Новости физики и космоса. 

Выпуск 16 (40) 21 мая - 26 июня

Физик увидел модель Вселенной в ядерном реакторе

Физик из Массачусетского технологического института собирается смоделировать распределение галактик во Вселенной с помощью ядерного реактора, сообщает New Scientist. Нильс Бассе, изучающий физику плазмы, случайно увидел детальную карту звездного неба и пришел к выводу, что уже сталкивался с похожим распределением объектов в своей области.

Уравнения, описывающие флуктуации плотности плазмы в специальном реакторе-стеллараторе, и уравнения для плотности галактик в зависимости от расстояния до них, достаточно просты и достаточно похожи. Причину этого американский физик видит в том, что Вселенная "унаследовала" структуру высокотемпературного протовещества, образовавшегося вскоре после Большого Взрыва.

Считается, что кварк-глюонная плазма предшествовала появлению "обычных" элементарных частиц, составляющих сейчас большую часть Вселенной. Некоторое время назад американские физики воссоздали ее в лабораторных условиях, что привело к неожиданным результатам.

Физики воссоздали орган слуха сверчка

Физики из голландского университета Твенте сумели воспроизвести орган слуха лесного сверчка (Nemobius sylvestris), сообщает PhysicsWeb. Гийс Крийнен, Ремко Вигеринг и их сотрудники участвуют в проекте CICADA (Cricket Inspired perCeption and Autonomous Decision Automata), цель которого - "скопировать" при создании роботов как можно больше свойств живого организма.

Слуховые волоски, которыми покрыто тело сверчка, считаются одним из самых чувствительных акустических инструментов. Кузнечик воспринимает не только частоту и интенсивность звуковой волны, но и направление, в котором распространяется сигнал. Биологи связывают это с образом жизни насекомого, которое среди лесных шумов должно различать прыжок паука или полет более крупного хищника на заметном расстоянии. Помимо этого, внутривидовое общение у сверчков и кузнечиков тоже происходит посредством особых звуковых сигналов.

Свойства природного "распределенного уха" воспроизводит мембрана-конденсатор переменной формы, которая покрыта полимерными нитями. Колебания воздуха передаются мембране и заставляют ее изменять емкость.

Слияние белых карликов порождает гравитационные волны

Космический телескоп Chandra обнаружил самый мощный источник гравитационных волн в Галактике, сообщает Science Daily. Им оказалась пара звезд, которые вскоре должны "слиться" в одну. Два белых карлика, разделенные сейчас вчетверо меньшей дистанцией, чем Земля и Луна, обращаются вокруг общего центра масс, и период этого движения непрерывно уменьшается (на 1,2 миллисекунды в год) одновременно с расстоянием между ними.

Гравитационные волны сопровождают ускоренное движение массивных объектов, так же как и электромагнитные - движение зарядов. Период обращения двойной системы равен примерно пяти минутам, что при небольшом диаметре орбиты приводит к огромной величине центробежного ускорения.

Волны "уносят" значительное количество энергии, и для описания такой системы вполне подходит - с точностью до замены "электромагнитного" на "гравитационное" - доквантовая модель атома, где из-за излучения движение электрона заканчивается его падением на ядро.

Ближайшая к нам галактика - втрое больше, чем предполагалось

Астрономы обнаружили, что одна из самых популярных и наиболее изученных галактик - туманность Андромеды - втрое больше, чем считалось ранее, сообщает New Scientist. К такому выводу привели наблюдения, проделанные с помощью "фасеточного" 10-метрового телескопа Keck на Гавайских островах.

Ученые исследовали движение звезд, которые, как они полагали, находились за пределами рукавов спиральной галактики и должны были испытывать только слабое влияние с ее стороны. В соответствии с современными моделями, их следовало считать случайно захваченными при сближении двух звездных систем. Но оказалось, что "периферические" небесные тела движутся почти синхронно "основным".

Рассеянные звезды на периферии галактик называют "гало" по аналогии с известным оптическим явлением в атмосфере, когда вблизи яркого объекта виден "ложный" источник света. Теперь то, что считалось гало туманности Андромеды, астрономы склонны включать в состав галактического диска. С учетом этого обстоятельства, по подсчетам Скотта Чепмена из Калифорнийского технологического института, его диаметр составляет 220 тысяч световых лет, а не 70-80, как было принято думать.

Однако далеко не все исследователи удовлетворены результатом. Родриго Ибата, сотрудник Страсбургской обсерватории, утверждает, что поведение туманности не согласуется с численными моделями. Возможно, многие из них будут подвергнуты пересмотру, а пока астрономы намерены выяснить, является ли "ложное гало" особенностью туманности Андромеды или характерно для всех спиральных галактик.

Космический телескоп зафиксировал вспышку "мертвой" звезды

Космический телескоп Spitzer обнаружил, что "погибшая" звезда в центре туманности Cassiopeia A все еще активна. Взрыв сверхновой в созвездии Кассиопеи зафиксировал английский астроном Джон Флемстед в 1680 году, а в двадцатом веке место катаклизма отождествили с мощнейшим (после Солнца) источником космического радиоизлучения. Теперь астрономы уверены, что последняя вспышка произошла менее 50 лет назад.

Облако плазмы, выделившейся при взрыве, имеет температуру около 50 миллионов градусов Кельвина и непрерывно расширяется. В его центре находится сверхплотная нейтронная звезда. Как считалось раньше, она образовалась в результате гравитационного коллапса и может быть названа "мертвой", поскольку ее свет заметно слабее, чем до взрыва.

Наблюдения, сделанные космическим телескопом, опровергают эту точку зрения. Некоторое время назад Spitzer заметил слой пыли внутри туманности, светящийся в инфракрасных лучах. Последующие фотографии, на первый взгляд, свидетельствовали о явлении, противоречащем законам физики: пыль двигалась со скоростью света. Вскоре ученым удалось устранить противоречие: сквозь пыль перемещался отствет от вспышки, случившейся на нейтронной звезде.

Вблизи Фомальгаута нашли невидимые кометы

Космический телескоп Hubble обнаружил на расстоянии 25 световых лет от Земли пылевое кольцо необычной формы, сообщает New Scientist. Кольцо окружает одну из самых ярких звезд - Фомальгаут (созвездие Южная Рыба).

От диффузной границы кольца к центру направлены лучи. Ученые считают, что это - "следы" комет и астероидов, которые устремляются к звезде с внешней области кольца. Ее сравнивают с "поясом Койпера" - участком на периферии Солнечной системы, где "хранятся" астероиды и будущие кометные ядра.

Предметом отдельного исследования стала лакуна с резко очерченными границами в центре. По мнению астрономов, она образовалась благодаря крупной планете, которая при движении по орбите "выметает" пыль. Притяжение с ее стороны - возможная причиной того, что небольшие тела изменяют свои траектории и покидают кометно-астероидный пояс. Косвенное подтверждение этой версии усматривают в асимметрии кольца: если бы сам Фомальгаут был единственным массивным объектом в системе, пыль "слева" и "справа" распределилась бы равномерно.

Магнитная аномалия вызвала полярное сияние на Марсе

На Марсе впервые было замечено полярное сияние, сообщается в пресс-релизе ESA. Космический аппарат Mars Express, принадлежащий Европейскому космическому агентству, сфотографировал светящуюся полосу длиной около 30 километров на фоне темной стороны планеты.

Земные полярные сияния объясняются тем, что заряженные частицы ускоряются магнитным полем планеты и сталкиваются с атомами или молекулами в верхних слоях атмосферы, заставляя их флуоресцировать. Сияния проще наблюдать в верхний широтах, где напряженность поля выше.

Похожие явления были зафиксированы на Юпитере, Сатурне, Уране, Нептуне. Венера, как и Марс, не обладает собственным магнитным полем, но частицы "солнечного ветра" движутся вблизи нее и так достаточно быстро, а атмосфера Венеры намного плотнее марсианской.

Что касается Марса, то причина, скорее всего, заключена в локальной магнитной аномалии. Точка, над которой наблюдалось сияние, соответствует месту залегания магнитных минералов.

Поиском внеземных цивилизаций занялся новый сверхтелескоп

Участники проекта SETI, ставящего целью найти внеземные цивилизации, провели пробную серию наблюдений с помощью новой сети радиотелескопов. Allen Telescope Array расположен на территории около 360 тысяч квадратных метров и обошелся создателям в 35 миллионов долларов.

"Распределенный сверхтелескоп" представляет собой систему из 350 металлических антенн. В отличие от оптических телескопов, использование которых ограничено ночным временем, он позволяет собирать и анализировать информацию непрерывно. С его помощью за ближайшие два десятилетия надеются исследовать около миллиона звезд.

В конце 1950-х годов астрономы пришли к мысли, что "рукотворные" сигналы из космоса вероятнее всего "услышать" в радиодиапазоне. Вскоре поисками занялись сотрудники обсерваторий нескольких государств, а в 70-х минувшего столетия проектом заинтересовалось NASA, однако 12 лет назад Конгресс США отказался от его финансирования.

Cassini обнаружил на Титане гигантское красное пятно

Аппарат Cassini обнаружил на Титане, крупнейшем спутнике Сатурна, красное пятно диаметром около 500 километров. Ученые считают его геологически активным регионом, однако затрудняются объяснить происхождение пятна. Среди версий - криовулканизм, столкновение с астероидом и "локализованные" атмосферные процессы.

Температура странной области, по мнению ученых, может быть заметно выше, чем у окрестностей. Косвенным подтверждением гипотезы служит то обстоятельство, что пятно заметно выделяется на снимках, сделанных инфракрасной камерой.

Прочие "яркие" детали на фотографиях Титана были заметно меньше, существовали всего несколько часов и могли быть объяснены атмосферными явлениями, поэтому устойчивость артефакта удивила астрономов. Доктор Альфред Макэвен из Аризонского университета считает, что пятно - либо деталь ландшафта, либо группа облаков, порожденная некоторым процессом на поверхности спутника.

Астрономы-любители с помощью гравитационной линзы открыли самую далекую планету

Двое тасманийских астрономов-любителей обнаружили самую далекую планету с помощью эффекта "гравитационной линзы". Тело, сравнимое по размерам с Юпитером, удалено от Солнца на 15 тысяч световых лет. При этом ученые утверждают, что использование необычного эффекта, предсказанного Эйнштейном, позволяет наблюдать еще меньшие тела на заметном расстоянии от Земли.

Авторы открытия - участники масштабного международного проекта OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment), начатого еще в 1992 году. Его цель - использование гравитационного поля звезд в качестве "увеличительных стекол". Согласно общей теории относительности, световые лучи способны искривляться вблизи массивных тел.

В марте этого года польский астроном Анджей Удальски, руководитель проекта, зафиксировал сближение двух звезд. Спустя некоторое время их расположение на небе должно было совпасть, а посылаемый более далекой звездой свет - усилиться во много раз, преломляясь в гравитационном поле более близкой.

Когда это произошло, картина отличалась от ожидаемой: яркость испытывала колебания, что можно было объяснить только присутствием планеты, которая обращалось бы вокруг "увеличенной" звезды. Массу тела определили по форме пиков - она оказалась в несколько раз большей, чем у Юпитера. Детали ученые намерены выяснить в конце мая, когда они смогут привлечь к наблюдениям космический телескоп Hubble.

Жизнь на Марсе, возможно, появилась недавно

Жизнь на Марсе могла появиться благодаря землянам, пишет New Scientist. Бактерии, случайно занесенные туда разбившимися космическими аппаратами, могли выжить в достаточно неблагоприятных условиях "красной планеты".

Исследования показали, что один из видов цианобактерии - Chroococcidiopsis sp.29 - способен переносить ультрафиолетовое облучение, которому из-за отсутствия атмосферы подвергается поверхность Марса. Хотя большинство бактерий не выдерживало непосредственного действия лучей, уже миллиметрового слоя почвы оказалось достаточно, чтобы продлить время жизни облучаемых микроорганизмов с 5 минут до суток.

Сотрудник NASA Джон Руммель прокомментировал эксперимент. По его словам, на Марсе достаточно мест, где земные бактерии смогли бы выжить. При этом не исключено, что в почве сохранились споры "бактерий-аборигенов", которые инкапсулировались при смене климата на планете, и именно их пытаются обнаружить марсоходы. "Завезенные" микробы могут дезориентировать аппарат.

Первый вулкан на Титане оказался айсбергом

Аппарат Cassini обнаружил на Титане первый "холодный вулкан", но не смог найти никаких признаков метановых рек и озер, сообщает New Scientist. Результаты анализа фотографий, опубликованные в журнале Nature, оказались неожиданными для большинства исследователей.

На снимках, сделанных в инфракрасных лучах сквозь плотный слой облаков, разглядели темное куполообразное образование диаметром около 30 километров, поверхность которого покрыта замерзшим метаном. Скорее всего, жидкий метан поступает из "горячих" глубин планеты, затем превращается в лед на вершине горы и медленно испаряется.

Метан - вторая (после азота) составляющая атмосферы Титана, которая также содержит в заметных количествах воду и аммиак. Будучи легким газом, он непрерывно "выветривается" в межпланетное пространство, и ученые давно пытались понять, за счет каких источников его концентрация не убывает.

Долгое время считалось, что спутник Сатурна покрыт сетью рек и озер из жидких углеводородов. В пользу этой версии говорили и первые снимки, на которых сеть резко очерченных пятен соединена темными "каналами". Анализ показал, что эти детали ландшафта неспособны отражать свет, как должны были бы вести себя метановые резервуары. Теперь исследователи считают пятна и полосы руслами исчезнувших водоемов.

Существование вулканов обосновывали тем, что в атмосфере присутствуют пары таких "высококипящих" соединений, как вода и аммиак, которые не могли бы самостоятельно испариться с охлажденной до -180 градусов Цельсия поверхности Титана.

Поверхность Луны изменили перестановки планет-гигантов

Лунные моря и кратеры образовались при необычных обстоятельствах, считает группа ученых из нескольких стран. Причина этого - "перегруппировка" планет-гигантов. В статье, опубликованной журналом Nature, говорится, что Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун четыре миллиарда лет назад двигались по близким орбитам, а их уход на современные позиции вызвал интенсивные метеоритные дожди.

Ученые смоделировали поведение планет вскоре после их возникновения. Согласно гипотезе, вблизи "основных тел" располагалось кольцо так называемых планетезималей - каменно-ледяных глыб, напоминающих современные астероиды. Периодически движение планет приводило к тому, что отдельные глыбы оказывались "выброшены" наружу кольца или "вброшены" вовнутрь. Одновременно при каждом броске изменялась траектория самих планет.

Одной из жертв "бомбардировки" стала Луна. Тогда как ее возраст оценивают 4,5 миллиардами лет (как и возраст Земли), основные видимые глазом детали лунного рельефа - моря и крупнейшие кратеры - образовались только 700 миллионов лет спустя.

Voyager-1 покинет нас навсегда

Аппарат Voyager-1, который сейчас является самым удаленным от Земли искусственным телом, готовится выйти в межзвездное пространство. По последним данным, он находится вблизи границы гелиосферы - области, где распространяется солнечный ветер. Гелиосфера включает в себя орбиты всех планет Солнечной системы, и вне ее влияние Солнца исчезающе мало.

Последний барьер, который Voyager преодолел недавно, назвают бесстолкновительной ударной волной. За ее пределами скорость солнечного ветра становится дозвуковой - из-за ощутимого давления межзвездного газа. Однако, хотя точное расположение космического аппарата можно установить, границы самих участков гелиосферы известны приблизительно. Только сейчас сотрудник NASA Эдвард Стоун выступил с заявлением, что барьер действительно преодолен.

С аппаратом, несмотря на гигантское расстояние в 14 миллиардов километров, до сих пор удается поддерживать связь. По переданным им замерам магнитного поля астрономы сделали вывод, что в некоторый момент скорость заряженных частиц вблизи аппарата испытала внезапный спад, и соотнесли это с бесстолкновительной ударной волной.

Шаттл Discovery полетит с чужими ракетами

Шаттл Discovery, запуск которого назначен на вторую половину июля, подвергнут очередной пересборке. Инженеры NASA приняли решение заменить его внешний топливный бак и твердотопливные ракеты аналогами, "закрепленными" за космическим челноком Atlantis.

Ракеты со смесью мелкодисперсного алюминия и твердого окислителя обеспечивают большую часть тяги во время взлета, затем отделяются и падают в океан. Внешний топливный бак, где расположены емкости с жидкими водородом и кислородом, сопровождает корабль вплоть до выхода на орбиту, и, будучи отброшен, сгорает в атмосфере.

Неисправные резервуары с горючим были причиной двух крупнейших катастроф в истории американской космонавтики. В 1986 году из-за поломки твердотопливной ракеты челнок Challenger взорвался на 73-й секунде полета, а недавняя гибель Columbia была спровоцирована фрагментом теплоизоляции, отколовшимся от внешнего топливного бака и повредившим крыло корабля.

После того, как запуск в очередной раз отложили (предполагалось, что шаттл стартует между 15 и 22 мая), Discovery вернули со стартовой площадки в ангар и там провели дополнительные испытания. Как заявил Билл Парсонс, руководитель программы полетов, инженеры остались довольны результатом, но решили все-таки осуществить замену.

Присуждены госпремии в области науки и техники за 2004 год

Стали известны имена девяти лауреатов Государственных премий РФ в области науки и техники за 2004 год. Соответствующий указ президента России зачитал на торжественной церемонии в Кремле член президентского Совета по науке, технологиям и образованию, глава Российской академии наук (РАН) Юрий Осипов, сообщает РИА "Новости".

Согласно документу, лауреатами госпремии стали начальник штаба, первый заместитель командующего Космическими войсками Александр Квасников, начальник СКБ-4 Научно-технического центра Федерального научно-производственного центра ОАО "Красногорский завод имени Зверева" Валерий Колинько и начальник научно-технического комплекса номер 57 НИИ телевидения Аркадий Берешкин. Премия вручена за научно-исследовательские разработки и создание оптико-электронного комплекса контроля космического пространства.

Вторая премия присуждена первому заместителю председателя президиума Сибирского отделения РАН Вячеславу Молодину и главному научному сотруднику Института археологии и этнографии Сибирского отделения РАН Наталье Полосьмак за открытия и исследования уникальных комплексов пазырыкской культуры VI-III веков до нашей эры на территории Горного Алтая.