Рубрика «гравитация» - 5

Это перевод статьи Марка Андерсона [Mark Anderson] из журнала New Scientist (18-24 марта 2017г.)

На удивление притягательная сила

image

По идее, гравитация должна быть силой предсказуемой. Мы с ней хорошо знакомы, благодаря ей мы твёрдо стоим на Земле, а наша атмосфера не улетает в космос. Если же взять более крупные масштабы, то эта сила повлияла на эволюцию самой Вселенной. Как же обидно, что иногда гравитация нас подводит. Дабы объяснить спиралевидное вращение галактик и скоплений галактик гравитацией в том виде, в котором мы её понимаем, нам нужно придумать совершенно новую форму материи, которую никто никогда не наблюдал воочию — тёмную материю. Чтобы объяснить ускорение расширения Вселенной, нам нужно выдумать настолько же загадочную сущность — тёмную энергию.

Но что если мы никогда до конца не понимали гравитацию? Что если где-то вне нашего поля зрения гравитация играет не по правилам?
Читать полностью »

image

Атлас знал ответ. С трудом выполняя задачу по удержанию Земли, этот титан, скорее всего, отлично знал, сколько она весит. Но нам не повезло так, как ему. Как же может простой смертный, крохотный человек на поверхности Земли, вычислить своё приближение для веса Земли? И где бы мы могли разместить такие весы?

Точного ответа у нас не было до тех пор, пока англичанин Джон Мичелл не придумал, как его вычислить. Сегодня его мало кто знает, но в XVIII веке он был одним из умнейших священников. Будучи геологом, астрономом, математиком и теоретиком, дружившим с членами Королевского научного общества в Лондоне, он был первым во многих вещах: он первым предположил, что землетрясения распространяются как эластичные волны через кору Земли (за что его прозвали «отцом современной сейсмологии»), первым предположил, что многие звёзды на самом деле двойные, и первым представил настолько огромную и массивную звезду, что даже свет не может убежать от её гравитационного притяжения – «чёрное солнце», нечто типа первой модели чёрной дыры.
Читать полностью »

Астрономы впервые обнаружили гравитационный выброс гигантской черной дыры из центра далекой галактики - 1

Ученые из НАСА зафиксировали уход гигантской черной дыры из центра своей галактики на расстояние в 35 тысяч световых лет. По мнению специалистов, это смещение, или, скорее, выброс может быть обусловлен сильнейшим возмущением гравитационного поля. Ранее астрономы наблюдали, как некоторые черные дыры удаляются на определенное расстояние от недавнего местопребывания. Но 35 тысяч световых лет — это действительно много. Случай выброса черной дыры массой в 1 миллиард масс Солнца из центра своей галактики удалось обнаружить при помощи телескопа «Хаббл».

Расчеты показали, что на уход черной дыры понадобилась энергия, которую могли бы выделить 100 миллионов сверхновых, взорвавшихся одновременно. Единственное правдоподобное объяснение тому, как это случилось, заключается в предположении, что в центре далекой галактики слились две черные дыры, в результате проявилось сильнейшее возмущение гравитационного поля, что и породило волну, которая очистила центр галактики.
Читать полностью »

image

Фильмы играют важнейшую роль в стимуляции нашего воображения на тему будущего человечества, и очевиднее всего это проявляется в области космических путешествий. За последние несколько лет такие фильмы, как «Интерстеллар», «Марсианин» и «Гравитация» помогли нам представить, что станет возможным в будущем, но при этом оставили вопросы о том, насколько эти фильмы могут быть точны. Я получил такой вопрос от Троя Стюарта:

Мы с женой смотрели вечером «Гравитацию» и увидели то, что изображено на картинке ниже. Вопрос такой почему, когда Джордж отпускает натянутый фал, когда они висят в пространстве, он улетает? Ведь в этот момент вес одинаков и не играет роли. Жена считает, что они плывут в пространстве с разной скоростью из-за разницы масс. Я считаю, что масса играет роль только при попытке сменить направление. Так почему же Джордж улетает, отцепив себя?

И вот эта картинка.
Читать полностью »

Есть очень много научно-популярных статей и книг о гравитации, в которых рассказывается об искривлении пространства-времени и приводятся картинки с продавленной простыней (батутом, матом). Давайте вместе сломаем этот порядок вещей! Под катом вас ждёт вполне себе стандартное но не модное описание гравитации.
Читать полностью »

ВВЕДЕНИЕ

В прошлой статье «Замкнутая Вселенная – как это получается, как это объяснить попроще, и почему из нее невозможно выйти» я попытался объяснить в рамках курса общей физики свойства замкнутой Вселенной. То, что наша Вселенная является с очень большой вероятностью замкнутой, следует из данных по измерению постоянной Хаббла, средней плотности вещества, возрасту звезд и уравнений общей теории относительности (далее ОТО). Правда, пока превышение измеренной плотности над критической, при которой Вселенная была бы бесконечной, невелико – всего 2%. Потому дискуссии по этому вопросу лучше отложить до тех пор, пока не будет новых данных. Тем не менее, если для образования замкнутого мира конечного объема (а в самом начале — микроскопического) можно предложить несколько возможных механизмов, то для появления открытой вселенной бесконечных размеров объяснения придумать довольно сложно. Между тем многочисленные экспериментальные подтверждения Большого взрыва доказывают, что начало у Вселенной было. Сейчас мы рассмотрим вопрос, как может возникнуть именно замкнутая вселенная (не обязательно наша), описанная в предыдущей статье. Варианты тут могут быть разные, например, была модель возникновения замкнутого мира в результате квантовой флуктуации. Однако после открытия Хокингом в 1974 г. испарения черной дыры появился менее экзотический механизм. В 1976 г. Я.Б. Зельдович предположил, что в результате испарения возникает замкнутая Вселенная.
Как и в предыдущей статье, предполагается определенный минимум знаний по физике, непременно ОТО, хотя бы в небольшом объеме. Здесь материал намного сложнее, так что необходимых знаний требуется гораздо больше. Школьного курса физики будет недостаточно. Чтение популярных книг по космологии не заменит вузовского курса физики, по каким-то причинам не усвоенного в институте. Читать полностью »

Около Млечного Пути замечена очень тёмная галактика-сателлит - 1
Галактика-сателлит Virgo I

Международная группа астрономов под руководством Дайсуке Хоммы (Daisuke Homma) из Астрономического института при Университете Тохоку (Япония) обнаружила объект, который сопровождает Млечный Путь на его пути во Вселенной (примечание: наша Галактика вместе с соседними Андромедой и Треугольником образуют Местную группу, которая движется синхронно в неизвестном направлении, вероятно, под воздействием некоего сверхмассивного объекта).

Находка классифицирована как карликовая сфероидальная галактика Virgo I. Её размер лишь 248 световых лет в диаметре, а расстояние от Солнца — 280 000 световых лет.
Читать полностью »

Мы знаем, что общая теория относительности Эйнштейна заменила ньютоновскую теорию гравитации, но где именно ошибся Ньютон?

Для меня никогда не было более высокой чести или признания, чем те, что связаны с развитием науки.
— Исаак Ньютон

Каждую неделю вы присылаете мне ваши вопросы и предложения для еженедельной колонки «спросите Итана». Иногда это спекулятивные вопросы о будущем, иногда это вопросы о крупномасштабных структурах Вселенной или самых мелких частицах. Иногда это вопросы о космосе или границах нашего знания. На этой неделе меня заинтересовал вопрос Франсуа Зинсерлинга о дольше всех существовавшей физической теории и о её провале:

Эйнштейновская общая теория относительности стоит выше законов Ньютона. Это мы поняли. Что мне хотелось бы узнать: с подходом Ньютона получается несоответствие прецессии орбиты Меркурия. А что мы наблюдаем? Согласно Ньютону получается больше или меньше гравитации? Или проблема лежит где-то ещё?

Спросите Итана №106: где конкретно ошибся Ньютон? - 1
Читать полностью »

Существует пятое измерение, за пределами известных человеку. Это измерение огромно, как космос, и безвременно, как бесконечность. Это нейтральная территория для света и тьмы, для науки и суеверий.
Род Серлинг

Мы вполне привыкли к трём пространственным измерениям нашей Вселенной, к длине, ширине и глубине. Мы можем представить, как выглядят вещи в меньших измерениях – на двумерной плоскости или на одномерной линии – но с высшими измерениями всё не так просто, поскольку мы не можем представить себе движение в направлении, не описываемом нашим привычным пространством. Во Вселенной есть и четвёртое измерение (время), и только три пространственных. Но среди вопросов на этой неделе я увидел выдающийся вопрос из серии «что, если» от писателя Келли Люк:

Что для людей означало бы, если бы количество измерений в нашем мире менялось бы как времена года? Например, половина года у нас три измерения, а половина – четыре.

Представьте, по возможности, что у вас есть способность двигаться в одном дополнительном направлении – не входящем в обычный набор вверх-вниз, север-юг и запад-восток. Представьте, что такая способность есть только у вас.

Спросите Итана №104: что, если бы у нас было четыре пространственных измерения? - 1
Читать полностью »

Наша Стандартная модель элементарных частиц и взаимодействий не так давно стала настолько полной, насколько вообще можно было желать. Все до единой элементарные частицы – во всех их возможных видах – создали в лаборатории, измерили, и для всех определили свойства. Дольше всех державшиеся верхний кварк, антикварк, тан-нейтрино и антинейтрино, и, наконец, бозон Хиггса, пали жертвами наших возможностей.

А последняя – бозон Хиггса – ещё и решила старую задачу физики: наконец, мы можем продемонстрировать, откуда элементарные частицы берут свою массу!

Величайшая нерешённая задача современной физики: почему гравитация такая слабая? - 1

Это всё круто, но наука-то не заканчивается в момент окончания решения этой загадки. Наоборот, она поднимает важные вопросы, и один из них, это «а что дальше?». Насчёт Стандартной модели можно сказать, что мы ещё не всё знаем. И для большинства физиков один из вопросов особенно важен – для его описания давайте сначала рассмотрим следующее свойство Стандартной модели.
Читать полностью »


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js