Необычные, загадочные, необьяснимые явления природы.

[Король Альтов]

http://lenta.ru/articles/2016/02/12/ligo1/

Российский физик об открытии волн пространства-времени

Изображение: C. Henze / NASA Ames Research Center

Физики на обсерватории LIGO (Laser Interferometric Gravitational Observatory) впервые зарегистрировали гравитационные волны — возмущения пространства-времени, предсказанные сто лет назад создателем общей теории относительности Альбертом Эйнштейном. Об открытии в ходе прямой трансляции, организованной «Лентой.ру» и Московским государственным университетом (МГУ) имени М.В. Ломоносова, сообщили ученые физического факультета, участники международной коллаборации LIGO. «Лента.ру» побеседовала с одним из них, российским физиком Сергеем Вятчаниным.
Что такое гравитационные волны?
Сергей Вятчанин: По закону всемирного тяготения Ньютона два тела притягиваются друг к другу с силой, обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Эта теория описывает, например, вращение Земли и Луны в плоском пространстве и универсальном времени. Эйнштейн, разработав специальную теорию относительности, понял, что время и пространство — это одна субстанция, и предложил общую теорию относительности — теорию гравитации, основанную на том, что тяготение проявляется как кривизна пространства-времени, которую создает материя.
Можно представить упругий круг. Если бросить в него легкий шарик, он покатится по прямой. Если же в центр круга положить тяжелое яблоко, то траектория искривится. Из уравнений общей теории относительности Эйнштейн сразу получил, что возможны гравитационные волны. Но в то время считали (в начале ХХ века) эффект чрезвычайно слабым. Можно сказать, что гравитационные волны — это рябь пространства-времени. Плохо то, что это чрезвычайно слабое взаимодействие.
Если брать аналогичные (электромагнитные) волны, то там был опыт Герца, разместившего излучатель в одном углу комнаты, а приемник в другом. С гравитационными волнами так не получается. Слишком слабое взаимодействие. Остается полагаться только на астрофизические катастрофы.
Как работает гравитационная антенна?
Есть интерферометр Фабри-Перо, две массы, разнесенные на четыре километра. Расстояние между массами контролируется. Если волна падает сверху, то расстояние немного изменяется.
Гравитационное возмущение — это, по сути, искажение метрики?
Можно и так сказать. Математика это описывает как небольшое искривление пространства. Использовать лазер для обнаружения гравитационных волн в 1962 году предложили Герценштейн и Пустовойт. Это была такая советская статья, фантазия... Здорово, но все же полет фантазии. Американцы подумали и решили в 1990-х годах (Кип Торн, Роналд Древер и Рэйнер Вайс) сделать лазерную гравитационную антенну. Причем требуются две антенны, поскольку, если будут события, необходимо использовать схему совпадений. И тогда все началось. Это долгая история. Мы сотрудничаем с Калтехом с 1992 года, а на официальную договорную основу перешли в 1998 году.
Не кажется ли вам, что реальность гравитационных волн не вызывала сомнений?
В общем-то, научное сообщество было уверено в том, что они существуют, и обнаружить их — дело времени. Халсу и Тейлору присудили Нобелевскую премию за фактическое открытие гравитационных волн. Что они сделали? Есть двойные звезды — пульсары. Раз они крутятся, то излучают гравитационные волны. Наблюдать мы их не можем. Но если они излучают гравитационные волны, то отдают энергию. Значит, их вращение замедляется, как будто от трения. Звезды приближаются друг к другу, и можно увидеть изменение частоты. Они посмотрели — и увидели (в 1974 году — прим. «Ленты.ру»). Это косвенное свидетельство существования гравитационных волн.
Сейчас — прямое?
Сейчас — прямое. Пришел сигнал, который зарегистрировали на двух детекторах.
Достоверность высокая?
Ее достаточно для открытия.

[Король Альтов]

Гравитационные волны в двух детекторах Изображение: ligo.caltech.edu

Каков вклад российских ученых в этот эксперимент?
Ключевой. В initial LIGO (раннем варианте антенны — прим. «Ленты.ру») использовались десятикилограммовые массы, и висели они на стальных нитях. Наш ученый Брагинский уже тогда высказал идею применения кварцевых нитей. Вышла работа, доказывавшая, что кварцевые нити «шумят» значительно меньше. И вот сейчас массы (в advanced LIGO, современной установке — прим. «Ленты.ру») висят на кварцевых нитях.
Второй вклад — экспериментальный и связан с зарядами. Массы, разнесенные на четыре километра, нужно как-то юстировать при помощи электростатических активаторов. Эта система лучше магнитной, которая использовалась ранее, но она чувствует заряд. В частности, каждую секунду через ладонь человека проходит огромное количество частиц — мюонов, которые могут оставить заряд. Сейчас с этой проблемой борются. Наша группа (Валерий Митрофанов и Леонид Прохоров) в этом экспериментально участвует и значительно поднаторела.
В начале 2000-х годов была идея использовать на advanced LIGO сапфировые нити, так как формально у сапфира добротность выше. Почему она важна? Чем выше добротность, тем меньше шум. Это общее правило. Наша группа посчитала так называемые термоупругие шумы и показала, что все же лучше использовать кварц, а не сапфир.
И еще. Чувствительность гравитационной антенны близка к квантовому пределу. Есть так называемый стандартный квантовый предел: если вы измеряете координату, то по принципу неопределенности Гейзенберга вы тут же ее и возмущаете. Если вы непрерывно измеряете координату, то вы все время ее возмущаете. Очень точно измерять координату нехорошо: будет большое обратное флуктуационное влияние. Это показал в 1968 году Брагинский. Подсчитали для LIGO. Оказалось, что для initial LIGO чувствительность выше стандартного квантового предела примерно в десять раз.

Схема интерферометров и их расположение в США Изображение: ligo.caltech.edu

Сейчас есть надежда на то, что advanced LIGO дойдет до стандартного квантового предела. Может быть, опустится. Это вообще мечта. Можете себе это представить? У вас будет квантовый макроскопический прибор: две тяжелые массы на расстоянии четырех километров.

[Король Альтов]

Такое на первый взгляд не очень совместимо.
Вот это и парадоксально. То есть получается фантастика. Вроде бы отдает шарлатанством, а на самом деле — нет, все честно. Но пока это мечты. Стандартный квантовый предел не достигнут. Там еще нужно работать и работать. Но уже видно, что это близко.
Есть надежда, что это случится?
Да. Нужно преодолевать стандартный квантовый предел, и наша группа участвовала в разработке методов того, как это сделать. Это так называемые квантовые невозмущающие измерения, какая конкретно схема измерений нужна — такая или иная... Ведь когда вы теоретически исследуете, расчеты ничего не стоят, а эксперимент — дорог. В LIGO достигнута точность десять в минус 19 степени метров.
Вспомним детский пример. Если мы уменьшим Землю до размеров апельсина, а затем его уменьшим во столько же раз, то получим размер атома. Так вот, если мы атом уменьшим во столько же раз, то мы получим десять в минус 19 степени метров. Это сумасшедшая вещь. Это достижение цивилизации.
Это очень важно, да. Так что означает для науки открытие гравитационных волн? Есть мнение, что это может изменить наблюдательные методы астрономии.
Что у нас есть? Астрономия в обычном диапазоне. Радиотелескопы, инфракрасные телескопы, рентгеновские обсерватории.
Все в электромагнитных диапазонах?
Да. Кроме того, есть нейтринные обсерватории. Есть регистрация космических частиц. Это еще один канал информации. Если гравитационная антенна будет выдавать астрофизическую информацию, то исследователи получат в свое распоряжение сразу несколько каналов наблюдения, по которым можно проверять теорию. Предложено множество космологических теорий, конкурирующих между собой. Можно будет что-то отсеять. Например, когда на Большом адронном коллайдере открыли бозон Хиггса, сразу отпало несколько теорий.
То есть это будет способствовать отбору работающих космологических моделей. Еще вопрос. Можно ли использовать гравитационную антенну для прецизионного измерения ускоренного расширения Вселенной?
Пока чувствительность очень мала.
А в перспективе?
В перспективе можно использовать и для измерения реликтового гравитационного фона. Но любой экспериментатор вам скажет: «Ай-я-яй!» То есть пока до этого далеко. Дай бог, чтобы мы зарегистрировали астрофизическую катастрофу.
Столкновение черных дыр...
Да. Ведь это же катастрофа. Не дай бог рядом там оказаться. Нас бы не было. А здесь — фончик такой... Пока... «надежды юношей питают, отраду старцам подают».

Интерферометр LIGO Фото: LIGO Laboratory

Может ли служить открытие гравитационных волн еще одним подтверждением существования черных дыр? Ведь встречаются еще те, кто не верит, что они есть.
Да. Как работают в LIGO? Идет запись сигнала, для объяснения которого ученые разрабатывают шаблоны и сравнивают их с данными наблюдений. Столкновение нейтронных звезд, нейтронная звезда падает на черную дыру, взрыв сверхновой, черная дыра сливается с черной дырой... Будем менять параметры, например соотношение масс, начальный момент... Что мы должны увидеть? Идет запись, и в момент сигнала оценивается работоспособность шаблонов. Если шаблон, разработанный для столкновения двух черных дыр, подошел к сигналу, то это — доказательство. Но не абсолютное.

[Король Альтов]

Лучшего объяснения нет? Открытие гравитационных волн проще всего объясняется столкновением черных дыр?
На данный момент — да. Сейчас научное сообщество считает, что это было слияние черных дыр. Но коллективное сообщество — это мнение многих, консенсус. Конечно, если возникнут какие-то новые факторы, от него можно отказаться.
Когда удастся зарегистрировать гравитационные волны не от столь массивных объектов? Не означает ли это, что нужно строить новые и более чувствительные обсерватории?
Есть программа следующего поколения LIGO. Это — второе. Будет третье. Там очень много вариантов. Можно увеличивать расстояние, увеличивать мощность, подвес. Сейчас все это обсуждается. На уровне мозгового штурма. Если будет подтверждаться наблюдение гравитационного сигнала, то будет легче получить деньги на усовершенствование обсерватории.
Ожидается бум строительства гравитационных обсерваторий?
Не знаю. Это дорогое удовольствие (LIGO обошлось примерно в 370 миллионов долларов — прим. «Ленты.ру»). Ведь американцы предложили Австралии построить в Южном полушарии антенну и согласились для этого предоставить все оборудование. Австралия отказалась. Слишком дорогая игрушка. Содержание обсерватории заняло бы весь научный бюджет страны.
Россия принимает финансовое участие в LIGO?
Мы сотрудничаем с американцами. Что дальше будет — непонятно. Пока у нас отношения с учеными хорошие, но политики же всем правят... Поэтому нужно смотреть. Они нас ценят. Мы выдаем результаты действительно на уровне. Но не они же решают, дружить с Россией или нет.
К сожалению, да.
Это жизнь, подождем.
В России не планируется строительство гравитационной обсерватории?
Пока не планируется. В 1980-х годах в Государственном астрономическом институте имени Штернберга МГУ хотели построить в Баксанском ущелье такую же гравитационную антенну, только в меньшем масштабе. Но пришла перестройка, и все надолго накрылось медным тазом. Сейчас ГАИШ МГУ пытается что-то сделать, но пока антенна не заработала...
Что еще можно попробовать проверить при помощи гравитационной антенны?
Справедливость теории гравитации. Ведь большинство существующих теорий основаны на теории Эйнштейна.
Ее никто до сих пор не может опровергнуть.
Она занимает лидирующее положение. Альтернативные теории устроены так, что в основном приводят к тем же экспериментальным следствиям, что и она. И это естественно. Поэтому нужны новые факты, которые бы отметали неверные теории.
Кратко как бы вы сформулировали значение открытия?
Фактически началась гравитационная астрономия. И впервые волны кривизны пространства попались на крючок. Не косвенно, а прямо. Человек восторгается собой: ай да я, ай да сукин сын!
Беседовал Андрей Борисов

[Король Альтов]

В Антарктиде зафиксирована рекордно высокая температура воздуха

24 февраля 2016
 
В Антарктиде впервые зафиксирована рекордная температура воздуха в +17.8 градуса. Об этом сообщил журналистам один из ведущих климатологов Чехии Камил Ласка. "Этот факт подтверждает усиление процесса глобального потепления, который происходит на всей планете", - сказал ученый. "Рекорд был зафиксирован 23 марта прошлого года на автоматической метеорологической измерительной станции, данные с которой ученые снимают при ее посещении и проведении необходимых профилактических работ раз в год, - подчеркнул он. - Чешская научная экспедиция на прошлой неделе вернулась из Антарктиды с этой новостью".
Тем не менее, точность фиксирования температуры научными приборами еще должна будет подтвердить специальная комиссия, которая засвидетельствует исправность их работы. Автоматическая измерительная метеостанция расположена на высоте 500 метров над уровнем моря на одном из ледников на острове Джеймса Росса в Антарктиде. На этом острове находится полярная станция имени Менделя, которую в период лета на Южном полушарии посещают научные экспедиции, состоящие, прежде всего, из ученых университета имени Томаша Масарика в городе Брно (Южная Моравия). // ТАСС http://www.pogodaiklimat.ru/news/11306/

[Король Альтов]

[Король Альтов]

https://www.gismeteo.ru/news/sobytiya/18164-zhizn-na-zemlyu-byla-prinesena-iz-kosmosa/

Жизнь на Землю была принесена из космоса

Российские ученые обнаружили в обломках метеорита микроорганизмы, возраст которых примерно соответствует возрасту Земли — более 4 миллиардов лет.
Жизнь на Землю могла быть принесена из космоса — по мнению директора Палеонтологического института им. А. А. Борисяка РАН Алексея Розанова, на каких-то небесных телах могли существовать лужи, речки, мелкие моря и озера, где обитали эти организмы. Розанов представил свои фото, доказывающие присутствие бактерий в метеоритах — их размер от 3 до 10 микрон, передает «Вести.ру». Такие расстояние они могут преодолевать на кометах, замороженными во льду внутри — эксперименты в Антарктиде, вечной мерзлоте и в открытом космосе это подтверждают. О возможности занесения жизни на землю с кометами и метеоритами говорит также гипотеза панспермии.
Перепады температуры отнюдь не убивают все живое — в Карибском море, в гидротермальных жерлах на глубине 2,2 километра обитают креветки вида Rimicaris hybisae. Хотя живут креветки в прохладной воде, питаются они обитающими в жерлах бактериями, где температура достаточно высокая. Ранее исследователи также высказывали мнение, что живые организмы могут существовать на глубине 19 километров под землей — в условиях высокого давления и экстремальной температуры. Микроорганизмы были найдены и на защитной обшивке МКС, что изменило представление о протяженности биосферы — ее верхняя граница передвинута до 400 км. Бактерии-экстремофилы на земле могут выжить в горячих источниках, вулканической лаве и на больших высотах, поэтому ученые предполагают, что они могут выжить в условиях открытого космоса.
По мнению академика Розанова, Земля в самом начале своего развития подверглась массированной «бомбардировке» кометами и была заселена простейшими микроорганизмами — воды в то время еще не было, микроорганизмы сразу заселили сушу.

[Король Альтов]

https://www.gismeteo.ru/news/stihiynye-yavleniya/18152-vperedi-katastroficheskoe-izverzhenie-vulkana-sinabung/

Впереди катастрофическое извержение вулкана Синабунг?

Феерический Синабунг, фото от 25 февраля. © globallookpress.com

Гигантский смертоносный вулкан Синабунг может «порадовать» индонезийцев катастрофическим извержением, сообщает «Экспресс». Пессимистичные выводы были сделаны после двух следующих друг за другом извержений вулкана. После мощных «залпов» над Синабунгом образовалось облако из дыма и пепла высотой 3 км.
Власти объявили предупреждение о высоком риске сильнейшего извержения. Последние два пепловыброса были самыми сильными с момента пробуждения вулкана в 2010 году. Вулканологи внимательно следят за уровнем подъема магмы в Синабунге.
Область в радиусе 3,5 км от вулкана объявлена зоной высокой риска. Синабунгу присвоен «красный» уровень опасности. Из окрестностей вулкана эвакуированы 10300 человек.
Ученые сообщают, что планета переживает так называемый вулканический сезон. Исторически извержения в северном полушарии наиболее вероятны в период с ноября по апрель, когда лед, дождь и снег давят на горную породу. Исследование последних 300 лет вулканической активности показывает, что в ближайшие 50–80 лет мир ожидает катастрофическое извержение.

[Король Альтов]

https://www.gismeteo.ru/news/sobytiya/18146-uchenye-priblizili-smert-vselennoy/

Ученые идиоты «приблизили» смерть Вселенной  g^- g^- g^- g^-

Галактика во Вселенной. © Vadim Sadovski | Shutterstock

Диего Саэс-Гомес из Лиссабонского университета и его коллеги решили просчитать возможные сценарии и сроки Большого разрыва, и пришли к выводу, что он может произойти через 2,8 млрд лет.
Хотя на сегодняшний день свойства темной энергии не изучены, ученые предполагают, что при определенных параметрах отношения давления темной энергии к плотности, Вселенная будет ускоренно расширяться. Расширяющая сила действия будет увеличиваться, величина этого фактора станет равна бесконечности за конечное время. В итоге темная энергия просто разорвет гравитационно связанные и электромагнитные структуры Вселенной — будут разорваны атомы, ядра и нуклоны, что приведет к разрыву пространства-времени.
Основная гипотеза предполагает, что это произойдет через 22 млрд лет — за миллиард лет до Большого разрыва скопления галактик будут распадаться, за 60 млн лет распадутся и сами галактики из-за ослабления силы гравитации, за три месяца гравитация уже не будет связывать Солнечную систему, за 30 минут до разрыва разрушится Земля и ей подобные объекты. В момент Большого разрыва законы физики перестанут работать, что случится в дальнейшем со Вселенной предсказать невозможно.
Португальские ученые решили собрать данные по расширению Вселенной, полученные по вспышкам сверхновых, ближайшим к нам галактикам и барионным акустическим осцилляциям. В итоге получилось, что самый ранний срок Большого разрыва — через 2,8 млрд лет!
По словам Саэса-Гомеса, это может произойти и позже, а также может и не случиться совсем, если Вселенная погибнет по другой причине, например, в результате тепловой смерти. Исходя из гипотезы, сформулированной в 1865 году Рудольфом Клазиусом, опираясь на второе начало термодинамики, Вселенная должна прийти в состояние термодинамического равновесия с максимумом энтропии («тепловой смерти»), как и любая физическая система, которая не обменивается энергией с другими системами. Это бы означало тепловую смерть Вселенной, однако многие ученые не согласны с Клазиусом, ведь классическое определение энтропии не совсем подходит для Вселенной, поскольку в ней вещество не формирует замкнутую систему.
Так или иначе, по мнению Саэса-Гомеса, ценность различных расчетов и выкладок в этой сфере состоит не в реалистичности прогнозов, а в расширении представлений космологии и в работе с разными сценариями будущего Вселенной.

[Король Альтов]

https://www.gismeteo.ru/news/sobytiya/18144-uchenye-razrabotali-algoritm-prognozirovaniya-voln-monstrov/

Ученые разработали алгоритм прогнозирования «волн-монстров»

«Волна-монстр» может «подмять» корабль по себя. © kldy | Shutterstock

В Массачусетском технологическом институте создали систему, способную оповестить о «волне-убийце» за несколько минут до появления. «Волны-убийцы» достигают в высоту 30 и более метров, их поведение нехарактерно для обычных волн — встретившиеся с ней корабли могут не выдержать громадного давления воды (до 980 кПа, 9,7 атм). Разработанный учеными алгоритм собирает данные о волнах и, исходя из их длины и высоты, определяет вероятность, с которой скопления могут сформироваться в аномальную волну.
Ранее для предсказания подобных редких явлений алгоритм анализировал поведение всех волн вокруг, получая полную картину, однако для этого требовались большие вычислительные мощности и время, из-за чего его было очень трудно реализовать на бортовых компьютерах обычных судов, сообщает Lenta.ru. Открытое море в этом случае представляет собой пространство хаотической смеси постоянно меняющихся данных.
Теперь ученые решили пойти другим путем: они знали, что «волны-убицы» возникают в однонаправленных полях, большая часть волн движется независимо друг от друга, но некоторые образуют скопления, что приводит к коллективному движению — часть волн обменивается энергией, создавая «волну-убийцу». По словам ведущего автора исследования Темиса Сапсиса, волны взаимодействуют друг с другом, обмениваясь энергией — именно эта динамика и приводит к образованию блуждающей волны. Статистические данные помогли вычислить шансы, с которыми те или иные скопления могут превратиться в такие волны, что помогло создать шкалу длины. В итоге расчеты помогли создать простой алгоритм — для прогнозирования команде судна понадобятся только данные с радаров и лидаров.

[Король Альтов]

В американском приюте отметили 15-летие дружбы льва, тигра и медведя

Фото: Noah's Ark Animal Shelter

В приюте для диких животных «Ноев ковчег» в штате Джорджия отметили 15-летие дружбы барибала Балу, африканского льва Лео и бенгальского тигра Шерхана. Об этом пишет The Daily Mail, называя троицу «братьями» и «самой невероятной семьей».
Издание уточняет, что Балу, Лео и Шерхан живут вместе в деревянном домике, расположенном на просторной огороженной территории. Они проводят вместе практически все время.
Куратор «Ноева ковчега» Эллисон Хеджкот (Allison Hedgecoth) рассказала, что взаимоотношения зверей не сильно изменились с течением времени, но сами они с годами стали спокойнее и меньше играют. Специалист выразила уверенность, что троица встретит старость вместе.
Звери были доставлены в приют в 2001 году. Детенышей нашли в подвале дома в городе Атланта во время антинаркотического рейда. Животные уже тогда не желали разлучаться, хотя были ослаблены и нуждались в лечении. Выпускать хищников на волю не стали, поскольку сотрудники «Ноева ковчега» посчитали их слишком травмированными для адаптации в естественной среде обитания.

[Король Альтов]

https://www.gismeteo.ru/news/sobytiya/18265-netraditsionnyy-podarok-prirody-k-8-marta/

Нетрадиционный подарок природы к 8 Марта — северное сияние

6 марта 2016 г. Англия © Louise Gordon | Spaceweather

Так сложилось в эти мартовские дни, что при отсутствии солнечных вспышек наблюдается сильный солнечный ветер. Текущая скорость потока достигает 600 км/с, при норме 300–400. Обдувая атмосферу Земли, он возмущает магнитное поле и вызывает интенсивные полярные сияния. Если обычно красочное свечение атмосферы наблюдается в Заполярье, то сейчас это стало достоянием жителей средних широт.
The #NorthernLights are shining over @univofstandrews pic.twitter.com/3byE93IoFi
— Joe Llama (@joe_llama) 6 марта 2016 г.
Walked 1 minute from our house in #Newcastle to see if I could spot the Northern Lights... @liamdutton @VirtualAstro pic.twitter.com/GlxsBFE6QV
— Tom White (@tomwhite7) 6 марта 2016 г.
6–7 марта многочисленные полярные сияния наблюдали в Ирландии, Великобритании и Германии. «Это было совершенно удивительно, — сообщила Луиза Годон из Англии. — Весь северный горизонт был освещен».
Northumbrian lights ... #AuroraBorealis making Northumberland's castles look even more spectacular than normal! pic.twitter.com/RpZfetBVg9
— Peter Fisk (@GeniusWorks) 7 марта 2016 г.
По прогнозу, есть высокая вероятность того, что 8 Марта Земля останется в потоке солнечного ветра. Наряду с магнитными бурями (к сожалению) это может преподнести редкий красивый подарок.

[Король Альтов]

[Король Альтов]

[Король Альтов]