Новости физики и космоса 

Выпуск 26 (101) 16 - 31 января 

Престижная премия по астрономии присуждена двум русским ученым и одному американскому

Шведская Королевская академия наук объявила лауреатов премии Крафурда 2008 года. Лауреатами в области астрономии и математики стали Максим Концевич, Рашид Сюняев и Эдвард Виттен, сообщает академия в своем пресс-релизе.

Премия была учреждена в 1980 году изобретателем искусственной почки Хольгером Крафурдом (Holger Crafoord) и его женой Анной-Гретой (Anna-Greta). Премия вручается ежегодно в одной из номинаций: достижения в астрономии и математике, науках о Земле, науках о живом и изучении заболевания полиартрит. В этом году была очередь номинации астрономии и математики.

Половину премии (250 тысяч долларов) получат американец Эдвард Виттен и работающий во Франции россиянин Максим Концевич за "важный вклад в математику, на который исследователей вдохновила теоретическая физика".

Вторую половину получит россиянин Рашид Сюняев, работающий в России и Германии, "за важнейший вклад в астрофизику высоких энергий и космологию". Особенно подчеркивается значение работ Сюняева по исследованиями черных дыр и нейтронных звезд, а также космического фонового излучения.

Награждение состоится 23 апреля в Королевской академии наук в Стокгольме в присутствии короля Швеции Карла XVI Густава.

Физики спроектировали звуковую "шапку-невидимку"

Сразу две группы исследователей независимо друг от друга теоретически обосновали возможность существования звуковой "шапки-невидимки", которая могла бы полностью изолировать накрытое ею пространство от звуковых волн, не искажая их. Третья группа начала работу по созданию шапки, сообщает PhysicsWorld.

За последние годы было показано, что возможно сделать объект "невидимым" в электромагнитных волнах (к которым относится, в частности, видимый свет). Для этого, упрощенно говоря, объект должен быть заключен в специальную оболочку, которую волны будут обтекать, не испытывая ни малейшего искажения. Тогда даже глядя прямо на объект, наблюдатель будет видеть как бы "сквозь него", совершенно не замечая его самого.

Звук тоже представляет собой волну, поэтому ученые заинтересовались возможностью создания "звуковых невидимок". Такая технология могла бы защищать, например, подводные лодки от звуковых радаров, а также использоваться для улучшения характеристик концертных залов.

Сравнительно легко показать, что можно создать цилиндрическую оболочку, которая будет изолировать объект от звуковых волн, распространяющихся в любой из плоскостей, перпендикулярной оси цилиндра. Однако для защиты от волн, свободно распространяющихся в трехмерном пространстве во всех направлениях, необходима сферическая оболочка. До сих пор не было известно, возможна ли она для звуковых волн хотя бы теоретически.

Сразу две группы - одна из университета Дьюка в США, вторая из Гонконгского научно-технологического университета - доказали, что создание сферической "шапки-неслышимки" возможно. Как и "шапка-невидимка", она должна состоять из материала с очень необычными физическими свойствами (в частности, нестандартными плотностью и сжимаемостью, которые к тому же должны быть разными на разных ее участках). В природе подобные материалы не встречаются, поэтому необходимо использовать так называемые метаматериалы.

Жорес Алферов возглавил секцию нанотехнологий в РАН

Депутат Госдумы от КПРФ, вице-президент Российской академии наук Жорес Алферов возглавил секцию нанотехнологий в отделении нанотехнологий и информационных технологий РАН, сообщает в понедельник РИА Новости со ссылкой на самого Алферова.

Накануне правительство РФ утвердило поправку к уставу РАН, согласно которой отделение информационных технологий и вычислительных систем преобразовано в отделение нано- и IT-технологий. Об этом стало известно ранее в понедельник. Руководить этим отделением продолжит президент Курчатовского института, секретарь Общественной палаты Евгений Велихов.

Михаил Прохоров займется нанотехнологиями

Группа "Онэксим", принадлежащая совладельцу "Норникеля" Михаилу Прохорову, собирается инвестировать сто миллионов долларов в строительство научно-технического комплекса "Старопетровский", где будут проводиться исследования в области нанотехнологий. Об этом сообщает "Ведомости".

Как ожидается, комплекс будет открыт в 2008 году в здании института "Гипростанок". Вторая очередь "Старопетровского" запланирована к вводу в эксплуатацию к 2010 году.

Американские ученые создали микроскопический приемник из нанотрубок

Американские ученые создали радиоприемник из углеродных нанотрубок, сообщает Reuters. Размер приемника оказался меньше песчинки.

Устройство было создано и протестировано совместными усилиями компании Northrop Grumman Corp Electronics Systems и исследователей из Университета Иллинойса. Крохотный радиоприемник работает с наушниками и антенной традиционного размера. В качестве теста создатели устройства прослушали отчет о состоянии движения на дорогах одной из радиостанций Балтимора.

Ученые скопировали у геккона технологию прилипания

Группа ученых из Калифорнийского университета в Беркли создала новый клеящийся материал, который легко прилипает к поверхности, легко отлипает от нее и выдерживает большую нагрузку, сообщает Национальный научный фонд США в своем пресс-релизе.

Разработчики использовали технологию, которая позволяет геккону держаться на вертикальной поверхности и быстро по ней перемещаться. Новый материал частично копирует подошву геккона: он состоит из миллионов маленьких пластиковых волокон длиной 15-20 микрометров и диаметром 0,6 микрометра.

Материал прилипает к поверхности не под давлением, как обычный скотч, а при скольжении (точнее, попытки скольжения) вдоль нее. Волокна наклоняются, резко увеличивая площадь соприкосновения ленты и материала, за счет чего прочность связи быстро возрастает. Соответственно, закрепленная на поверхности липкая лента может удерживать сравнительно большой груз (два квадратных сантиметра ленты удерживают до 400 граммов), не отлепляясь и не соскальзывая. Более подробная технология описывается в статьях разработчиков в Journal of The Royal Society Interface.

Ленту очень легко отлепить, после чего волокна возвращаются в нормальное положение. Соответственно, лента может использоваться многократно.

Химики заставили инертный ион урана вступить в реакцию

Химики заставили инертный диоксоуран (уранил, UO22+) вступить в реакцию. Это достижение может пригодиться для очистки окружающей среды от урановых отходов, сообщает журнал Nature.

Диоксоуран представляет серьезную опасность: во-первых, все его растворимые соли ядовиты (например, UO2(NO3)2), во-вторых, входящий в его состав уран может быть радиоактивным. Диоксоуран попадает в окружающую среду, в частности, с отходами от добычи урана, ядерных электростанций, производства ядерного оружия.

Особенности строения UO22+ делают его сравнительно инертным. Связь между атомами урана и кислорода очень сильна, за счет чего кислород не образует никаких других прочных связей. Соответственно, до сих пор было практически невозможно получить нерастворимую соль диоксоурана. Это сильно затрудняет очистку окружающей среды от него.

Химики из университета Эдинбурга создали специальную органическую молекулу, которую они сами сравнивают с Пакманом - персонажем старой компьютерной игры, напоминающим колобка с большой пастью. "Пакман" "заглатывает" один из атомов кислорода, что слегка изменяет форму молекулы и ослабляет связь урана со вторым атомом кислорода. Второй атом становится более реакционноспособным - в частности, может соединяться с кремнийсодержащими группами "Пакмана".

В США создан реактивный двигатель размером с сигарету

В США разработан миниатюрный реактивный двигатель для беспилотных летательных аппаратов, сообщает Engadget.

Размеры двигателя, созданного с использованием нанотехнологий, не превышают размеров обычной сигареты, что позволяет использовать его в аппаратах длиной 15 сантиметров и меньше. Солдат может нести контейнер с несколькими такими БПЛА, при необходимости поднимая в воздух целый "рой" беспилотников.

Темную материю положили на музыку

Астроном Присцилла Кашмэн (Priscilla Cushman) и музыкант Карл Рамберг (Carl Ramberg) перевели показания детектора слабовзаимодействующих массивных частиц CDMS в музыку и выложили ролик на YouTube, сообщает PhysOrg.

Темная материя, существование которой пока не доказано, но подтверждается многими астрономическими наблюдениями, не участвует ни в каких электромагнитных взаимодействиях и потому невидима. Она, однако, имеет массу, поэтому участвует в гравитационных взаимодействиях. Предполагается, что темной материи во Вселенной гораздо больше, чем обычной.

Гипотетическая частица темной материи по-английски называется WIMP (Weakly Interacting Massive Particle - слабовзаимодействующая массивная частица, ср. также wimp - зануда), по-русски иногда используется термин вимп. Вимп очень мал, невидим для электромагнитного излучения, но обладает значительной массой, а потому может быть обнаружен (если вообще существует).

Для поиска вимпов и проверки гипотезы о темной материи был построен детектор СDMS (Cryogenic Dark Matter Search, криогенный поиск темной материи). Охлажденный до сверхнизких температур детектор максимально изолирован от "шумов" - расположен в подземной шахте, покрыт слоем свинца. Тем не менее, случайные частицы все равно часто попадают в него.

Роскосмос пообещал улучшить работу ГЛОНАСС

Роскосмос пообещал учесть все замечания, высказанные на коллегии 23 января первым вице-премьером Сергеем Ивановым относительно навигационной системы ГЛОНАСС, сообщает РИА Новости со ссылкой на слова пресс-секретаря Роскосмоса Александра Воробьева.

"В Роскосмосе с пониманием восприняли все замечания, высказанные в ходе коллегии Роскосмоса первым вице-премьером Сергеем Борисовичем Ивановым, и готовы в самое ближайшее время реализовать его указание по дальнейшему развертыванию и повышению качества работы российской спутниковой навигационной группировки ГЛОНАСС", - сказал Воробьев.

Так, например, к 10 февраля 2008 года будут введены в строй спутники номер 21, 22 и 23, выведенные на орбиту в декабре 2007 года. После этого покрытие России беспрерывным высокоточным навигационным сигналом составит около 90 процентов, покрытие остальных стран - около 80 процентов.

Астрономы "погасили" звезду для наблюдений за пылью вокруг нее

Астрономы изучили распределение пыли при вспышке новой звезды в системе из белого карлика и красного гиганта. Для этого использовалась специальная технология "гашения" чрезмерно яркого света звезды, мешающего наблюдать за более тусклыми объектами, сообщает NASA.

Название новая звезда обманчиво - на самом деле никаких новых звезд при вспышке новой не возникает. Вспышкой новой называют резкое увеличение двойной системы: красного гиганта и белого карлика. Красный гигант постепенно сбрасывает свою газовую оболочку, а белый карлик поглощает (аккрецирует) выбрасываемое им в пространство вещество. Когда на поверхности белого карлика накапливается критическая масса вещества, происходит термоядерный взрыв, который увеличивают светимость звезды в сотни или тысячи раз. Процесс может повторяться многократно.

Интерес для астрономов представляет не только сама новая, но и то, что происходит вокруг нее - в частности, с распределенной в пространстве пылью. Яркость звезды, однако, настолько велика, что увидеть в телескоп что-либо, кроме нее, затруднительно.

В обсерватории Кек на горе Мауна-Кеа на Гавайях была разработана технология подавления света от "слишком" ярких объектов. Специальный "гаситель" (nuller) блокирует свет, позволяя лучше рассмотреть более тусклые объекты.

Новая звезда в системе RS созвездия Змееносца вспыхивала в 1898, 1933, 1958, 1967 и 1985 годах. Когда 12 февраля 2006 года была зафиксирована очередная вспышка, астрономы тут же начали за ней наблюдения с использованием технологии "гашения". Ранее предполагалось, что при вспышке новой образуется большое количество пыли. Новые наблюдения, однако, противоречат этой гипотезе.

В яркой зоне пыли не оказалось вовсе (вероятно, она была испарена взрывной волной), но на расстоянии около трех миллиардов километров была обнаружена силикатная пыль. Дотуда взрывная волна еще не дошла, так что пыль заведомо старше взрыва.

Астрономы не смогли выбрать между темной энергией и новой гравитацией

Международный коллектив, в который входил 51 астроном из 24 научных учреждений, опубликовал в журнале Nature отчет о беспрецедентно масштабном исследовании, целью которого была проверка гипотезы о темной энергии.

В 1998 году астрономы выясняли, что происходит со скоростью расширения Вселенной: она уменьшается или остается неизменной. Неожиданно оказалось, что скорость увеличивается, то есть Вселенная расширяется с ускорением. Этого не могла объяснить ни одна из существующих теорий, поэтому появилась гипотеза о темной энергии.

Предполагается, что гипотетическая темная энергия заполняет все пространство и имеет особую характеристику, называемую отрицательным давлением. За счет отрицательного давления темная энергия вызывает гравитационное отталкивание: массивные объекты не притягиваются друг к другу, как предписывает теория гравитации, а отталкиваются, что и объясняет ускорение расширения. Влияние темной энергии становится достаточно сильным только в очень больших масштабах.

Появились разные, противоречащие друг другу теории темной энергии. Некоторые ученые предлагали отказаться от введения темной энергии и объяснить разбегание, изменив теорию гравитации (в частности, вернув в уравнения Эйнштейна отвергнутую космологическую постоянную). Для проверки этих гипотез не хватало экспериментальных данных.

Коллектив под руководством Луиджи Гуццо (Luigi Guzzo) разработал способ проверки гипотез о темной энергии. Движение галактик определяется не только расширением Вселенной, но и их обычным гравитационным взаимодействием между собой. Измеряя красное смещение спектра разбегающихся галактик, астрономы составляют карты далеких областей Вселенной, но гравитационное взаимодействие близких галактик вносит в эти карты сравнительно небольшие искажения. Группа Гуццо пришла к выводу, что, тщательно исследовав характер этих искажений, можно будет лучше понять характер разбегания галактик, а с ним - и природу темной энергии.

Используя оборудование Очень большого телескопа в Чили, астрономы изучили спектр 13 тысяч галактик. Исследование велось "в двух временах": сравнивались данные возрастом более семи миллиардов лет и сравнительно "современные" данные.

Результаты оказались несколько разочаровывающими: точности и количества измерений недостаточно, чтобы с уверенностью поддержать одну из конкурирующих гипотез о характере расширения Вселенной. С другой стороны, наблюдения подтверждают, что традиционные теории не могут адекватно описать разбегание галактик, поэтому какие-то изменения необходимы. В первом приближении введение темной энергии - удовлетворительное решение.

Зачатые в космосе тараканы развиваются быстрее обычных

Тараканы, зачатые в космосе, развиваются гораздо быстрее обычных, сообщает РИА Новости со ссылкой на слова куратора эксперимента "Адаптация", ассистента кафедры биологии и экологии воронежской Медакадемии Дмитрия Атякшина.

Тараканы были зачаты в невесомости во время 12-дневного полета спутника "Фотон-М3" в сентябре 2007 года. Их родители сразу после возвращения оказались под пристальным наблюдением ученых. Во второй половине октября тараканы-путешественники дали первое потомство.

"Сегодня уже с уверенностью можно говорить, что "космические" тараканы растут и развиваются быстрее, а также значительно выносливее обычных - земных - тараканов", - говорит Атякшин. У "космических" тараканов быстрее происходит общий рост, растут усы и конечности, темнеет хитиновый покров (при рождении он прозрачный, потом постепенно становится коричневым), Кроме того, тараканы передвигаются гораздо быстрее обычных.

На фотографии Марса найдена человекоподобная фигура

В мировой прессе началось активное обсуждение человекоподобной фигуры, обнаруженной на фотографии поверхности Марса, которую сделал в ноябре 2007 года марсоход "Спирит".

На фотографии, опубликованной в нескольких вариантах на сайте NASA, действительно отчетливо виден некий объект, напоминающий человеческую фигуру с протянутой рукой.

NASA пока никак не прокомментировало фигуру. В описании изображения сообщается, что оно скомпоновано из нескольких снимков, сделанных панорамной камерой "Спирита" с 6 по 9 ноября 2007 года. Марсоход делал фотографии, находясь в кратере Гусева, на западном краю плато, известного под названием "Основная база" (Home Plate).

Местность на снимке (имеется в виду полномасштабный снимок, а не приведенный выше фрагмент) простирается с юго-запада (левый край) на северо-восток (правый край). На переднем плане - западный край "Основной базы". Гора на среднем плане в левой трети фотографии - хребет Циолковского, удаленный от края плато примерно на 30 метров. Напомним, что цвет снимка не вполне соответствует истинному цвету рельефа. Здесь снимок представлен в более точном цвете.

Во многих новостных источниках можно встретить утверждение "на Марсе нашли жизнь", однако ни один профессиональный астроном пока не подтвердил эту точку зрения. Ее сторонники предполагают, что фигура - попавший в кадр марсианин (многие почему-то уверены, что марсианка).

"Мессенджер" нашел на Меркурии уникальную паукообразную структуру и сильное магнитное поле

Во время рекордного приближения космического аппарата "Мессенджер" к Меркурию в середине января был сделан 1231 снимок, в том числе снимки прежде не наблюдавшейся половины планеты, и проведено множество измерений, часть из которых уже заставила астрономов задуматься, сообщается на сайте миссии.

В середине бассейна Жары (также бассейн Калорис, Caloris basin) была обнаружена необычная структура, получившая название "Паук": сеть из сотен длинных узких впадин с плоским дном (грабенов), расходящаяся в стороны от центра. Недалеко от центра есть заметный кратер, однако пока неясно, имеет ли отношение к возникновению "Паука" или же образовался позже.

Данные с "Мессенджера" позволили уточнить размеры и самого бассейна Жары: сейчас его протяженность от края до края оценивается в 1550 километров (по данным "Маринера" - предыдущего исследователя Меркурия - около 1300 километров). Равнины в бассейне имеют более высокое альбедо (коэффициент отражения солнечного света), чем равнины вне его. Со впадинами на поверхности Луны, которую раньше считали очень похожей на Меркурий, дело обычно обстоит ровно наоборот, ученые выясняют причину такого различия.

Меркурий отличается от Луны также наличием большого числа высоких скал и уступов, а также внешним видом метеоритных кратеров. Одна из возможных причин - высокая плотность, вызывающая аномально высокую для такой маленькой планеты гравитацию. Поверхностная гравитация Меркурия примерно такая же, как у Марса (38 процентов от земной), но Марс при этом в 2,7 раза больше Меркурия по объему.

Измерения "Мессенджера" показали, что со времен состоявшегося более 30 лет назад визита "Маринера" магнитное поле Меркурия почти не изменилось и позволили уточнить его свойства. Магнитосфера похожа на земную и, хотя является менее мощной, довольно успешно защищает планету от солнечного ветра - постоянного потока заряженных частиц.

В отличие от магнитосферы Земли, магнитосфера Меркурия не имеет радиационных поясов (поясов Ван-Аллена): тороидальных областей, в которых удерживаются и накапливаются заряженные частицы высоких энергий.

Из планет земной группы только Земля и Меркурий имеют магнитные поля, которые, по-видимому, обеспечиваются свойствами жидкого металлического ядра. С другой стороны, маленький размер Меркурия должен был давно уже привести к остыванию и затвердеванию ядра, так что природа его магнитного поля загадочна.

Астрономы описали судьбу белого карлика при встрече с черной дырой

Американские астрономы промоделировали встречу белого карлика с черной дырой промежуточной массы. Расчеты показывают, что белый карлик погибнет в результате термоядерного взрыва, который будет виден как вспышка сверхновой особого типа, сообщают ученые в статье, принятой к печати в Astrophysical Journal Letters.

Белый карлик - конечная стадия эволюции не очень массивных звезд типа нашего Солнца. В белом карлике, в отличие от обычной звезды, уже не идет термоядерный синтез, поэтому светится он, как правило, только за счет остывания. Тем не менее, при определенных условиях карлик может вспыхнуть повторно: например, взорваться как новая звезда или как сверхновая типа Ia. Калифорнийские исследователи описали еще один возможный случай: встречу с черной дырой промежуточной массы.

В настоящее время доказано существование двух типов черных дыр: звездных масс и сверхмассивных. Первые являются конечным этапом эволюции массивных звезд и сравнительно невелики (до нескольких десятков масс Солнца), происхождение вторых до конца не выяснено, их масса практически не ограничена (может составлять миллиарды масс Солнца). Предполагается, однако, что существуют и черные дыры промежуточной массы (от 500 до 1000 масс Солнца).

Калифорнийские астрономы промоделировали встречу такой дыры с белым карликом. Для расчета всех газодинамических, гравитационных, ядерных и других процессов, занимающих в реальном времени доли секунды, потребовались недели компьютерного времени.

Гравитация дыры сожмет карлик практически в блин (левый верхний фрагмент иллюстрации), что приведет к резкому повышению температуры и последующему термоядерному взрыву (левый нижний фрагмент: большая часть вещества выбрасывается в пространство, остальное падает по направлению к черной дыре). Оставшееся вещество образует аккреционный диск вокруг черной дыры, который испускает рентгеновские лучи и может быть зафиксирован, например, орбитальной обсерваторией "Чандра".

Россия и Казахстан окончательно договорились о компенсации за упавший "Протон"

Величина компенсации, которую Россия выплатит Казахстану за сентябрьскую аварию ракеты "Протон-М", окончательно утверждена, сообщает РИА Новости. В соответствии с протоколом, который подписал в Астане глава Роскосмоса Анатолий Перминов, республика получит 291 миллион 861 тысячу 367 тенге (около 2,4 миллиона долларов).

О том, что компенсация за ущерб от падения ракеты согласована, сообщалось еще в декабре 2007 года. При этом называлась похожая цифра (2,5 миллиона долларов). Правда, в конце декабря выяснилось, что соглашение о компенсации еще не подписано.

Ранее казахское Министерство по охране окружающей среды оценило ущерб от аварии в миллиард тенге (около 8,5 миллионов долларов). А МЧС республики подсчитало, что казахская сторона должна получить около девяти миллиардов тенге (около 74,6 миллиона долларов).

Наблюдатели отмечали, что при согласовании графика запусков с космодрома Байконур Астана может вновь поднять вопрос о сумме компенсации. Власти республики требуют сократить количество стартов "Протонов", ссылаясь на то, что выбросы от токсичного ракетного топлива и падение отработанных ступеней наносят значительный ущерб экологии.

Дальневосточный космодром начнут строить в этом году

Работы по созданию нового космодрома в Дальневосточном регионе Роскосмос начнет уже в этом году, сообщает "Интерфакс" со ссылкой на слова первого вице-премьера Сергея Иванова.

На встрече президента с членами правительства в понедельник, 21 января, Иванов сообщил, что поручение по созданию нового российского космодрома Роскосмос должен начать выполнять в 2008 году. Вице-премьер отметил, что он будет присутствовать на итоговой комиссии Роскосмоса 23 января, где будет рассматриваться этот вопрос.

Ранее сообщалось, что новый космодром "Восточный" в Амурской области будет готов к выполнению всех задач, кроме пилотируемых запусков, к 2015 году, а к запускам пилотируемых аппаратов - к 2018 году.

Cуществующие в России на данный момент космодромы (например, Плесецк) уступают по возможностям Байконуру. Они пригодны для запуска ограниченного числа ракет-носителей, не могут использоваться для пилотируемых запусков. Говоря о необходимости постройки собственного российского космодрома, руководитель Роскосмоса Анатолий Перминов отмечал, что она не означает отказ от эксплуатации Байконура.

Иванов также подчеркнул важность 2008 года для перспектив развития космической деятельности. В первой половине года состоится заседание Совбеза РФ, на котором планируется "определить перспективы развития космической деятельности в России до 2020 года и на дальнейшую перспективу". Особое внимание предполагается уделить проекту спутниковой навигации ГЛОНАСС.

C Байконура стартовал "Протон-М" со спутником связи

Ракета-носитель "Протон-М" с разгонным блоком "Бриз-М" и российским телекоммуникационным спутником "Экспресс-АМ33" стартовала в понедельник утром с космодрома Байконур, сообщает "Интерфакс".

Запуск состоялся в 03:17 по московскому времени. В расчетное время - через девять минут - космический аппарат и разгонный блок были выведены на орбиту, сообщил руководитель пресс-службы Космических войск России.

Выход на целевую орбиту самого спутника и отделение от него разгонного блока запланировано на 12:20 по московскому времени, уточнили представители Государственного космического научно-производственного центра (ГКНПЦ) имени Хруничева, где были изготовлены ракета "Протон-М" и разгонный блок "Бриз-М".