Абсолютный ноль что это
Что такое абсолютный ноль?
Что такое абсолютный ноль (чаще — нуль)? Действительно ли эта температура существует где-либо во Вселенной? Можем ли мы охладить что-либо до абсолютного нуля в реальной жизни? На эти и другие любопытные вопросы мы постараемся ответить в этой статье.
Так что же такое абсолютный температурный ноль?
Есть масса причин, по которым стоит интересоваться пределами холодного. Возможно, вы невероятный суперзлодей, который использует силу замораживания, и хотите понять степень вашей силы. Или вам интересно, можно ли обогнать волну холода. Давайте исследуем самые дальние пределы холодной температуры.
«Действительно ли движение останавливается, достигая абсолютного нуля? Можем ли мы достичь этой отметки?»
Начнем с очевидного.
Что такое абсолютный ноль?
Даже если вы не физик, вы, вероятно, знакомы с понятием температуры. Но если вдруг вам не повезло, вы выросли в лесу или на другой планете, вот краткий обзор.
Температура — это мера измерения количества внутренней случайной энергии материала. Слово «внутренней» очень важно. Бросьте снежок, и хотя основное движение будет достаточно быстрым, снежный ком останется довольно холодным. С другой стороны, если вы посмотрите на молекулы воздуха, летающие по комнате, обычная молекула кислорода жарит со скоростью тысяч километров в час.
Мы обычно умолкаем, когда речь заходит о технических деталях, поэтому специально для экспертов отметим, что температура немного более сложная вещь, чем мы сказали. Истинное определение температуры подразумевает то, сколько энергии вам нужно затратить на каждую единицу энтропии (беспорядка, если хотите более понятное слово; подробнее об энтропии). Но давайте опустим тонкости и просто остановимся на том, что случайные молекулы воздуха или воды в толще льда будут двигаться или вибрировать все медленнее и медленнее, по мере понижения температуры.
Когда останавливаются молекулы и атомы?
В классическом рассмотрении вопроса при абсолютном нуле останавливается все, но именно в этот момент из-за угла выглядывает страшная морда квантовой механики. Одним из предсказаний квантовой механики, которое попортило кровь немалому количеству физиков, является то, что вы никогда не можете измерить точное положение или импульс частицы с совершенной определенностью. Это известно как принцип неопределенности Гейзенберга.
Если бы вы могли охладить герметичную комнату до абсолютного нуля, произошли бы странные вещи (об этом чуть позже). Давление воздуха упало бы практически до нуля, и поскольку давление воздуха обычно противостоит гравитации, воздух сколлапсирует в очень тонкий слой на полу.
Но даже в этом случае, если вы сможете измерить отдельные молекулы, вы обнаружите кое-что любопытное: они вибрируют и вращаются, совсем немного — квантовая неопределенность в работе. Чтобы поставить точки над i: если вы измерите вращение молекул углекислого газа при абсолютном нуле, вы обнаружите, что атомы кислорода облетают углерод со скоростью несколько километров в час — куда быстрее, чем вы предполагали.
Разговор заходит в тупик. Когда мы говорим о квантовом мире, движение теряет смысл. В таких масштабах все определяется неопределенностью, поэтому не то чтобы частицы были неподвижными, вы просто никогда не сможете измерить их так, словно они неподвижны.
Можно ли достичь абсолютного нуля градусов?
Стремление к абсолютному нулю по существу встречается с теми же проблемами, что и стремление к скорости света. Чтобы набрать скорость света, понадобится бесконечное количество энергии, а достижение абсолютного нуля требует извлечения бесконечного количества тепла. Оба этих процесса невозможны, если что.
Конечно, если вы хотите остыть не по-детски, вам нужно нырнуть в глубины космоса. Вся вселенная залита остатками излучения от Большого Взрыва, в самых пустых регионах космоса — 2,73 градуса по Кельвину, что немногим холоднее, чем температура жидкого гелия, который мы смогли получить на Земле век назад.
Но физики-низкотемпературщики используют замораживающие лучи, чтобы вывести технологию на совершенно новый уровень. Вас может удивить то, что замораживающие лучи принимают форму лазеров. Но как? Лазеры должны сжигать.
Все верно, но у лазеров есть одна особенность — можно даже сказать, ультимативная: весь свет излучается на одной частоте. Обычные нейтральные атомы вообще не взаимодействуют со светом, если частота не настроена точным образом. Если же атом летит к источнику света, свет получает допплеровский сдвиг и выходит на более высокую частоту. Атом поглощает меньшую энергию фотона, чем мог бы. Так что если настроить лазер пониже, быстродвижущиеся атомы будут поглощать свет, а излучая фотон в случайном направлении, будут терять немного энергии в среднем. Если повторять процесс, вы можете охладить газ до температуры меньше одного наноКельвина, миллиардной доли градуса.
Все приобретает более экстремальную окраску. Мировой рекорд самой низкой температуры составляет менее одной десятой миллиарда градуса выше абсолютного нуля. Устройства, которые добиваются этого, захватывают атомы в магнитные поля. «Температура» зависит не столько от самих атомов, сколько от спина атомных ядер.
Теперь, для восстановления справедливости, нам нужно немного пофантазировать. Когда мы обычно представляем себе что-то, замороженной до одной миллиардной доли градуса, вам наверняка рисуется картинка, как даже молекулы воздуха замерзают на месте. Можно даже представить разрушительное апокалиптическое устройство, замораживающее спины атомов.
В конечном счете, если вы действительно хотите испытать низкую температуру, все, что вам нужно, это ждать. Спустя примерно 17 миллиардов лет радиационный фон во Вселенной остынет до 1К. Через 95 миллиардов лет температура составит примерно 0,01К. Через 400 миллиардов лет глубокий космос будет таким же холодным, как самый холодный эксперимент на Земле, и после этого — еще холоднее. Если вам интересно, почему вселенная остывает так быстро, скажите спасибо нашим старым друзьям: энтропии и темной энергии. Вселенная находится в режиме акселерации, вступая в период экспоненциального роста, который будет продолжаться вечно. Вещи буду замерзать очень быстро.
Что происходит при 0 Кельвина?
Все это, конечно, замечательно, да и рекорды побивать тоже приятно. Но в чем смысл? Что ж, есть масса веских причин разбираться в низинах температуры, и не только на правах победителя.
Хорошие ребята из Национального института стандартов и технологий, например, просто хотели бы сделать классные часы. Стандарты времени основаны на таких вещах, как частота атома цезия. Если атом цезия движется слишком много, появляется неопределенность в измерениях, что, в конечном счете, приведет к сбою часов.
Но что более важно, особенно с точки зрения науки, материалы ведут себя безумно на экстремально низких температурах. К примеру, как лазер состоит из фотонов, которые синхронизируются друг с другом — на одной частоте и фазе — так и материал, известный как конденсат Бозе-Эйнштейна, может быть создан. В нем все атомы находятся в одном и том же состоянии. Или представьте себе амальгаму, в которой каждый атом теряет свою индивидуальность, и вся масса реагирует как один нуль-супер-атом.
При очень низких температурах многие материалы становятся сверхтекучими, что означает, что они могут совершенно не обладать вязкостью, укладываться сверхтонкими слоями и даже бросать вызов гравитации в достижении минимума энергии. Также при низких температурах многие материалы становятся сверхпроводящими, что означает отсутствие какого-либо электрического сопротивления. Сверхпроводники способны реагировать на внешние магнитные поля таким образом, чтобы полностью отменять их внутри металла. В результате, вы можете объединить холодную температуру и магнит и получить что-то типа левитации.
Почему есть абсолютный ноль, но нет абсолютного максимума?
Давайте взглянем на другую крайность. Если температура — это просто мера энергии, то можно просто представить атомы, которые подбираются ближе и ближе к скорости света. Не может же это продолжаться бесконечно?
Есть короткий ответ: мы не знаем. Вполне возможно, что буквально существует такая вещь, как бесконечная температура, но если есть абсолютный предел, юная вселенная предоставляет достаточно интересные подсказки относительно того, что это такое. Самая высокая температура, когда-либо существовавшая (как минимум в нашей вселенной), вероятно, случилась в так называемое «время Планка». Это был миг длиной в 10^-43 секунд после Большого Взрыва, когда гравитация отделилась от квантовой механики и физика стала именно такой, какой является сейчас. Температура в то время была примерно 10^32 K. Это в септиллион раз горячее, чем нутро нашего Солнца.
Опять же, мы совсем не уверены, самая ли это горячая температура из всех, что могли быть. Поскольку у нас даже нет большой модели вселенной в момент времени Планка, мы даже не уверены, что Вселенная кипятилась до такого состояния. В любом случае, к абсолютному нулю мы во много раз ближе, чем к абсолютной жаре.
Самая низкая температура во вселенной
Понятие температуры появилось еще в глубокой древности. С тех пор оно не претерпело существенных изменений. Как в древности, считалось, что температура это мера «нагретости» тела, так и теперь. Взгляды древних ученых и современных разнятся лишь в описании ее сущности. В древности люди полагали, что температура есть результат наличия у тела особой невесомой материи – теплорода. Сейчас же известно, что температура есть мера внутренней энергии тела – энергии, обусловленной хаотическим движением молекул, частиц из которых состоят тела.
Самое холодное место во вселенной
Но во вселенной есть места куда менее дружелюбные и температуры там достигают запредельных и невообразимых отметок.
Туманность Бумеранг — молодая планетарная туманность и самый холодный объект в известной нам Вселенной. Туманность лежит в созвездии Центавр в 5 тысячах световых лет от Земли. Она сформировалась вокруг яркой центральной звезды, когда она сбросила облако газа на одном из последних этапов своей жизни. Эта туманность расширяется и выбрасывает охлажденный газ со скоростью 500 000 км/ч. За счет огромной скорости выброса молекулы газа охладились до —271 °С. Это является самой низкой из официально зарегистрированных естественных температур. И, казалось бы, куда еще меньше, но и эта температура не является самой низкой.
Что такое абсолютный ноль? Действительно ли такая температура может существовать во Вселенной? Можем ли мы охладить что-либо до абсолютного нуля в реальной жизни?
В классическом рассмотрении вопроса при абсолютном нуле останавливается все, но здесь не обойтись без квантовой механики. Одним из предсказаний квантовой механики, является то, что невозможно измерить точное положение или импульс частицы с совершенной определенностью. Это известно как принцип неопределенности Гейзенберга.
Если бы вы могли охладить герметичную комнату до абсолютного нуля, произошли бы странные вещи. Давление воздуха упало бы практически до нуля, и поскольку давление воздуха обычно противостоит гравитации, воздух сколлапсирует в очень тонкий слой на полу.
Но даже в этом случае, если вы сможете измерить отдельные молекулы, вы обнаружите кое-что любопытное: они вибрируют и вращаются, совсем немного — квантовая неопределенность в работе. Чтобы поставить точки над i: если вы измерите вращение молекул углекислого газа при абсолютном нуле, вы обнаружите, что атомы кислорода облетают углерод со скоростью несколько километров в час — куда быстрее, чем вы предполагали.
Ближе чем нам кажется
Так что же получается? Где самая низкая температура во вселенной?
На первый взгляд, кажется, что такая температура может существовать где-то очень далеко в темных глубинах космоса, которые еще не доступны нам даже для наблюдения, но как не странно, место, где температура близка к абсолютному нулю намного ближе, чем нам кажется. На Земле ученые в лабораториях все ближе и ближе подбираются к отметке абсолютного нуля. Максимально близко к «Абсолютному нулю» подобрались в США. Американские физики Эрик Корнелл (Eric Allin Cornell) и Карл Виман (Carl Wieman), в 1995 году при охлаждении атомов рубидия, достигли температуры, менее чем на 1/170 млрд. долю градуса выше абсолютного нуля.
Ваш абсолютный ноль ни за что не сравнится с утренним зимним душем, когда не топят батареи.
Вы имели в виду до 170 миллиардных выше абсолютного нуля? Потому что они охладили атомы рубидия до 170 нанокельвинов
Киркьюфелл
Насколько огромна наша Вселенная?
Вселенная – это грандиозная структура, которая состоит из бесконечного множества самых разнообразных объектов. Их разделяют настолько бескрайние космические пространства, что даже свет теряется в их глубинах. Ведь для того, чтобы достигнуть ближайшей звезды, фотону, покинувшему Солнце, потребуется более 4 лет. А преодоление межгалактических расстояний займет миллионы лет. Осознание того, что этот гигантский путь – лишь крошечный шаг в масштабах макрокосмоса, не может не поражать воображение. Так насколько же велика Вселенная на самом деле?
На Полярном Урале выпустили на волю редких овцебыков
Пятнадцать особей редких овцебыков выпустили на волю в Приполярном Урале.
Эти крупные коренастые животные с невероятно густой шерстью (которая в восемь раз теплее овечьей) когда-то населяли Ямал. И вот уже более двадцати лет в арктическом регионе восстанавливают их популяцию
Видео выбегающих с территории питомника овцебыков разместил в соцсетях губернатор автономного округа Дмитрий Артюхов.
«Коты-ангелы»: Что за пушистые «крылья» они носят на спине? Три объяснения странному феномену
Бытует мнение, что белые, черные, послушные и не очень — все котики попадают на радугу. Похоже, это и вправду так. Объяснить происхождение котов-ангелов среди обычных питомцев и тот факт, что за пушистые «крылья» они носят на спине иначе сложно. Но три объяснения странному феномену все-таки есть.
Думаете, шутим? Отнюдь. Все серьезно. Главной особенностью пушистых ангелов являются настоящие крылья, которые растут у них на спине. Отметим, что такое чудо природы встречается очень-очень редко, но уже было замечено в России, Китае и Америке. Ученые долго не верили в околесицу с крылатыми котами, но после весомых аргументов сдались, еще долго не понимая, как такое может быть.
Сперва появление котофейкиных крыльев оправдали самым обычным явлением. Говорили, что слишком длинная шерсть спуталась и стала колтуном. При движении свалявшийся ком двигается, а кот будто машет крыльями. Ну такое себе предположение. Дело в том, среди котов-ангелов много короткошерстых. То бишь, версия идет крахом.
Потом ученые вспомнили о кожной астении — заболевании при котором кожа растягивается и обвисает. Пушистые «крылья» появляются на плечах животного, его спине или бедрах, отчего объяснение звучит довольно правдоподобно. Только есть одно НО. Коты своим главным атрибутом еще и шевелят. Астенией такое не оправдаешь. Впрочем, какие нервные и мышечные ткани в колтунах из первой версии? Однозначно отметаем.
Истинную причину появления кото-ангелов среди их обычных сородичей искали очень долго. До этого момента их называли и посланцами котобога, и нечистью, которой надо сторониться. На деле же при формировании эмбриона этих котов сбойнул конвейер генов, который отвечает за число конечностей. Выдал им не четыре, а шесть. Но четыре котам самое то, поэтому две остальные становятся пушистыми «крыльями».
Технические заминки на конвейере являются редкими, за пару веков он выдал лишь 140 летающих котов. Летать, как птицы они не могут, но некоторые хитро расправляют их во время прыжка, чтобы прыгнуть подальше. Дискомфорт лишние отростки пушистым созданиям в жизни не создают.
Кстати, необязательно малыш получает их с рождения, атрибут может вырасти у него в течение первого года. Если вдруг встретите такого летающего тыгыдыку, не шокируйтесь, он самый обычный мурлыка. Ну почти.
Красивая Красота
Фото из Мурманской области попало в TIME’s Top 100 Photos of 2021 — список лучших фотографий по версии журнала.
Автор: Антон Мерзляков
Как известно, советское руководство уделяло освоению космоса, военной и тяжелой промышленности особое внимание в сравнении с производством товаров «народного потребления». Но даже при таком раскладе некоторые амбициозные проекты так и не были реализованы. Иногда не хватало финансирования, иногда силы решали перебросить на более, как тогда казалось, перспективные направления. В этом материале мы расскажем, как не дошел до воплощения один из подобных проектов — по разработке и запуску «тяжелого межпланетного корабля».
«Как появилась идея создания межпланетного космического корабля»
Насчет частичного освоения (ну или хотя бы посещения) Марса, четвертой планеты Солнечной системы, человечество размышляет уже не первый десяток лет. Понятно, что подобные планы строили и советские инженеры и конструкторы, особенно после успешных запусков первых в своем роде космических спутников и выхода человека в околоземное пространство. Не стоит забывать и о космической и военной гонке, разворачивавшейся между СССР и США.
В общем, к началу 1960-х годов в Союзе начали всерьез задумываться о создании так называемого тяжелого межпланетного корабля, или ТМК. Как понятно из названия, его основным предназначением виделись долговременные космические экспедиции с высадкой космонавтов на ближайших к Земле планетах — сначала на Марсе, а впоследствии и на Венере.
Амбициозно? Не то слово. Особенно с учетом того, что начать осуществление таких полетов предполагалось уже к середине 1970-х годов (напомним, что на Марс человек не попал и по сей день — экспедиция отправится к планете в лучшем случае в 2025 году силами компании SpaceX Илона Маска).
При этом к концу 1950-х — началу 1960-х вывести в космос межпланетный корабль (если предположить, что его разработка вполне реальна) способны были только сверхтяжелые ракеты. У СССР на тот период была всего одна подобная ракета — Р-7. На такой на орбиту выводили первые спутники и собак Белку и Стрелку, а также «Восток» с Юрием Гагариным.
Так появилась необходимость в разработке более совершенной и мощной ракеты. В книге «Марсианский проект Королева» (есть в свободном доступе) инженер-конструктор Владимир Бугров вспоминает: «На основании постановления правительства от 23 июня 1960 года С. П. Королев вместе с большой кооперацией смежных организаций, привлеченных к этим работам, со своими соратниками В. П. Мишиным и М. К. Тихонравовым приступил к созданию ракеты Н1 и тяжелого межпланетного корабля».
«Как, по задумке исследователей, должна была выглядеть ракета-носитель Н1»
В той же книге одна из глав открывается такими словами, описывающими основные характеристики и компоновку как самого корабля, так и ракеты-носителя: «Облик марсианского пилотируемого ракетно-космического комплекса (МПРКК) окончательно сформировался к 1964 году — лишь на четвертый год проектирования. Он состоял из двух основных частей: марсианского пилотируемого космического комплекса (МПКК) — для полета экипажа к Красной планете, высадки на ее поверхность и возвращения на Землю (иногда тяжелый межпланетный комплекс называли ТМК) — и межпланетного ракетного комплекса (МРК), где в качестве основного элемента использовалась трехступенчатая ракета-носитель Н1, а также имелись технический, стартовый комплексы и другие наземные сооружения».
«Википедия» уточняет: H1 — советская ракета-носитель сверхтяжелого класса, которая должна была оказаться способна выводить на орбиту с Земли 80 тонн груза. Разрабатывалась с начала 1960-х годов в ОКБ-1 (нынешняя РКК «Энергия») под руководством академика Сергея Королева. Сейчас Н1 известна скорее благодаря планам по ее использованию в советской лунно-посадочной пилотируемой программе (последнюю позже также закрыли, так и не достигнув целевого результата). Но в самом начале 1960-х, когда только планировали постройку межпланетного космического корабля, идеи вроде «Быстрее, выше, сильнее» процветали, существенного недостатка в финансировании еще не было, так что выводить ТМК в космическое пространство должна была именно эта сверхтяжелая ракета.
«В чем заключалась разница подходов двух ученых, параллельно работавших над проектом ТМК»
Сам межпланетный космический корабль также предлагался в двух вариантах. Описанный выше проект — авторства Константина Феоктистова, инженера-разработчика и летчика-космонавта. Если коротко, то он был максимально амбициозен и, как выяснилось, существенно опережал не только свое время (проект представляли в 1962—1964 годах), но и наше.
Тяжелый межпланетный корабль в вариации 1963 года. Иллюстрация: «Марсианский проект Королева»
Так, ТМК Феоктистова должен был собираться на околоземной орбите с последующим разгоном к Марсу и предполагал высадку на поверхность планеты двух космонавтов (полная численность экипажа — три человека). Интересно, что двигатели корабля изначально должны были использовать «электрореактивную двигательную установку с ядерным реактором (ЯЭРДУ)».
В книге Бугрова процесс описывается так: «В результате ядерной реакции горючее превращается в высокотемпературный газ, истечение которого из сопла с очень высокой скоростью создает тягу. ЭРДУ создает значительно меньшую по сравнению с ЖРД тягу, но за счет длительного включения, постепенно наращивая скорость и раскручивая комплекс в течение нескольких месяцев на околоземных орбитах, может обеспечить его разгон к Марсу. Таким же образом предполагалось выполнять операции при переходе на орбиту спутника Марса и при старте с нее».
С учетом того, что подобная марсианская экспедиция получилась бы достаточно продолжительной (если отталкиваться от заданной траектории полета с возвращением в район Земли, получается не менее двух-трех лет), проект ТМК Феоктистова предполагал разработку систем жизнеобеспечения, регенерации кислорода и производства еды прямо во время миссии.
Вот некоторые цитаты из книги с описанием нескольких блоков ТМК:
«Главным фактором, определявшим облик и конструкцию, являлась длительная невесомость. Бороться с ней пытались путем создания искусственной тяжести за счет вращения корабля вокруг центра масс».
«Снизить необходимость обеспечения экипажа пищей можно только за счет воспроизводства на борту. Для этого разрабатывался специальный замкнутый биолого-технический комплекс (ЗБТК)».
«В состав ЗБТК также входили хлорельный реактор, ферма с животными — кроликами или курами, от которых впоследствии отказались, — и система утилизации отходов с запасами реактивов».
Вариация ТМК от Глеба Максимова, советского ученого и инженер-конструктора, была более приземленной и не предполагала высадки космонавтов на Марс.
Задумывалось создание «небольшого по массе корабля, рассчитанного на трех членов экипажа, с исследованием на пролетной траектории и без посадки на его поверхность или без выхода на околомарсианскую орбиту с последующим возвращением корабля в район Земли с посадкой отделяемого спускаемого аппарата». В состав такого корабля хотели включить «жилой, рабочий (со шлюзом для выхода в открытый космос), биологический, агрегатный отсеки, спускаемый аппарат и корректирующую двигательную установку».
Интересно, что этот вариант предполагал создание так называемого наземного экспериментального комплекса (НЭК), и эту идею даже реализовали. С этой целью разработали специальный полноразмерный макет ТМК, с чем помогал основанный в 1963 году Институт космической биологии и медицины (впоследствии Институт медико-биологических проблем).
В книге с воспоминаниями Бугрова заявляется, что НЭК «содержал все необходимые системы для имитации условий длительного межпланетного полета (кроме невесомости) и обеспечения жизнедеятельности экипажа в этих условиях». Именно в НЭКе в 1967—1969 годах установили образец тяжелого межпланетного корабля, в составе которого проходили наземную отработку «бортовые системы жизнеобеспечения, радиационной защиты, спасения в аварийных ситуациях, сбора и обработки экологической и медико-биологической информации и многие другие».
«Почему проекты межпланетных космических кораблей так и не были реализованы»
Если коротко, советское руководство решило, что освоение Луны является более перспективным направлением (тем более что США делали в этом значительные успехи, а космическую гонку между двумя сверхдержавами никто не отменял). Вторая причина кроется в смерти Королева, после чего успешно «продавливать» идеи по экспедициям к Марсу или Венере (а в теории и к другим планетам) ни у кого не получалось. Да и сама эта идея к середине 1970-х слегка устарела.
Впрочем, сыграли свою роль и испытательные запуски сверхтяжелой ракеты Н1, произведенные на космодроме Байконур (всего их было четыре): все они оказывались неудачными, сбои происходили еще на этапе работы первой ступени. В общем, активную работу над Н1 полностью свернули уже к 1976 году. По сути, это и поставило крест что на марсианской, что на лунной программе СССР — к тому моменту советская космонавтика переходила к идеям долговременных орбитальных станций.
Автор: Антон Мерзляков
Фото: носят иллюстративный характер
Финны соорудили первую в мире ледяную карусель, которая вращается вокруг острова
Изобретатель Янне Кяпюлехто известен созданием ледяных каруселей. Ледяная карусель вокруг острова в Самматти, неподалёку от Лохьи — результат совместного творчества местных жителей.
Первая в мире карусель, которая вращается вокруг острова. Фото: Janne Käpylehto
Идея создать такую карусель родилась в 2018. Тогда попытка успехом не увенчалась.
Теперь, спустя 3 года, всё удалось: на День независимости Финляндии в Самматти появилась первая в мире карусель, которая вращается вокруг острова.
Но это ещё не всё: на карусели впервые установлена маленькая сауна.
— Благодаря GPS-позиционированию мы добились точности в 1-2 сантиметра. Расчёты получились на удивление легко. Один передатчик я установил в центре острова, а с другим мы делали отметки вместе с Минной Ханнула-Сормунен. Она сверлила отверстия на расстоянии 4-5 метров друг от друга, а затем остальная команда наметила круг.
Кяпюлехто говорит, что без помощи местных жителей эта затея не удалась бы. Чтобы воплотить эту «сумасбродную идею», он кинул клич в местной группе в фейсбуке.
— Там нашлись энтузиасты, которые стали моими новыми друзьями.
Фото: Janne Käpylehto
В сауну на карусели помещается одновременно 2 человека. Фото: Janne Käpylehto
Карусель уже испытали. Полный оборот она делает примерно за 1 час.
После выключения мотора она движется ещё примерно полчаса, а после остановки примерзает к окружающему льду за 5 минут.
Радуется Кяпюлехто и складной сауне Sauna Go.
— В ней хитрая газовая печка. Одновременно в сауну помещается всего 2 человека, но всё равно она уютная. Пар отличный, я в воскресенье сам протестировал.
Кяпюлехто соорудил в общей сложности около 70 ледяных каруселей. 4 из них в своё время стали крупнейшими в мире.
Фото: Janne Käpylehto
Фото: Janne Käpylehto
В марте Кяпюлехто намеревается побить мировой рекорд и с помощью жителей Вимпели, Алаярви и Лаппаярви прорубить километровую ледяную карусель на озере Лаппаярви.
Если всё сложится удачно, это будет самая большая в мире ледяная карусель, но это станет не единственным рекордом.
— Она станет самой тяжёлой движущейся конструкцией, созданной человеком, если лёд будет достаточно толстым.
На сегодняшний день таковыми конструкциями являются грузовые суда и буровые вышки. Ледяная карусель может стать тяжелее, чем застрявший в Суэцком канале контейнеровоз Ever Given.
На карусели планируется разместить сауны и рестораны.
Карусель приводится в движение двумя моторами. Фото: Janne Käpylehto
Метеорит над Сочи
Красивое видео очевидцы засняли вчера вечером. По словам специалистов, скорее всего, метеорит не долетел до земли и сгорел в атмосфере.
Почему Солнечная система самая необычная из всех известных планетных систем?
Текстовая версия видео:
Солнечная система воспринимается нами как что-то само собой разумеющееся, как что-то простое и обычное во Вселенной. Казалось бы, что таких звездных систем полно в необъятном космосе, наполненном триллионами звезд. Но это не так. Наша Солнечная система выделяется на фоне других обнаруженных планетарных систем.
Пока что это самая необычная планетарная система из открытых. В этой статье я не буду рассказывать о том, как ученые обнаруживают другие планетарные системы и откуда известны их свойства. Человечество не живет в пещерах и наши технологии позволяют даже напрямую наблюдать внесолнечные системы.
А о методе Доплера, методе транзита, периодических пульсаций и гравитационного линзирования вы можете почитать сами, я тут просто приведу несколько аргументов в пользу того, что Солнечная система – самая уникальная и странная из всех известных.
Начнем с нашей звезды – Солнца, а потом перейдем к планетам и системе вообще. В общем, звезд такого типа как Солнце – во Вселенной всего около 7.5%. Большинство звезд во Вселенной – это звезды класса М, Красные карлики (76,4% от всех звезд).
Этих звезд (Красных карликов), кстати, не видно невооруженным глазом на ночном небе. Если бы их было видно, то ночное небо было бы намного больше усыпано звездами. Скажу больше. Большинство звезд, которые выглядят как одиночные точки на ночном небе, это, на самом деле, двойные звездные системы.
Но это не значит, что все остальные звезды одиночные – некоторые из остальных звезд тройные, а некоторые имеют даже 7 звезд в системе как, например, Ню Скорпиона. Как итог – по крайней мере две трети (больше, чем 66% всех звезд) являются членами двойных или кратных звездных систем. Так что да – одиночных звезд меньшинство.
А теперь по поводу планет. Оказывается, в Солнечной системе нет самой распространённой (из известных) планет во Вселенной, а именно горячих суперземель или горячих мининептунов. Короче, нет планеты средней между Землей и Нептуном. Смотрите, как все у нас тут устроено:
Юпитер в 3.3 раза тяжелее Сатурна. Сатурн в 5.5 раз тяжелее Нептуна. Нептун почти такой же, как Уран (всего в 1.1 раз тяжелее него), а дальше Уран резко в 14.5 раз тяжелее Земли! Опа. Что это за резкий переход? Смотрим на натуральные цифры: 3, 5, 1 и резко 14. Да и вообще, посмотреть на состав этих планет – резкая разница в составе между Землей, и Нептуном с Ураном. Что-то тут не то, правда?
В Солнечной системе планеты либо слишком большие, либо слишком маленькие. Ощущение, как будто между Землей, и Ураном с Нептуном должен быть какой-то переходной тип планеты, правда?
Оказывается, что такой тип планет (средний между Землей и Нептуном) – самый распространённый тип из известных экзопланет во Вселенной.
Посмотрите на эту периодическую таблицу открытых экзопланет:
По горизонтали у нас отмечена температура их поверхности – по центру температура оптимальная для известной нам жизни, наверху – слишком горячая, а снизу – слишком холодная температура для известной жизни. По вертикали слева направо: в первом столбце находятся так называемые мини-земли – планеты, размером и массой похожие на Меркурий; Во втором столбце показаны субземли – планеты размером с Марс, в третьем – планеты c размером Земли, в четвертом – суперземли – планеты в 5-10 раз тяжелее Земли и больше примерно в два раза; Дальше идут Нептуны – планеты размером с Нептун и наконец Юпитеры – планеты размером сопоставимым с Юпитером. Конкретные цифры приведены непосредственно над таблицей, где М – масса Земли и R – радиус Земли. Вот как раз планет из категории горячая «суперземля» открыто больше всего (25.1% среди всех остальных 18 категорий планет).
Вот такая же таблица, но с кандидатами в экзопланеты:
Тут тоже лидирует горячая суперземля – почти треть от всех кандидатов. Что же это за планета такая – горячая суперземля? Пусть вас не вводит в заблуждение название «суперземля», это не означает, что это планеты с условиями на поверхности похожими на Землю, это характеризует только массу и размер.
Суперземля – это планета с массой от 5 до 10 Земель и радиусом от 1.5 до 2.5 радиусов Земли. «Горячая» означает, что там температура на поверхности слишком высокая для известных форм жизни (больше 100 градусов Цельсия). По сути, это все параметры, о которых можно говорить более-менее уверенно, но разумно предполагать, что в основном такие планеты являются каменно–металлическими, как Земля, но с более мощной атмосферой (из-за большей гравитации), такие планеты могут быть планетами-океанами или мини нептунами, то есть иметь очень мощную газовую оболочку при сравнительно небольшом каменно-металлическом ядре.
Кстати, если на какой-то суперземле существует разумная жизнь, то такой цивилизации нужно развиться технически намного лучше, чем нашей, чтобы полететь в космос. И все из-за большей силы гравитации на суперземлях. При таких технологиях, как у нас, мы бы еще долго не смогли вылететь в космос из суперземли. Возможно, планета такого типа когда-то существовала в Солнечной системе, но была выброшена из системы вследствие гравитационных пертурбаций во время формирования Солнечной системы. Некоторые ученые также предполагают существование еще одной планеты где-то за Нептуном.
А теперь внимание! Кто-то скажет, что суперземли самые распространённые из известных просто потому, что планеты меньше Земли обнаружить труднее, а тем более холодные, и будет максимально прав. Вполне возможно, что статистика изменится после того, как человечеству станут доступны более продвинутые технологии для поиска экзопланет. Если посмотреть на такую же таблицу для Солнечной системы, то мы увидим, что холодные мини земли – самый распространённый тип небесных тел, входящих в рамки этой классификации.
Это небесные тела размером с нашу Луну, но ни одно из этих тел не является планетой согласно определению планеты. Это луны других планет, и вот тут можно уже практически с уверенностью заявлять, что таких лун во Вселенной намного больше, чем остальных планет в этой таблице. Но именно лун, а не планет. Из-за методов поиска экзопланет, обнаружить большие, горячие планеты вблизи своей звезды намного проще, чем холодные, маленькие, лежащие далеко от звезды, именно поэтому в названии статьи содержится слово «из известных», так как человечество не владеет полной информацией, скажем, о всех планетарных системах в нашей галактике, и вполне возможно, что Солнечная система не такая уж и необычная, но возможно также, что она еще более необычна, чем мы себе представляем.
Идем дальше. Известные экзопланеты находятся очень близко к своей звезде. Большинство планет находятся к своей звезде ближе, чем Меркурий к Солнцу. Вот два графика дающих наглядное представление о расстоянии экзопланет от звезды:
Тут расстояние показано в милях и астрономических единицах, если кому-то сложно сориентироваться, то скажу конкретно –наибольшее количество экзопланет находится на расстоянии от звезды в пределах от 6 до 30 миллионов километров. Для сравнения, Земля находится в среднем на расстоянии 150 миллионов километров от Солнца, а Меркурий – 58 миллионов километров. Нептун – 4.5 миллиардов километров от Солнца. Приведу конкретный пример – звезда TRAPPIST-1 и ее система планет, все из которых находятся очень, очень близко к звезде. Самая далекая находится на расстоянии 9 миллионов километров, а самая близкая – почти два миллиона километров от звезды. Еще раз напомню, что Меркурий находится на расстоянии 58 миллионов километров от Солнца.
Из-за такой близости к звезде на этих планетах год длится пару Земных дней. Я понимаю, что это выглядит странно, но все как раз наоборот – такая ситуация, когда планеты ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу – обычна во Вселенной. Это не всегда значит, что на этих планетах супер жарко, так как большинство звезд не такие большие и горячие как Солнце.
Кроме этого, Солнечная система необычайно велика. Как я уже упоминала, расстояние от Солнца до Нептуна в среднем составляет 4.5 миллиарда километров. Сравните это с тем же ТРАППИСТ – 1 и самой далекой планетой там, которая удалена всего на 9 миллионов километров от своей звезды.
Вообще, другие планетные системы редко превышают размер орбиты Земли, так что Солнечная система просто гигантская по сравнению с большинством других известных планетных систем, хотя далеко не самая большая. И в этом ничего странного – большинство звезд, как я уже сказала, это красные карлики. Их масса меньше солнечной в несколько раз, поэтому они и неспособны удерживать большие планетные системы.
Еще одна странность — это то, что газовым гигантам свойственно находиться близко к звезде, в Солнечной системе же наоборот – все газовые гиганты отдалены от Солнца.
Ученые так же обнаружили корреляцию между эксцентриситетом орбит и количеством планет в планетной системе. Эксцентриситет орбиты – это, если объяснять по-человечески, мера сжатости орбиты, ну или вытянутости, смотря как посмотреть.
Как известно, орбиты – это не идеальные круги, а эллипсы. Эксцентриситет показывает, насколько эти эллипсы как бы «сплющены». Вот примерное сравнение эксцентриситетов орбит планет в Солнечной системе.
Как видно, самый большой эксцентриситет (сплющенность орбиты) у Меркурия. Самый маленький – у Нептуна. Заметьте одну очень важную вещь – эти орбиты не пересекаются. Некоторые тела в Солнечной системе имеют очень большой эксцентриситет, и эти тела могут столкнуться с планетами.
Так вот, в большинстве других планетарных систем, эксцентриситеты орбит очень большие, они пересекаются и из-за этого всегда есть шанс, что планеты столкнутся.
А так как временные масштабы существования многих планетных систем измеряются в миллиардах лет, то реализуются даже самые маленькие шансы, и планеты с большим эксцентриситетом сталкиваются с другими планетами. Из-за этого, в других планетных системах (в подавляющем большинстве) очень мало планет по сравнению с нашей системой, причем это показывают не только наблюдения, но и теоретические предсказания. В общем пока что, если сравнивать с другими системами, Солнечная имеет наибольшее количество планет в системе. Только одна система из известных имеет такое же количество планет.
Аргументов исключительности можно привести больше, это только основные, но их уже достаточно, чтобы заявить, что Солнечная система – самая уникальная из известных. Не забывайте, что ключевое слово тут – из известных. Окажется ли, что Солнечная система еще более необычная, или же она все же менее необычная, узнаем только в будущем. Напомню, что новый флагманский космический телескоп Джеймса Уэбба должны запустить уже совсем скоро, под конец 2021 года. Ожидается, что он откроет очень много внесолнечных планет. Поживем – увидим.
Напоследок вспомню самую уникальную вещь Солнечной системы – это единственная система из известных, в которой существует жизнь. Но тут опять же, ключевое слово – из известных…
Что происходит с Бетельгейзе? Эволюция звёзд
Прежде, чем мы попытаемся разобраться в произошедшем, стоит понять, что же представляет из себя Бетельгейзе. Этот объект относится к классу красных сверхгигантов, и, согласно современной теории эволюции звёзд, находится на завершающей стадии своего жизненного цикла. Его светимость и радиус постоянно меняются, а внешние оболочки крайне нестабильны. Периодически светило выбрасывает миллионы тонн раскаленного газа в космическое пространство, формируя гигантские протуберанцы. Остывая, они пополняют собой газовую туманность, окружающую Бетельгейзе.
История Земли за 24 часа
Мы часто рассуждаем про далекий космос, неведомые миры и непостижимые законы, забывая обращать внимание на то, что рядом – наш дом. Давайте исправим эту оплошность и поговорим про старушку Землю. Именно старушку – вы сейчас поймете, насколько она не молода. Наша планета существует треть времени жизни Вселенной и за это время повидала немало. Чтобы не путаться в огромных цифрах, давайте сравним историю Земли с сутками.
Итак, 4 миллиарда 567 миллионов лет назад запустились наши образные 24 часа – молодая звезда по имени Солнце оставила после своего рождения тот еще беспорядок. Пространство было заполнено плотным газом и пылью, образующими вращающийся вокруг нового светила протопланетный диск. Области диска с бОльшим количеством вещества притягивали к себе газ и пыль, наращивая массу и становясь все плотнее. С ростом массы зарождающаяся планета, как снежный ком, притягивала больше вещества.
Прошло всего 6 минут (20 миллионов лет), а наша Земля превратилась из протопланеты в самостоятельный объект молодой Солнечной системы. Да уж, она точно не была похожа на тихую голубую планету, какой мы видим ее сейчас. Это был настоящий ад: вся поверхность Земли была раскалена и расплавлена. Один сплошной океан лавы, в который непрерывно что-то сыпалось из космоса. Планета то и дело сталкивалась с маленькими и большими космическими телами. Есть мнение, что одно из таких столкновений привело к появлению Луны в 00:12 часов по нашему образному времени.
К 3 часам утра планета остыла достаточно, чтобы на ней начал конденсироваться пар, образуя гидросферу. Тут и там начали появляться моря, температура которых доходила до +90°С. Тяжелая бомбардировка метеоритами уже почти завершилась и примерно в это же время на Земле начала появляться примитивная жизнь. Планета все еще не выглядела дружелюбной: кипящие моря и лавовые реки не кончались. Непрерывный вулканизм выбрасывал тонны вещества из недр, наполняя атмосферу углекислым газом, азотом и водяным паром.
В промежутке между 03:00 и 05:30 появляются первые доядерные организмы – прокариоты. У этих примитивных одноклеточных нет даже ядра, но они успешно населяют остывающую планету, которая все больше становится пригодной к жизни. К 09:20 появляется полноценная земная кора, способная формировать континенты. В это же время бактерии познали, что такое фотосинтез. Благодаря этому атмосфера медленно начала наполняться кислородом. Но таким новшеством бактерии сами себя загнали в ловушку, изменив облик Земли до неузнаваемости.
Уже в 11 часов утра случилась так называемая Кислородная катастрофа. Бактерии увеличили концентрацию кислорода и уменьшили количество метана и углекислого газа, которые создавали парниковый эффект. Температура опустилась настолько, что буквально вся Земля превратилась в один большой снежный шар. Лед был даже на экваторе. Гуронское оледенение – так назвали этот период, закончилось лишь в час дня, продлившись 300 миллионов лет. С началом потепления произошел скачок в эволюции, и у простейших появилось ядро в клетке. Наступила эпоха эукариотов.
Долгое время на Земле царило великое затишье. С 14:30 до 20:15 не происходило абсолютно ничего. Ученые назвали этот период «скучный миллиард». Он начался 1,8 миллиарда лет назад и закончился 720 миллионов лет назад. В эволюции жизни не происходили очевидные скачки, да и климат оставался одинаковым на протяжении всего этого времени. Идиллию нарушил очередной ледниковый период, который опять произошел из-за повышения уровня кислорода. Продлился он недолго: начавшаяся в 20:40 вулканическая деятельность вновь запустила парниковый эффект, что спровоцировало дальнейшую эволюцию жизни.
Дальше счет идет «на минуты»:
21:48 – образуются Уральские горы, появляются первые земноводные.
22:07 – первые деревья и семена. Это дало возможность растениям быстро распространиться по всей суше. Появились первые пресмыкающиеся.
22:25 – произошло самое массовое вымирание за всю историю жизни на Земле. За 20 тысяч лет исчезло 95% всех видов растений и животных на суше и в океане. Ученые до сих пор не могут установить причину этой катастрофы. На восстановление разнообразия жизни ушло более 30 миллионов лет. Но исчезновение одних видов, дало возможность развития других.
22:40 – появляются первые динозавры.
22:56 – первые сумчатые млекопитающие. Расцвет эпохи динозавров.
23:03 – суперконтинент Пангея разделился на два континента – Лавразию и Гондвану. Начался дрейф материков.
23:12 – первые птицы.
23:18 – первые цветковые растения.
23:39 – произошла еще одна катастрофа – вымирание динозавров.
23:42 – первые парнокопытные и древние киты.
23:52 – появление первых человекообразных обезьян.
…За 80 секунд до полуночи появляются австралопитеки, за 15 секунд – предки добывают огонь, а за 4 секунды – появляется человек разумный, который всего за 0,3 секунды до конца суток успевает населить Северную и Южную Америку.
Начался новый день. Сегодняшний день. Что он нам принесет? Поживем – увидим.
Пошла первая секунда.
Поставьте лайк, если задумались, что динозавры вымерли всего 20 минут назад и подписывайтесь, если еще не с нами.
Космос – это интересно!
Гавайи
Продолжение поста «Ну красавчиг же!»
Я же говорил, что наглый и ему пофигу на «красивое» ))
Ну красавчиг же!
И с ними не прокатывает:
«- Вы рыбов продаёте?
— Нет показываем. «
«Эй! Нас кто-то слышит?». Послания внеземному разуму
METI (Messaging to Extra-Terrestrial Intelligence) – послания человечества вероятным внеземным цивилизациям и попытки найти равных себе. Найти тех, кто способен понять, расшифровать, ответить. Попытки убедиться, что мы не единственные в этом бесконечном океане Вселенной. Ведь неизвестно, какая мысль страшнее: существует ли кто-то еще или… мы одни?
Ладно, страшилки в сторону. Сегодня максимум о том, как люди искали и ищут инопланетян.
Все отправленные нами послания можно разделить на 2 категории: вещественные и радиопослания.
Вещественные – это послания аппаратов «Пионер-10» и «Пионер-11», которые содержат рисунок мужчины и женщины, двоичный код, наше положение в Галактике и схему Солнечной системы. Кроме того, были послания на борту аппаратов «Вояджер-1» и «Вояджер-2», о которых я писал уже дважды. Позолоченные пластинки, содержащие звуки природы, голоса людей, музыку и обращения президентов.
Проблема таких «бандеролей» в том, что скорость аппаратов недостаточна для перемещения в межзвездных масштабах. Перелет даже к ближайшей звезде потребует десятки тысяч лет. Такой формат «общения» точно не подойдет.
И знаете то чувство, когда пишешь большое сообщение, стараешься, а с той стороны прилетает просто «ок»? А теперь представьте этот убитый диалог, но только растянутый на сотню тысяч лет.
Мда. Нужно что-то поинтересней.
Здесь все гораздо проще: записываем, отправляем, ждем. В настоящее время известно 56 звездных систем на удалении до 20 световых лет от Солнца. А значит, если послать сигнал (который движется со скоростью света) даже к самой дальней из этих звезд, то ответ от возможной цивилизации вернется через 40 лет, что вполне укладывается в одну человеческую жизнь. А «общение» с ближайшей звездной системой Альфа Центавра, может происходить с задержкой менее 9 лет (4,3 св.года в одну сторону и столько же в другую).
Первый в истории осмысленный радиосигнал, адресованный внеземным цивилизациям, был отправлен в 1962 году. 19 ноября советские астрономы отправили в космос одно лишь только слово: «МИР». Потом подумали и через неделю добавили: «ЛЕНИН» и «СССР». Послание даже не было адресовано определенной звезде или системе. Его просто «крикнули» в космос, как этакий порыв души. Отправляли тем, что знали, – азбукой Морзе. Точку и тире передавали скачками частоты радиосигнала. Точка длилась 10 секунд, тире – 30.
В 1974 году астрономы вновь повторили эксперимент, но уже с помощью радиотелескопа Аресибо – одного из крупнейших радиотелескопов в мире, который находится в Пуэрто-Рико. В этот раз «стреляли» уже осознанно и целились в шаровое звездное скопление в созвездии Геркулеса. Оно находится от нас в 25000 св.лет, так что если адресат и существует, то получит он сообщение только ближе к 27000 году. Автором сообщения стал Карл Саган, который закодировал рисунок в бинарный код. Изображение похоже на экран Тетриса и содержит в себе числа от 1 до 10, переведенные в двоичную систему, некоторые химические элементы, информацию о ДНК, рисунок человека и изображение самого Аресибо.
В сообщении была целая энциклопедия о нашей планете, земной жизни и людях. Финансирование было минимальным и в проект включили коммерческую составляющую: каждый желающий, за определенную плату мог отправить свое небольшое обращение. 50 тысяч коротких сообщений типа: «Всем кто слышит – привет!», «Живите долго и счастливо!», «Бразилия – чемпион», «Вы не одни» – все это полетело в космос закодированным сигналом, общей длиной около 2 миллионов двоичных символов. Послания направили в разные точки неба: к созвездию Лебедя и Андромеды, Ориона и Кассиопеи. Даже к Большой медведице. Все они до сих пор летят сквозь космос и достигнут своих целей в период с 2036 по 2069 годы. Ну что же, будем ждать ответ.
В 2001 году в космос запустили целый музыкальный концерт. Он был разбит на блоки и отправлен к 6 звездным системам с помощью мощного радиотелескопа в Евпатории. Концерт исполняли дети, поэтому сообщение так и нарекли «Детское послание». Ребята исполнили множество произведений, начиная от «Калинки-Малинки», заканчивая шедеврами Вивальди и Рахманинова. Если у инопланетных существ есть уши и они способны слышать, то с музыкой землян они познакомятся не раньше 2057 земного года.
Радиотелескоп в Евпатории
Конечно, без критики не обошлось. Многие ученые и примкнувшие к ним писатели-фантасты полагают, что такие эксперименты могут привлечь к нам внимание недружественных инопланетян и привести к вторжению воинствующих цивилизаций. Даже сам Стивен Хокинг предупреждал об опасности контакта с потенциальными внеземными цивилизациями, сравнивая их с прибытием Колумба в Америку (с плачевно известными последствиями для коренных народов).
Сторонники посланий уверяют в безопасности таких адресных сообщений, утверждая, что развитые цивилизации, способные добраться до нас сквозь такие огромные расстояния, настолько развиты, что и без всяких радиопосланий знают о нашем существовании. Если бы в их планах был захват или уничтожение человечества, то «Земной привет» никак не повлиял бы на их планы. Кроме того, с момента изобретения радио и телевидения, наша цивилизация стала мощным источником излучений, направленных во все стороны космоса. Так что все эти осмысленные приветствия – лишь капля в море информационного шума небольшой планеты с названием Земля.
А как вы думаете, стоит ли проводить такие эфиры?
Напишите свое мнение в комментариях.
Ставьте лайк, если понравилась статья и подписывайтесь, если еще не с нами!