой.
Бозон Хиггса тоже является переносчиком взаимодействия. Взаимодействие это называется механизмом Хиггса.
Придумали его чтобы объяснить, почему у одних элементарных частиц масса есть, а у других (фотон, глюон) её нет. Гипотеза Хиггса заключалась в том, что масса не является имманентным свойством частиц, а представляет собой результат их взаимодействия с неким полем, которое назвали полем Хиггса.
Именно действие этого поля на частицы объясняет явление инерции: если мы пытаемся ускорять или замедлять некий массивный объект, то поле Хиггса будет этому мешать. То есть, в отличие от других полей (электромагнитного, гравитационного) поле Хиггса действует лишь на объекты, движущиеся с ускорением.
Здесь можно привести аналогию с человеком, идущим в плотной толпе других людей. Пока он идёт с той же скоростью, что и толпа, он не сталкивается ни с каким затруднениями. Но стоит ему попытаться ускориться или замедлиться, как толпа начнёт ему мешать, и человеку придётся проталкиваться через других идущих.
При этом на одни частицы поле Хиггса действует, и потому у них есть масса, а на другие (фотон, глюон) - нет.
Любое взаимодействие в квантовой физике описывается путём обмена частицами, и если механизм Хиггса существует, должна существовать и частица-переносчик (калибровочный бозон) взаимодействия с полем Хиггса. Вот эта-то долгое время остававшаяся гипотетической частица и получила названия бозона Хиггса. И чтобы показать, что механизм Хиггса действительно существует, этот бозон надо было отыскать.
Но сделать это было непросто: по расчётам бозон Хиггса должен был иметь очень большую массу (в 130 раз тяжелее протона) и обладать очень малым временем жизни (10 в минус 22 секунды, то есть одну тысячную от миллиардной миллиардной доли секунды). А потому получить его можно было только в процессах с очень большим выделением энергии, и при этом успеть его зафиксировать. Удалось это сделать лишь в 2012 году.
Точнее, не так. В 2012 году на Большом адронном коллайдере получили некую частицу, которая по своим параметрам соответствует ожидаемым параметрам бозона Хиггса. А если что-то выглядит как бозон Хиггса и ведёт себя как бозон Хиггса, то это, вероятно, бозон Хиггса. Не более, но и не менее.
И да, различные варианты математического описания механизма Хиггса дают теории с различным количеством бозонов-переносчиков такого взаимодействия. Так что не исключено, что правильно говорить не «бозон Хиггса», а «бозоны Хиггса».
А в завершение пару слов о том, почему бозон Хиггса называют частицей бога. Сам термин возник очень дурацким способом: в 1993 году физик Леон Ледерман написал книгу о физике элементарных частиц, в значительной степени посвящённую истории поисков бозона Хиггса, которые к тому моменту почти безуспешно шли уже почти 30 лет. Именно поэтому в книге (и её заголовке) Ледерман назвал бозон Хиггса «проклятой частицей» (Goddamn Particle). Однако издатель счёл такое название слишком вызывающим и немного сократил термин до «God Particle», или «частицы бога». На самом деле ничего божественного в бозоне Хиггса нет, хотя его значение сложно переоценить: шутка ли, оказывается, что никакой массы не существует, а то, что мы воспринимаем как массу, является результатом взаимодействия невесомых частиц с неким таинственным полем, пронизывающим Вселенную…
На картинке схема эксперимента по обнаружению бозона Хиггса: два протона, разогнанные до околосветовых скоростей, сталкиваются между собой, попутно порождая множество частиц, среди которых однажды встретился и бозон Хиггса.
Поддержать проект "Физика в картинках" можно тут.
👍4
Это иттрий - элемент с порядковым номером 39 в таблице Менделеева, серебристый металл, обладающий рядом ценных физических и химический свойств.
Так, чистый иттрий обладает высокой прочностью на разрыв - сравнимой со сталью при вдвое меньшем удельном весе. Кроме того, иттрий является очень тугоплавким и огнеупорным веществом: из соединений иттрия изготовляют разные термостойкие материалы или покрывают ими детали из других материалов для придания им термостойкости. Кроме того, иттрий используется в производстве сверхпроводников, при изготовлении люминофоров и во многих других сферах.
Помочь проекту можно тут.
Так, чистый иттрий обладает высокой прочностью на разрыв - сравнимой со сталью при вдвое меньшем удельном весе. Кроме того, иттрий является очень тугоплавким и огнеупорным веществом: из соединений иттрия изготовляют разные термостойкие материалы или покрывают ими детали из других материалов для придания им термостойкости. Кроме того, иттрий используется в производстве сверхпроводников, при изготовлении люминофоров и во многих других сферах.
Помочь проекту можно тут.
👍3
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
В Ярославской области России строят посёлок из 12 домов, отпечатанных на строительном 3d-принтере. Стоимость 1 квадратного метра такого дома составит около 20 тысяч рублей, а стоимость целого дома площадью 46 "квадратов" составит 900 тысяч.
Помочь проекту можно тут.
Помочь проекту можно тут.
Завершая разговор о тёмной материи, невидимом для обычных методов наблюдений веществе, масса которого, по оценкам учёных, в разы превосходит массу обычного видимого вещества, нельзя не упомянуть теории, согласно которым… никакой тёмной материи не существует.
Мы уже говорили, что теория о тёмной материи возникла из наблюдений, показывающих, что галактики и их скопления гравитационно взаимодействуют друг с другом так, как будто их масса значительно больше наблюдаемой.
Но нельзя исключать, что на самом деле их масса именно такова, какой мы её считали раньше, без всякой тёмной материи. Просто уравнения, описывающие гравитационное взаимодействие, которыми мы пользуемся, не совсем верны.
Ничего экстраординарного в этом нет: любая физическая теория имеет границы применимости. Почти четверть тысячелетия физики пользовались теорией всемирного тяготения Ньютона, которая давала хорошие, правильные результаты и значения действующей силы гравитационного притяжения. Проблемы возникли лишь тогда, когда понадобилось считать движение тел в сильных гравитационных полях – например, при расчётах уравнений движения близкого к Солнцу Меркурия теория давала результаты, расходящиеся с практикой. Общая теория относительности Эйнштейна (ОТО) решила эту проблему, и сегодня успешно позволяет решать задачи на гравитационное взаимодействие космических объектов. Но и у неё есть границы применимости. Мы уже знаем, что она не работает в микроскопических масштабах – на уровне атомов и элементарных частиц. Возможно, есть ограничения и «сверху» - на галактическом и межгалактическом масштабе. И вполне возможно, что пришла пора заменить или дополнить ОТО некими новыми соображениями.
Модели, вроде бы позволяющие объяснить странности в гравитационном поведении масштабных систем уже есть. В качестве примеров можно назвать теорию модифицированной ньютоновской динамики израильтянина Мордехая Милгрома или анизатропную геометродинамику россиянина Сергея Сипарова. Однако пока что большинство учёных скептически относятся к этим теориям и предпочитают объяснять наблюдаемые отклонения от результатов СТО существованием тёмной материи.
Однако по мере того, как всё новые и новые попытки подтвердить существование такой материи терпят неудачу, голоса противники общепринятой теории звучат всё более уверенно.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Мы уже говорили, что теория о тёмной материи возникла из наблюдений, показывающих, что галактики и их скопления гравитационно взаимодействуют друг с другом так, как будто их масса значительно больше наблюдаемой.
Но нельзя исключать, что на самом деле их масса именно такова, какой мы её считали раньше, без всякой тёмной материи. Просто уравнения, описывающие гравитационное взаимодействие, которыми мы пользуемся, не совсем верны.
Ничего экстраординарного в этом нет: любая физическая теория имеет границы применимости. Почти четверть тысячелетия физики пользовались теорией всемирного тяготения Ньютона, которая давала хорошие, правильные результаты и значения действующей силы гравитационного притяжения. Проблемы возникли лишь тогда, когда понадобилось считать движение тел в сильных гравитационных полях – например, при расчётах уравнений движения близкого к Солнцу Меркурия теория давала результаты, расходящиеся с практикой. Общая теория относительности Эйнштейна (ОТО) решила эту проблему, и сегодня успешно позволяет решать задачи на гравитационное взаимодействие космических объектов. Но и у неё есть границы применимости. Мы уже знаем, что она не работает в микроскопических масштабах – на уровне атомов и элементарных частиц. Возможно, есть ограничения и «сверху» - на галактическом и межгалактическом масштабе. И вполне возможно, что пришла пора заменить или дополнить ОТО некими новыми соображениями.
Модели, вроде бы позволяющие объяснить странности в гравитационном поведении масштабных систем уже есть. В качестве примеров можно назвать теорию модифицированной ньютоновской динамики израильтянина Мордехая Милгрома или анизатропную геометродинамику россиянина Сергея Сипарова. Однако пока что большинство учёных скептически относятся к этим теориям и предпочитают объяснять наблюдаемые отклонения от результатов СТО существованием тёмной материи.
Однако по мере того, как всё новые и новые попытки подтвердить существование такой материи терпят неудачу, голоса противники общепринятой теории звучат всё более уверенно.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Откуда берутся невидимые глазу лучи у Солнца и других ярких источников света на некоторых фото?
Ответ скрывается уже в названии этого эффекта: среди фотографов он известен как дифракционные лучи.
Да, дело именно в дифракции: при почти полностью закрытой диафрагме (а подобные фото делаются именно так!) диаметр отверстия, через которое свет попадает в камеру, становится достаточно мал для того, чтобы начала проявляться волновая природа света, и мы наблюдали дифракцию - "разламывание" светового потока на отдельные лучи при огибании препятствия.
Число лучей зависит от конструкции диафрагмы, в частности, количества лепестков: линзы с нечётным числом лепестков дают вдвое большее число лучей, чем число лепестков (например, Nikon AF-S 85mm f/1.8G с 7 лепестками даёт обычно 14 лучей); лины с чётным числом лепестков дают столько же лучей, сколько и лепестков.
Ах да, для тех, кто хочет создать "дифракционную звезду" осознанно продаются специальные сфетофильтры: они представляют собой плёнку, покрытую мелкой насечкой, которая также разрывает световой поток на лучи: в этом случае их число может быть самым разным.
В принципе увидеть дифракционные лучи можно и невооруженным глазом: например, прищуриться, чтобы свет перед попаданием в глаз проходил через "частокол" ваших ресниц.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Ответ скрывается уже в названии этого эффекта: среди фотографов он известен как дифракционные лучи.
Да, дело именно в дифракции: при почти полностью закрытой диафрагме (а подобные фото делаются именно так!) диаметр отверстия, через которое свет попадает в камеру, становится достаточно мал для того, чтобы начала проявляться волновая природа света, и мы наблюдали дифракцию - "разламывание" светового потока на отдельные лучи при огибании препятствия.
Число лучей зависит от конструкции диафрагмы, в частности, количества лепестков: линзы с нечётным числом лепестков дают вдвое большее число лучей, чем число лепестков (например, Nikon AF-S 85mm f/1.8G с 7 лепестками даёт обычно 14 лучей); лины с чётным числом лепестков дают столько же лучей, сколько и лепестков.
Ах да, для тех, кто хочет создать "дифракционную звезду" осознанно продаются специальные сфетофильтры: они представляют собой плёнку, покрытую мелкой насечкой, которая также разрывает световой поток на лучи: в этом случае их число может быть самым разным.
В принципе увидеть дифракционные лучи можно и невооруженным глазом: например, прищуриться, чтобы свет перед попаданием в глаз проходил через "частокол" ваших ресниц.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍2
Актуальная физическая мнемоника.
Одним из популярных мнемонических правил для запоминания спектральных классов звёзд является фраза "О Боже, АФГанистан, Куда Мы ЛеТим" (два последних спектральных класса L и T введены специально для описания коричневых карликов, которые звёздами, вообще говоря, не считаются).
Спектральные классы звёзд определяют не только их цвет, но и температуру поверхности, а также размер (для т.н. звёзд главной последовательности, т.е. подавляющего большинства звёзд Вселенной).
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Одним из популярных мнемонических правил для запоминания спектральных классов звёзд является фраза "О Боже, АФГанистан, Куда Мы ЛеТим" (два последних спектральных класса L и T введены специально для описания коричневых карликов, которые звёздами, вообще говоря, не считаются).
Спектральные классы звёзд определяют не только их цвет, но и температуру поверхности, а также размер (для т.н. звёзд главной последовательности, т.е. подавляющего большинства звёзд Вселенной).
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Дифракционные лучи хорошо знакомы всем, кто увлекается астрофотографией: сделать фото яркой звезды без них почти невозможно.
Кстати, с помощью этого явления можно без особого труда отличить профессиональное астрофото от любительского. На профессиональных телескопах внутреннее зеркало удерживают четыре растяжки. Как мы уже говорили, при чётном числе "разбивающих" световую волну препятствий, число лучей равно их количеству, т.е. их четыре.
На любительских телескопах ограничиваются тремя растяжками. А для нечетного числа препятствий число пиков вдвое больше их количества, и на фото у звёзд по шесть лучей.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Кстати, с помощью этого явления можно без особого труда отличить профессиональное астрофото от любительского. На профессиональных телескопах внутреннее зеркало удерживают четыре растяжки. Как мы уже говорили, при чётном числе "разбивающих" световую волну препятствий, число лучей равно их количеству, т.е. их четыре.
На любительских телескопах ограничиваются тремя растяжками. А для нечетного числа препятствий число пиков вдвое больше их количества, и на фото у звёзд по шесть лучей.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Российские учёные полагают, что на Венере может существовать жизнь.
После обработки фото, сделанных на поверхности Венеры советскими космическими аппаратами в 1975-1982 годах, современными средствами, учёным Института космических исследований удалось обнаружить странные объекты с устойчивой структурой, которые, к тому же, похоже самостоятельно передвигались в кадре. Например, гипотетическое существо, прозванное исследователями "Скорпионом", вероятно, было засыпано грунтом при посадке "венерохода", поэтому сначала оно на снимках отсутствует. Но потом "Скорпион" откопался, "попозировал" перед камерой и пополз прочь.
Всего в ИКИ насчитали около 18 гипотетических живых существ.
Мысль о том, что жизнь возможна при температуре свыше 450 градусов в атмосфере более 100 атмосфер, конечно, представляется странной. Однако в Сибирском институте катализа как раз изучают процессы при схожих условиях, в которых жидкости могут заменяться сверхкритическими флюидами, а роль углерода может играть азот.
Помочь проекту
После обработки фото, сделанных на поверхности Венеры советскими космическими аппаратами в 1975-1982 годах, современными средствами, учёным Института космических исследований удалось обнаружить странные объекты с устойчивой структурой, которые, к тому же, похоже самостоятельно передвигались в кадре. Например, гипотетическое существо, прозванное исследователями "Скорпионом", вероятно, было засыпано грунтом при посадке "венерохода", поэтому сначала оно на снимках отсутствует. Но потом "Скорпион" откопался, "попозировал" перед камерой и пополз прочь.
Всего в ИКИ насчитали около 18 гипотетических живых существ.
Мысль о том, что жизнь возможна при температуре свыше 450 градусов в атмосфере более 100 атмосфер, конечно, представляется странной. Однако в Сибирском институте катализа как раз изучают процессы при схожих условиях, в которых жидкости могут заменяться сверхкритическими флюидами, а роль углерода может играть азот.
Помочь проекту
🥰2
Продолжая разговор о возможности существования внеземной жизни, нельзя не упомянуть так называемые гикеаны – планеты, занимающие промежуточное положение между каменистыми мирами и газовыми гигантами. С первыми гикеаны роднит наличие массивного каменистого ядра, со вторыми – толстая плотная атмосфера, состоящая в основном из водорода с добавлением гелия, метана, воды, аммиака и сероводорода.
Самое же интересное свойство гикеанов состоит в том, что между нижними слоями атмосферы и каменистым ядром в них лежит толстый слой жидкой воды. Это сочетание – водородная атмосфера плюс океан под ней – и дали название этому классу планет (от латинских слов hydrogenium (водород) и ocean (океан)).
Плотная атмосфера гикеанов создаёт «на уровне моря» огромное давление, благодаря которому вода в жидком виде может существовать даже при температурах, существенно превышающих 100 градусов Цельсия. С другой стороны, пока до конца не выясненные механизмы саморазогрева планет-гигантов (выявлены на Уране и Нептуне) могут создавать условия существования жидкой воды даже не значительном удалении от родительской звезды. Таким образом обитаемыми могут оказаться планеты, расположенные в существенно более широком диапазоне расстояний от светила, чем мы предполагали ранее.
Ещё один плюс – атмосфера гикеанов может эффективно поглощать жёсткое излучение некоторых типов звёзд, например, излучение, которое во время вспышек порождают красные карлики – самый распространённый тип звёзд в окружающем нас космосе. В общем, теория гикеанов позволяет предположить, что жизнь во Вселенной распространена куда шире, чем мы предполагали ранее.
Правда, эта же плотная атмосфера будет приводить к сильному поглощению света этой самой звезды, который является главным источником энергии для биосферы Земли. Вероятно, основой экосистемы гикеанов могут быть водородные бактерии, получающие энергию за счёт окисления водорода (2H2+O2=2H2O). Такие организмы известны на Земле, и, по всей видимости, доминировали здесь в ранние эпохи развития жизни. Впрочем, в тёмных океанах подобных планет могут развиться и более сложные создания.
Проверка гипотезы об обитаемости гикеанов – дело не слишком отдалённого будущего: мощные космические телескопы вроде «Джеймса Вебба» по идее смогут обнаружить (ну, или не обнаружить) наличие на таких планетах веществ вроде закиси азота, кислорода, метилхлорида и диметилсульфида, которые образуются в результате жизнедеятельности живых организмов. В первую очередь на предмет наличия таких веществ будут изучена планета красного карлика K2-18 в 124 световых годах от Земли. В целом же перспективными для изучения считаются ещё порядка 10 планет подходящих размеров в пределах 30-150 световых лет от нас.
И да, мне в связи со всем этим невольно припоминается Солярис Лема: полностью покрытая живым разумным океаном массивная планета с плотной, но непригодной для дыхания атмосферой. Кадром из соответствующего фильма я и проиллюстрирую материал.
Помочь проекту
Самое же интересное свойство гикеанов состоит в том, что между нижними слоями атмосферы и каменистым ядром в них лежит толстый слой жидкой воды. Это сочетание – водородная атмосфера плюс океан под ней – и дали название этому классу планет (от латинских слов hydrogenium (водород) и ocean (океан)).
Плотная атмосфера гикеанов создаёт «на уровне моря» огромное давление, благодаря которому вода в жидком виде может существовать даже при температурах, существенно превышающих 100 градусов Цельсия. С другой стороны, пока до конца не выясненные механизмы саморазогрева планет-гигантов (выявлены на Уране и Нептуне) могут создавать условия существования жидкой воды даже не значительном удалении от родительской звезды. Таким образом обитаемыми могут оказаться планеты, расположенные в существенно более широком диапазоне расстояний от светила, чем мы предполагали ранее.
Ещё один плюс – атмосфера гикеанов может эффективно поглощать жёсткое излучение некоторых типов звёзд, например, излучение, которое во время вспышек порождают красные карлики – самый распространённый тип звёзд в окружающем нас космосе. В общем, теория гикеанов позволяет предположить, что жизнь во Вселенной распространена куда шире, чем мы предполагали ранее.
Правда, эта же плотная атмосфера будет приводить к сильному поглощению света этой самой звезды, который является главным источником энергии для биосферы Земли. Вероятно, основой экосистемы гикеанов могут быть водородные бактерии, получающие энергию за счёт окисления водорода (2H2+O2=2H2O). Такие организмы известны на Земле, и, по всей видимости, доминировали здесь в ранние эпохи развития жизни. Впрочем, в тёмных океанах подобных планет могут развиться и более сложные создания.
Проверка гипотезы об обитаемости гикеанов – дело не слишком отдалённого будущего: мощные космические телескопы вроде «Джеймса Вебба» по идее смогут обнаружить (ну, или не обнаружить) наличие на таких планетах веществ вроде закиси азота, кислорода, метилхлорида и диметилсульфида, которые образуются в результате жизнедеятельности живых организмов. В первую очередь на предмет наличия таких веществ будут изучена планета красного карлика K2-18 в 124 световых годах от Земли. В целом же перспективными для изучения считаются ещё порядка 10 планет подходящих размеров в пределах 30-150 световых лет от нас.
И да, мне в связи со всем этим невольно припоминается Солярис Лема: полностью покрытая живым разумным океаном массивная планета с плотной, но непригодной для дыхания атмосферой. Кадром из соответствующего фильма я и проиллюстрирую материал.
Помочь проекту
👍2
Астрономы Майкл Браун и Константин Батыгин из Калифорнийского технологического института оценили массу и орбиту "планеты Икс" - предположительной девятой планеты Солнечной системы, находящейся на её далекой периферии.
По их оценкам, "планета Икс" находятся от Солнца на расстоянии около 55 миллиардов километров, или 380 астрономических единиц. Это в 13 раз дальше, чем удалён от Солнца Нептун: для того, чтобы преодолеть такое расстояние, солнечному свету нужно почти 53 дня. Год на "планете Икс" должен длиться около 7400 лет.
Из-за столь большого удаления от Солнца "планета Икс" получает слишком мало света, который можно отразить и быть благодаря этому замеченной с Земли стандартными методами астрономических наблюдений. Проявляет себя гипотетическая девятая планета лишь гравитацией, оказывая определённое влияние на орбиты других небесных тел на периферии Солнечной системы. Именно эти искажения, замеченные несколько лет назад, заставили учёных предположить, что планет в Солнечной системе всё-таки девять.
Правда, не все учёные согласны с таким выводом: многие полагают, что данные искажения произведены уже известными небесными телами. Однако Браун и Батыгин утверждают, что вероятность этого составляет лишь 0,4 %.
Интересно, что массу "планеты Икс" учёные из Калифорнии оценили в 6,2 массы Земли. Таким образом, эта планета относится к классу суперземель или мининептунов - то есть, вполне может быть тем самым потенциально обитаемым гикеаном, о котором мы говорили в нашей прошлой публикации.
Правда, вот конкретно на "планете Икс" существование жизни всё-таки маловероятно: это слишком тёмный и слишком холодный для этого мир.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
По их оценкам, "планета Икс" находятся от Солнца на расстоянии около 55 миллиардов километров, или 380 астрономических единиц. Это в 13 раз дальше, чем удалён от Солнца Нептун: для того, чтобы преодолеть такое расстояние, солнечному свету нужно почти 53 дня. Год на "планете Икс" должен длиться около 7400 лет.
Из-за столь большого удаления от Солнца "планета Икс" получает слишком мало света, который можно отразить и быть благодаря этому замеченной с Земли стандартными методами астрономических наблюдений. Проявляет себя гипотетическая девятая планета лишь гравитацией, оказывая определённое влияние на орбиты других небесных тел на периферии Солнечной системы. Именно эти искажения, замеченные несколько лет назад, заставили учёных предположить, что планет в Солнечной системе всё-таки девять.
Правда, не все учёные согласны с таким выводом: многие полагают, что данные искажения произведены уже известными небесными телами. Однако Браун и Батыгин утверждают, что вероятность этого составляет лишь 0,4 %.
Интересно, что массу "планеты Икс" учёные из Калифорнии оценили в 6,2 массы Земли. Таким образом, эта планета относится к классу суперземель или мининептунов - то есть, вполне может быть тем самым потенциально обитаемым гикеаном, о котором мы говорили в нашей прошлой публикации.
Правда, вот конкретно на "планете Икс" существование жизни всё-таки маловероятно: это слишком тёмный и слишком холодный для этого мир.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍4
Это арагонит - одна из кристаллических форм карбоната кальция (СаCO3). И именно арагонит является основным компонентом жемчуга и перламутра.
Собственно, жемчуг состоит из маленьких тонких пластинок арагонита, соединённых каркасом из белка конхиолина - того самого вещества, из которого состоят раковины моллюсков.
Именно многократное отражение, преломление и дифракция света в пластинках арагонита обеспечивает жемчугу и перламутру их мягкий переливчатый радужный блеск.
По той же причине жемчужины довольно прочны с механической точки зрения, но уязвимы в нагреванию и химическим воздействиям: под действием высоких температур арагонит меняет кристаллическую решётку, превращаясь в кальцит и рассыпаясь в кальцитовую пудру.
Ещё уязвимее конхиолин: он почти неизбежно разрушается со временем из-за дегидрации и окисления даже кислородом воздуха. Поэтому хранить жемчуг рекомендуют при температуре около 15-180С и влажности 55-60%.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Собственно, жемчуг состоит из маленьких тонких пластинок арагонита, соединённых каркасом из белка конхиолина - того самого вещества, из которого состоят раковины моллюсков.
Именно многократное отражение, преломление и дифракция света в пластинках арагонита обеспечивает жемчугу и перламутру их мягкий переливчатый радужный блеск.
По той же причине жемчужины довольно прочны с механической точки зрения, но уязвимы в нагреванию и химическим воздействиям: под действием высоких температур арагонит меняет кристаллическую решётку, превращаясь в кальцит и рассыпаясь в кальцитовую пудру.
Ещё уязвимее конхиолин: он почти неизбежно разрушается со временем из-за дегидрации и окисления даже кислородом воздуха. Поэтому хранить жемчуг рекомендуют при температуре около 15-180С и влажности 55-60%.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Это одно из самых детальных фото солнечной поверхности, сделанное телескопом имени Дэниэля К. Иноуи (DKIST) на Гаваях в 2020 году.
На фото хорошо видно, что поверхность Солнца разбита на ячейки в форме многоугольников. Каждая из таких ячеек представляет собой конвекционный поток: в центре ячейки нагретая солнечная плазма из недр светила поднимается вверх, по краям, остыв, опускается вниз.
Аналогичные ячейки можно наблюдать и в земных условиях: они возникают на поверхности вязких жидкостей (мёд, глицерин, масла) при их подогреве снизу. Физикам эти структуры известны как ячейки Бенара - именно эти процессы придают форму некоторым необычным геологическим формированиям, таким как столбчатые базальты.
Правда, на Солнце внутри ячеек Бенара циркулирует не жидкость, а раскалённая плазма, состоящая из заряженных частиц. Поэтому такие циркуляции, как и любое направленное движение заряженных частиц, создают магнитное поле. Это поле сложным образом взаимодействует с "глобальным" магнитным полем Солнца, возникающим из-за его вращения вокруг собственной оси, из-за чего появляются такие эффекты, как солнечные пятна, протуберанцы и, конечно же, солнечные вспышки.
Стоит добавить, что подобное характерно для звёзд с массами порядка солнечных и более лёгких: вещество массивных звёзд, по всей видимости, сжато слишком сильно для поддержания конвекции, и ни ячеек Бенара, ни суперпозиции магнитных полей со всеми вытекающими у них, видимо, не бывает.
Да, кстати: площадь одной ячейки на фото выше может запросто превысить площадь Украины!
Будем признательны за помощь нашему проекту!
На фото хорошо видно, что поверхность Солнца разбита на ячейки в форме многоугольников. Каждая из таких ячеек представляет собой конвекционный поток: в центре ячейки нагретая солнечная плазма из недр светила поднимается вверх, по краям, остыв, опускается вниз.
Аналогичные ячейки можно наблюдать и в земных условиях: они возникают на поверхности вязких жидкостей (мёд, глицерин, масла) при их подогреве снизу. Физикам эти структуры известны как ячейки Бенара - именно эти процессы придают форму некоторым необычным геологическим формированиям, таким как столбчатые базальты.
Правда, на Солнце внутри ячеек Бенара циркулирует не жидкость, а раскалённая плазма, состоящая из заряженных частиц. Поэтому такие циркуляции, как и любое направленное движение заряженных частиц, создают магнитное поле. Это поле сложным образом взаимодействует с "глобальным" магнитным полем Солнца, возникающим из-за его вращения вокруг собственной оси, из-за чего появляются такие эффекты, как солнечные пятна, протуберанцы и, конечно же, солнечные вспышки.
Стоит добавить, что подобное характерно для звёзд с массами порядка солнечных и более лёгких: вещество массивных звёзд, по всей видимости, сжато слишком сильно для поддержания конвекции, и ни ячеек Бенара, ни суперпозиции магнитных полей со всеми вытекающими у них, видимо, не бывает.
Да, кстати: площадь одной ячейки на фото выше может запросто превысить площадь Украины!
Будем признательны за помощь нашему проекту!
Во время мощных землетрясений нередко наблюдается так называемые "геологические молнии" или "огни землетрясений": вспышки электрических разрядов, похожие на обычную грозу.
Природа этих явлений до конца не изучена, хотя физикам известно сразу несколько механизмов электризации, которые могут возникать при землетрясениях. Это могут быть, например, обычное трение пород друг о друга, пьезоэлектризация из-за сдавливания в процессе землетрясения содержащих кварц минералов и т.п. Есть и более экзотические гипотезы - например, предположение о том, что мощные землетрясения могут вызывать локальные возмущения магнитного поля Земли.
Какой именно из этих механизмов отвечает за образование огней землетрясений - пока неясно. Возможно, свою роль играет каждый из них, либо в том или ином случае преобладает один из механизмов, а в других - другие. Проблема в том, что мы пока не умеем предсказывать землетрясения и тем более не можем "подгадать", где следует находиться учёным с оборудованием для того, чтобы зафиксировать огни и изучить их параметры.
Более того, из-за недостатка верифицированных свидетельств некоторые учёные и вовсе ставят под сомнение существование геологических молний как таковых, хотя в целом описания явления в литературе известны с 869 года нашей эры, когда их заметили при землетрясении в Дзёган-Санрику (Япония).
Этим огни землетрясений похожи на шаровые молнии, в существование которых многие учёные тоже не верили до 2012 года, когда шаровая молния случайно попала в поле зрения китайских спектрометров на Тибетском плато.
На видео - огни землетрясения в Мексике 8 сентября 2021 года.
Будем признательны за помощь нашему проекту!
Природа этих явлений до конца не изучена, хотя физикам известно сразу несколько механизмов электризации, которые могут возникать при землетрясениях. Это могут быть, например, обычное трение пород друг о друга, пьезоэлектризация из-за сдавливания в процессе землетрясения содержащих кварц минералов и т.п. Есть и более экзотические гипотезы - например, предположение о том, что мощные землетрясения могут вызывать локальные возмущения магнитного поля Земли.
Какой именно из этих механизмов отвечает за образование огней землетрясений - пока неясно. Возможно, свою роль играет каждый из них, либо в том или ином случае преобладает один из механизмов, а в других - другие. Проблема в том, что мы пока не умеем предсказывать землетрясения и тем более не можем "подгадать", где следует находиться учёным с оборудованием для того, чтобы зафиксировать огни и изучить их параметры.
Более того, из-за недостатка верифицированных свидетельств некоторые учёные и вовсе ставят под сомнение существование геологических молний как таковых, хотя в целом описания явления в литературе известны с 869 года нашей эры, когда их заметили при землетрясении в Дзёган-Санрику (Япония).
Этим огни землетрясений похожи на шаровые молнии, в существование которых многие учёные тоже не верили до 2012 года, когда шаровая молния случайно попала в поле зрения китайских спектрометров на Тибетском плато.
На видео - огни землетрясения в Мексике 8 сентября 2021 года.
Будем признательны за помощь нашему проекту!
👍4
Это калифорний-252 - одно из самых дорогих веществ на Земле: 1 его грамм стоит порядка 7 миллионов долларов.
Калифорний-252 ценен как мощный источник нейтронов: каждый грамм этого вещества в секунду испускает 2,4 на 10 в 15 степени (миллион миллиардов) нейтронов. Благодаря этому калифорний-252 используется в ядерных реакторах, является компонентом датчиков, основанных на прохождении через вещество нейтронного потока, применяется в геологоразведке, медицине (нейтронная радиотерапия) и других областях.
Период полураспада калифорния-252- 6,5 года, так что долго хранить его не получится. Производство же этого вещества достаточно трудоёмко: для этого "оружейный" плутоний-239 облучают мощным нейтронным потоком в недрах ядерных реакторов. При этом из 10 килограммов плутония получается лишь 1 грамм калифорния.
Лучшим способом получения калифорния является... подрыв термоядерной или нейтронной бомбы. Но по понятным причинам на практике он не применяется.
В мире в год производят около 50 микрограмм (миллионная доля грамма) калифорния-252, а одновременно в мире существует не более 10 грамм этого вещества. Произвдством калифорния-252 занимаются всего в двух местах в мире: в Окриджской национальной лаборатории в Соединенных Штатах и Государственном научном центре Российской Федерации НИИАР.
Кстати, калифорний-252 способен поддерживать цепную реакцию ядерного распада, причём критическая масса для металлического калифорния составляет лишь 1,8 грамма. Поэтому теоретически из калифорния-252 можно сделать ядерную бомбу размером с пулю! Правда, стоимость данного боеприпаса будет слишком большой для того, чтобы эта идея получила практическое воплощение.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Калифорний-252 ценен как мощный источник нейтронов: каждый грамм этого вещества в секунду испускает 2,4 на 10 в 15 степени (миллион миллиардов) нейтронов. Благодаря этому калифорний-252 используется в ядерных реакторах, является компонентом датчиков, основанных на прохождении через вещество нейтронного потока, применяется в геологоразведке, медицине (нейтронная радиотерапия) и других областях.
Период полураспада калифорния-252- 6,5 года, так что долго хранить его не получится. Производство же этого вещества достаточно трудоёмко: для этого "оружейный" плутоний-239 облучают мощным нейтронным потоком в недрах ядерных реакторов. При этом из 10 килограммов плутония получается лишь 1 грамм калифорния.
Лучшим способом получения калифорния является... подрыв термоядерной или нейтронной бомбы. Но по понятным причинам на практике он не применяется.
В мире в год производят около 50 микрограмм (миллионная доля грамма) калифорния-252, а одновременно в мире существует не более 10 грамм этого вещества. Произвдством калифорния-252 занимаются всего в двух местах в мире: в Окриджской национальной лаборатории в Соединенных Штатах и Государственном научном центре Российской Федерации НИИАР.
Кстати, калифорний-252 способен поддерживать цепную реакцию ядерного распада, причём критическая масса для металлического калифорния составляет лишь 1,8 грамма. Поэтому теоретически из калифорния-252 можно сделать ядерную бомбу размером с пулю! Правда, стоимость данного боеприпаса будет слишком большой для того, чтобы эта идея получила практическое воплощение.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍2
Крабовидная туманность NGC 1952 похожа на что угодно, но не на краба. Однако именно так её решил назвать астроном Уильям Парсонс, которому она напомнила "краба-подкову" (horseshoe crab), или по-русски мечехвоста (лат. Xiphosurida) который технически не краб, а представитель водных хелицеровых из класса меростомовых.
Разгадка в том, что телескоп у Парсонса был не очень, на мечехвоста NGC 1952 похожа чуть менее чем никак, да и мечехвост не краб, но название прижилось - в физике и особенности в астрономии так бывает.
И да, возникла Крабовидная туманность в результате взрыва сверхновой, которая наблюдалась с Земли 4 июля 1054 года. Результатом взрыва стала нейтронная звезда-пульсар PSR B0531+21, а то, что мы наблюдаем как туманность - внешние оболочки звезды, выброшенные взрывом.
На картинках NGC 1952 в видимом свете от телескопа Хаббл, она же в рентгеновском диапазоне от Чандры, то, как её увидел в свой телескоп Парсонс в 1844-м, а также тот самый мечехвост.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Разгадка в том, что телескоп у Парсонса был не очень, на мечехвоста NGC 1952 похожа чуть менее чем никак, да и мечехвост не краб, но название прижилось - в физике и особенности в астрономии так бывает.
И да, возникла Крабовидная туманность в результате взрыва сверхновой, которая наблюдалась с Земли 4 июля 1054 года. Результатом взрыва стала нейтронная звезда-пульсар PSR B0531+21, а то, что мы наблюдаем как туманность - внешние оболочки звезды, выброшенные взрывом.
На картинках NGC 1952 в видимом свете от телескопа Хаббл, она же в рентгеновском диапазоне от Чандры, то, как её увидел в свой телескоп Парсонс в 1844-м, а также тот самый мечехвост.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍1