Статьи в журнале «New Scientist» (январь - июнь 2020 г.)

  1. Майкл Брукс. Под давлением (Michael Brooks, Under Pressure) (на англ.) том 245, №3263 (4 января), 2020 г., стр. 43-45 в pdf - 1,37 Мб
    «После более чем 90 лет попыток создать водород в металлической форме единственным поддающимся проверке результатом был спор между теми, кто его ищет. Быть первым, кто произвел металлический водород, было бы большим достижением. Настолько важным, что несколько групп исследователей уже сделали заявили об успехе. Но их соперники настроены крайне скептически. (...) Сторонники металлического водорода заявляют, что эта форма этого элемента может произвести революцию в науке и технологиях. С одной стороны, это может быть прорывное ракетное топливо с его преобразованием обратно в молекулярный водород с выделяет огромное количество тепла. Затем есть большие надежды планетологов: считается, что ядра газовых гигантов, таких как Юпитер, состоят из этого вещества. Если бы мы смогли сделать это в лаборатории, мы могли бы понять, как формируются планеты. Возможно, наиболее заманчивым из всего является, по слухам, способность металлического водорода к сверхпроводимости при комнатной температуре, позволяя электричеству течь без потерь энергии. (...) Я кажется довольно наивен. Так как же все стало так непросто? (...) водород обычно встречается в виде газа. Чтобы превратить его в металл, вам нужно будет заставить его отдельные атомы собраться вместе достаточно плотно, чтобы их электроны стали «делокализованными», то есть могли свободно перемещаться по материалу и, таким образом, проводить электричество. (...) Чтобы электроны атомов водорода вырвались от своих протонов и вместо этого блуждали по жесткой решетке твердого тела, потребовалось бы почти 400 гигапаскалей (ГПа), что эквивалентно 4 миллионам атмосферного давления (...). давление в лаборатории, мягко говоря, сложно. (...) Впервые мы подобрались достаточно близко в 1998 году. (...) В конце концов, после разбивания 15 пар алмазов, команде [инженеров Корнельского университета в Нью-Йорке и Университета Мэриленда] удалось получить давление между кончиками [алмазов] до 342 ГПа, приближаясь к давлению в ядре Земли. Согласно теории, этого должно было быть достаточно, чтобы водород стал металлическим. Не стал. (...) Экстраполируя свои наблюдения, [Поль] Лубейр [из Комиссии по атомной энергии Франции (CEA) около Парижа] и его коллеги подсчитали, что для создания металлического водорода вам потребуется давление около 450 ГПа. Прошло еще 13 лет, но мы добрались до цели. Фактически, мы добрались до 495 ГПа и увидели металлический водород. По крайней мере, именно так утверждали [Ранга] Диас и Исаак Сильвера, оба тогда работавшие в Гарвардском университете, в рецензируемой статье 2017 года в журнале Science. Гарвард выпустил пресс-релиз, в котором Сильвера назвал их достижение «Святым Граалем физики высокого давления». - Не так быстро, - сказал Лубейр. «Я не думаю, что эта газета вообще убедительна, - сказал он столь же известному журналу Nature. (...) Очевидно, что сейчас должно произойти: повторить эксперимент. Но легче сказать, чем сделать, потому что эксперимент самоуничтожился. (...) когда они [Диас и Сильвера] вернулись для проведения дальнейших исследований, они обнаружили, что образец пропал. Два года спустя они до сих пор не знают, что с ним случилось. Полоска металлического водорода - если это так сказать - была толщиной всего 10 микрометров. Он мог выскользнуть из челюстей наковальни и потеряться на дне аппарата. А может, просто испарился. Но они настаивают на своих словах. (...) В июне [2019 года] Лубейр опубликовал смелое заявление на arXiv [сервере препринтов научных статей, которые еще не прошли рецензирование]. (...) «Здесь, - говорится в нем, - мы демонстрируем (...) фазовый переход около 425 ГПа от твердого молекулярного водорода изолятора к металлическому водороду». (...) К настоящему времени вы не удивитесь, узнав, что другие команды заявили о нарушении [протестовали, потому что считали заявление неверным]. (...) Попытки New Scientist связаться с Лубейром и его коллегами для комментариев остались без ответа, как и вопросы, поднятые другими исследователями. (...) Так что же нам остается? Придется ли нам ждать еще 90 лет, прежде чем мы создадим основной источник ракетного топлива и сверхпроводник, обнаруженный внутри Юпитера? Может быть нет. Диас и Сильвера утверждают, что повторили свой эксперимент и получили тот же результат. «Около года назад мы воспроизвели блестящий образец при высоком давлении, но по техническим причинам мы не смогли измерить давление, поэтому мы не публиковали его», - говорит Силвера. (...) Пора двигаться дальше, считает Ашкан Саламат, изучающий системы высокого давления в Университете Невады в Лас-Вегасе. (...) «Мы не знаем, жидкий он или твердый, или же это может быть сверхпроводник при комнатной температуре. Нам еще многое предстоит сделать: сейчас нам нужно работать вместе, чтобы ответить на эти вопросы».
  2. Лия Крейн. Предупреждение об астероидах! (Leah Crane, Asteroid alert!) (на англ.) том 245, №3266 (25 января), 2020 г., стр. 42-46 в pdf - 2,74 Мб
    «На данный момент астрономы обнаружили более 21000 астероидов, орбиты которых должны приблизить их к нашему миру. (...) Для большинства из них шанс столкнуться с Землей близок к нулю. Что касается остальных, о подавляющем большинстве не стоит беспокоиться. (...) Даже астероид размером с машину сгорел бы в атмосфере, устроив световое шоу, но не вызвав разрушения на земле. На другом конце спектра есть астероиды, такие как тот, который создал Чиксулуб на территории современной Мексики около 66 миллионов лет назад, уничтожив динозавров. Тот, который имел размер от 10 до 81 километра в поперечнике. К счастью, такие монстры невероятно редки и достаточно велики, чтобы предвидеть приближение. (...) Мы нашли только около одной трети объектов, которые, по нашему мнению, способны разрушить небольшую страну, и менее половины астероидов, которые могут разрушить город. Объекты такого размера представляют реальную опасность , будучи достаточно большими, чтобы нанести серьезный ущерб, но достаточно маленькими, чтобы избежать обнаружения. (...) Большинство исследований астероидов финансируется НАСА. В 2005 году оно поставило цель обнаружить, отследить и охарактеризовать 90 процентов объектов, сближающихся с Землей, которые имеют диаметр 140 метров или больше к концу 2020 года. (...) На данный момент мы обнаружили менее половины из них, те, которые предполагают астрономические оценки. (...) Нам удавалось наблюдать большие астероиды, проходящие относительно близко от Земли неоднократно, в том числе совсем недавно, в середине 2019 года (...) В 2013 году Организация Объединенных Наций рекомендовала, чтобы глобальные усилия были более организованными, поэтому Международная сеть предупреждения об астероидах была создана с участием астрономов и космических агентств из Европы, Азии, Северной и Южной Америки. Если все они согласны с тем, что столкновение действительно может быть катастрофическим, сеть отправляет сообщение в Управление Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства, которое собирает государства-члены вместе, чтобы обсудить, что им следует делать в отношении любой надвигающейся угрозы. (...) В лучшем случае - если это небольшой объект, который может сгореть в атмосфере, или если он ударится только о середину океана - мы можем решить ничего не делать (...) В худшем случае у нас может не быть времени ни на что, кроме эвакуации (...) Как только мы узнаем, что астероид движется по курсу столкновения с Землей, есть два основных варианта: взорвать его или изменить его траекторию. Разбить его ядерной бомбой (...) обычно не удается по политическим причинам. (...) Это также вопрос практичности: когда вы взрываете астероид, шрапнель не исчезает просто так. Вероятно, они все еще направляются к Земле, и не все они могут быть достаточно маленькими, чтобы распасться в атмосфере. (...) Таким образом, у нас остался один хороший способ избавиться от приближающегося астероида: нам придется сбить его с курса. (...) большая часть работы в последние годы переместилась на использование кинетических ударных элементов: космических аппаратов, которые просто врезаются в приближающуюся скалу, чтобы изменить её курс. Прежде чем мы сможем сделать что-то подобное, мы должны узнать больше об астероидах. (...) Пока что оба астероида, которые посетили НАСА и JAXA - Бенну и Рюгу - более пористые, чем мы ожидали, причем Бенну на 40 процентов состоит из пор и пещер, а Рюгу на 50 процентов пуст. внутри. Это может создать проблему для потенциальной миссии с кинетическим ударником. (...) Если эти астероиды из груды обломков обычны, что кажется вероятным, нам нужно более тщательно изучить и протестировать эффекты кинетического ударного элемента. НАСА работает над испытанием двойного перенаправления астероидов (DART). DART должен быть запущен в следующем году [2021] на астероид Дидимос, где он намеренно врежется в 150-метровую луну астероида по имени Дидимун. Ожидается, что это изменит орбиту Дидимуна настолько, чтобы эффекты стали заметны с Земли. Как только мы узнаем, как столкновение с астероидом (или, в данном случае, с астероидом-луной) влияет на его движение, мы будем гораздо лучше оснащены для создания кинетического ударного элемента - и гарантировать его работу. В конечном итоге катастрофический удар с астероидом такого рода остается маловероятным. Но мы все равно должны быть готовы. Это означает работу над большим количеством концепций миссий (...), создание большего количества телескопов для поиска астероидов и, возможно, выведение их на орбиту, чтобы они могли работать 24/7 [24 часа в сутки, 7 дней в неделю = все время]. (...) Астероид, вероятно, не убьет нас всех. Но лучше не испытывать судьбу".
  3. Донна Лу. Как вырастить сад на обратной стороне Луны (Donna Lu, How to sprout a garden on the moon's far side) (на англ.) том 245, №3266 (25 января), 2020 г., стр. 15 в pdf - 0,98 Мб
    "Хлопок, арабидопсис (Резуховидка или Резушка), семена картофеля и рапса, а также дрожжи и яйца плодовой мухи - все находились внутри биосферы весом 2,6 кг на Чанъэ 4, когда он приземлился на Луне. Дальняя сторона в январе 2019 года. (...) Космическое излучение на Луне - в 380 000 км от Земли - делает ее более сложной средой [чем на низкой околоземной орбите]. Учитывая ограниченное пространство на посадочном модуле, эксперимент должен был быть небольшим и освещённым, - говорит Се [Гэнсинь из Университета Чунцина, главный разработчик эксперимента]. Цилиндрическая капсула, созданная его командой, имела высоту 19,8 см и диаметр 17,3 см. Внутри нее было прямоугольное посевное ложе размером 800 кубических сантиметров. Трубка наверху позволяла солнечному свету достигать растений, а вся капсула содержала воздух при атмосферном давлении Земли. (...) Настоящая капсула была задействована чуть менее чем через 13 часов после приземления Чанъэ 4, в 23:19 3 января. Порядок работы - дистанционный полив семян мерной струей 18 миллилитров. (...) Две камеры капсулы фотографировали посевное ложе каждые 10 часов. Изображения подтвердили, что семена не поливали до запуска Чанъэ 4 с Земли и что ни одно из семян не проросло преждевременно. Попав на Луну, у хлопка выросло два листа, и его корневая система выросла горизонтально, а не в почву, вероятно, из-за слабой лунной гравитации. Семена рапса и картофеля также проросли на Луне. Команда не уверена, вылупились ли яйца плодовых мух, говорит Се, - если да, то их не засняли на камеру. (...) Растение прожило девять земных дней, пока обратная сторона Луны не отвернулась от Солнца. Температура на Луне падает до -173° C в течение лунной ночи (...) Хотя команда знала, что растение не выдержит холода, капсула не была отключена до 9 мая [2019]. (...) Будущие исследования будут сосредоточены на том, как улучшить и культивировать больше экосистем в космосе, - говорит Се».
  4. Дэвид Хэмблинг. Глобальное позиционирование (David Hambling, Global positioning) (на англ.) том 245, №3269 (15 февраля), 2020 г., стр. 20-21 в pdf - 1,35 Мб
    "Спутниковые навигационные системы являются неотъемлемой частью повседневной жизни, невидимой полезностью, которая лежит в основе не только того, как мы передвигаемся, но также и наших источников питания и связи. Хотя мир когда-то использовал Глобальную систему позиционирования США (GPS), конкурирующие спутники теперь становятся обычными на орбите, и на орбите идет политическая битва. (...) Первый спутник GPS был запущен в 1978 году, но полный набор из 24 спутников, необходимых для непрерывного глобального покрытия, не работал до 1993 года. Это военная система, и по-прежнему передает зашифрованные сигналы исключительно для военных пользователей, а также сигналы, которые используют гражданские лица. Сейчас она проходит модернизацию. В прошлом месяце [январь 2020 года] ВВС США объявили, что первый из их спутников Block III находится в эксплуатации. (...) Новые спутники, как утверждается, обеспечивают в три раза большую точность по сравнению с предыдущей версией, обеспечивая положение с точностью до 1 метра. Они также будут транслировать свой зашифрованный сигнал через направленную антенну, которая можетт сосредоточиться на районе шириной несколько сотен километров, чтобы помочь военным операциям и противостоять попыткам врага заглушить сигнал в непосредственной близости. (...) Block III - первые спутники GPS, транслирующие сигнал, известный как L1C, международная частота, уже используемая европейскими спутниковыми системами Galileo и китайской BeiDou. (...) Это должно улучшить спутниковую навигацию для городских пользователей, сигналы которых часто блокируются высокими зданиями. (...) Есть смысл сотрудничать. В последние годы Китай обогнал США и Европу по запуску навигационных спутников (...), а его система BeiDou должна быть полностью введена в эксплуатацию в июне [2020 года]. (...) Как и GPS, BeiDou передает зашифрованные сигналы только для военных вместе со своими общедоступными сигналами. (...) Это также основной потребительский инструмент. Китайское правительство поощряет производителей включать BeiDou, а не GPS, во все оборудование китайского производства. Около 5 миллионов автомобилей оснащены системой навигации BeiDou, а 70 процентов новых телефонов в Китае оснащены системой BeiDou. (...) Есть опасения, что оборудование BeiDou может представлять угрозу безопасности для других стран. (...) «Критически важная инфраструктура на некитайской территории не захотела бы полагаться на китайские технологии, как показывают дебаты о Huawei», - говорит Чарльз Карри из британской консалтинговой компании Chronos. Стремление к системе, свободной от потенциальных внешних влияний, также объясняет решение Европейского Союза построить группировку Галилео, которая будет полностью функционировать в 2020 году. Это единственная навигационная система, находящаяся под гражданским контролем, но имеющая военный зашифрованный сигнал, доступный только для членов правительства. (...) Поскольку Великобритания теперь вышла из ЕС, у страны больше нет доступа к этому зашифрованному сигналу, несмотря на то, что она внесла 1,2 миллиарда фунтов стерлингов в развитие Galileo. Карри говорит, что это имеет смысл с точки зрения национальной безопасности ЕС, но это решение разозлило правительство Великобритании. В мае 2018 года оно объявило о планах изучить варианты британской спутниковой навигационной системы. (...) одна оценка предполагает, что система будет стоить от 3 до 5 миллиардов фунтов стерлингов. (...) Карри не сомневается, что проект будет реализован в той или иной форме (...) Тем временем Россия усиливает свою систему ГЛОНАСС. Как и GPS, она был запущен в период «холодной войны» при военной поддержке, но был завершен только в 2011 году. (...) Для обеспечения глобального охвата должны быть задействованы как минимум 24, но в настоящее время в России только 22 активных. Недавно Россия продемонстрировала новую решимость сохранить конкурентоспособность ГЛОНАСС. В январе [2020 года] компания «ИСС-Решетнев», главный подрядчик ГЛОНАСС, объявила, что получила заказы на еще 27 спутников до 2025 года, а в следующем году планируется удвоить количество запусков. «Есть некоторые признаки того, что они модернизируют технологию своих новых спутников и планируют присоединиться к L1C», - говорит [Джон] Поттл [директор Королевского института навигации в Лондоне]. В результате все четыре поставщика спутниковой навигации образуют одну суперсистему для гражданских пользователей - счастливый финиш для всех».
  5. Лия Крейн. InSight в загадки Марса (Leah Crane, InSight into Mars mysteries) (на англ.) том 245, №3271 (29 февраля), 2020 г., стр. 11 в pdf - 847 кб
    «Команда спускаемого аппарата НАСА InSight, который достиг поверхности Марса в ноябре 2018 года, опубликовала данные за первые 10 месяцев пребывания на планете [опубликованные в Nature Geoscience, 2020]. Вот некоторые самые захватывающие открытия миссии до сих пор. [1] Сильные землетрясения. (...) На данный момент [InSight] обнаружил 24 относительно крупных землетрясений с магнитудой от 3 до 4. Эти толчки произошли глубже под землей, чем большинство землетрясений (... ) Это означает, что даже если бы они даже были бы не маленькие, они, вероятно, были бы едва заметны, если бы вы стояли на поверхности Марса. (...) Посадочный модуль еще не обнаружил действительно мощных землетрясений. [2] Небольшие землетрясения. Остальные 174 землетрясения, обнаруженные в течение первых 10 месяцев InSight, были относительно небольшими, что затрудняло точное определение того, где они произошли и что их вызвало. (...) [3] Вода. ( ...) землетрясения говорят нам о распределении воды на Марсе. Верхние слои коры, кажется, содержат минералы с водой в них (...) [4] Магнитные поля. У Марса нет постоянного магнитного поля, как у Земли, хотя, вероятно, оно было миллиарды лет назад. Вместо этого в нем есть небольшие области магнитных полей, вызванных камнями, которые сохраняли свою намагниченность на протяжении тысячелетий. (...) «Мы неожиданно видим, что есть устойчивое поле, которое примерно в 10 раз сильнее, чем предсказано по спутниковым наблюдениям, и это означает, что на месте посадки InSight есть намагниченные камни», - сказала Кэтрин Джонсон из Университета Британской Колумбии в Канаде (...) [5] Пыльные дьяволы. Поверхность Марса покрыта пылевыми дьяволами - мини-торнадо, поднимающих частицы в воздух, - большим количеством чем мы думали. «На данный момент InSight обнаружила более 10 000 вращающихся вихрей, проходящих через его датчики давления», - сказал [Филипп] Логнонне [из Парижского университета]. Несмотря на это, он не сделал ни одной фотографии пыльного дьявола, что удивительно".
  6. Лия Крейн. Как выглядит космос? (Leah Crane, What does space look like?) (на англ.) том 245, №3272 (7 марта), 2020 г., стр. 11 в pdf - 6,89 Мб
    "Это фотография [туманности Орла, называемой Столпами Творения, на расстоянии 7000 световых лет], которая показывает нам сотни звезд, рожденных из облаков пыли и газа, образовавшихся в результате последних взрывов предыдущего звездного поколения. (... ) возникает неприятный вопрос: если бы я сел на космический корабль и путешествовал достаточно долго, чтобы оказаться в нужном месте в нужное время, смог бы я увидеть эту красоту собственными глазами? Ответ - нет. Невооруженным глазом красочное величие Столпов Творения превращается в нечеткое красное пятно. Многие из наших самых знаковых космологических изображений создаются телескопами, которые могут улавливать больше света, чем когда-либо мог бы человеческий глаз, и на длинах волн, невидимых для нас. Скрытые чудеса ночного неба сделать в таких потрясающих визуальных эффектах непросто. Это требует много технологий, много времени и немного творческой энергии. (...) На протяжении тысячелетий астрономия была исключительно о том, что мы могли видеть. ( ...) С помощью телескопов, расширяющих наше видение глубоко во времени и пространстве, сквозь множество различных видов света мы сделали невидимое видимым. Инструмент, который изменил ситуацию, - это космический телескоп Хаббла. (...) Запущенный в апреле 1990 года, это был, пожалуй, самый революционный инструмент, который видела астрономия. (...) Он вращается примерно в 540 километрах от Земли. Четыре основные камеры делают изображения в ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном диапазонах волн, что позволяет нам вглядываться в объекты, находящиеся на расстоянии миллиардов световых лет от нас, в невидимых ранее деталях. (...) Большинство его изображений были сделаны, чтобы ответить на научные вопросы. Например, исходное изображение Pillars of Creation было сделано в 1995 году для изучения того, как новорожденные звезды взаимодействуют с их туманным окружением. «Цветное изображение - это весьма запоздалая мысль, но наука действительно основана на статистике, количестве фотонов и интенсивности на основе реальных данных», - говорит Лиза Фраттаре, которая обрабатывала изображения Хаббла в течение 20 лет. Во-первых, все его изображения начинаются с черно-белого цвета, независимо от того, какие цвета человеческий глаз может видеть в самом объекте. (...) Астрономы могут выбирать, какие фильтры они хотят разместить перед детекторами Хаббла, прежде чем делать снимки. (...) Какие фильтры вы используете, зависит от того, что вы пытаетесь узнать об объекте. (...) Это означает, что люди, обрабатывающие изображение из необработанных данных, обычно не имеют никакого выбора, какие фильтры были использованы. (...) Однако, как правило, независимо от фильтров, люди, выполняющие обработку изображений, используют то же отображение, что и наши глаза и мозг: видимый свет с самой высокой длиной волны - красный, зеленый - в середине, а синий - с самой короткой длиной волны. (...) После того, как выходной сигнал каждого фильтра окрашен в красный, зеленый или синий цвет, их объединение может привести к великолепному окончательному изображению. (...) Области, излучающие высокоэнергетический свет, более голубые, как в природе, так и на изображении. Например, на изображениях галактик области звездообразования, как правило, отображаются синим цветом, а пыльные области - более красноватыми. (...) Столпы Творения, например, содержат молекулы водорода, кислорода, азота и серы, излучающие свет в видимой части спектра. Но эти длины волн, хотя и различны, слишком близки друг к другу, чтобы наши глаза могли различить их. «Если вы сделаете цветное составное изображение, придерживаясь того, какого цвета эти предметы на самом деле, вы получите мутное изображение, в основном красное», - говорит [Джозеф] ДеПасквале [старший разработчик научных визуальных материалов из Научного института космического телескопа]. «Но если вы возьмете это изображение и немного измените цвета, вы получите действительно красивое изображение, и оно также покажет много информации, которую вы потеряете, если раскрасите его в соответствии с действительной длиной волны». На изображении столбов синий цвет соответствует кислороду, красный - сере, а зеленый - водороду и азоту. Это позволяет зрителю понять масштаб и глубину возвышающихся облаков газа и пыли, при этом вырисовывая интересные с научной точки зрения особенности, которые в противном случае могли бы быть невидимы. Например, свет высокой энергии, падающий на облака, вызывает испарение тонких потоков газа на вершине колонн. В большинстве случаев цветовые решения принимаются ради науки и ясности. Однако иногда приходится вносить коррективы и во имя эстетики. (...) Иногда, чтобы раскрыть весь потенциал изображения, нужно сделать определенные области изображения ярче или темнее (...) Например, на изображении спиральной галактики центр часто намного ярче, чем рукава, поэтому его нужно затемнить, чтобы показать детали обоих на одном изображении. (...) спутники, пролетающие между телескопом и целевым объектом (...), удалены, чтобы не отвлекать от реальной науки. Все эти корректировки превращают нули и единицы [биты], которые спускаются с космических телескопов, в изображения, понятные не только ученым и компьютерным программам, но и любому, кто видит их".
  7. Лия Крейн. Марс, залитый водой (Leah Crane, Mars awash with water) (на англ.) том 246, №3276 (4 апреля), 2020 г., стр. 15 в pdf - 1,59 Мб
    Некоторые недавние исследования Марса: «[1] Мы знаем, что миллиарды лет назад Марс был, вероятно, достаточно теплым, чтобы поддерживать на его поверхности жидкую воду. Сравнивая изображения странных, овальных ярких областей на Марсе с похожей на вид местностью на Земле Дороти Элер из Института планетологии в Аризоне и ее коллеги обнаружили, что на древнем Марсе могли быть горячие источники. Эти области были обнаружены внутри кратера. Исследователи пришли к выводу, что по неправильной форме и ярким концентрическим эллипсам они кажутся местами, где жидкость просачивается из-под земли. Это могут быть лучшие места для поиска свидетельств прошлой жизни. (...) [2] Хотя неясно, есть ли еще жидкая вода под поверхностью Марса, там есть молекулы воды, связанные в химической структуре горных пород. [Джессика] Барнс [из Университета Аризоны] и её коллеги использовали данные марсианских метеоритов - горных пород, которые откололись от Марса и упали на Землю - чтобы определить, где эта вода есть. (...) были некоторые [метеориты], которые отличались от всех остальных, что могло означать, что океан магмы [предсказанный многими моделями] не покрыл всю поверхность. Это говорит о том, что под Марсом может быть несколько резервуаров с водой. (...) [3] Еще один способ узнать о недрах планеты - изучить ледяные шапки, которые представляют собой смесь замороженной воды и углекислого газа. Адриан Броке из Университета Лазурного берега во Франции и его коллеги изучили данные радара и высоты (...) «Северная полярная шапка, даже если она действительно большая, она почти не деформирует поверхность», - говорит Броке. «Это может означать, что на планете меньше радиоактивных элементов, выделяющих тепло, чем мы думали», - говорит он. Броке и его команда также обнаружили, что северный полюс Марса, кажется, содержит удивительное количество замороженного углекислого газа, примерно в 10 раз больше, чем на южном полюсе. Это трудно учесть в современных моделях марсианского климата. (...) [4] «Если бы мы смогли выжать весь атмосферный водяной пар на землю и сделать его жидким, мы бы сформировали слой толщиной около 50 микрометров», - говорит Херман Мартинес из Национальной лаборатории Лос-Аламоса в Нью-Мексико. , Это примерно в 1000 раз меньше воды, чем в атмосфере Земли. (...) Мартинес и его коллеги использовали ChemCam [комплекс химии и камеры] на марсоходе Curiosity на Марсе, чтобы найти следы дополнительного водорода на земле ранним марсианским утром как верный признак водяного инея. Спустя три года они нашли несколько, что указывало на тонкий слой. (...) «Для будущих пилотируемых миссий мы должны уметь предсказывать погоду и климат», - говорит Мартинес. «Чтобы сделать это точно, нам нужно понять круговорот воды на Марсе».
  8. Донна Лу. Поистине звездное наследие (Donna Lu, A truly stellar legacy) (на англ.) том 246, №3276 (4 апреля), 2020 г., стр. 31 в pdf - 1,71 Мб
    Книжное обозрение биографии Сесилии Пейн-Гапошкин (1900-1979), британского астронома и астрофизика: «В 1920-х годах Пейн-Гапошкин проанализировала спектральную картину звезд, график количества света, испускаемого на разных длинах волн. Поскольку этот образец варьируется в зависимости от того, какие элементы содержит звезда, это позволило ей показать, что эти объекты состоят в основном из водорода, что делает его самым распространенным веществом во Вселенной. Она обнаружила, что в звездах содержится примерно в миллион раз больше водорода, чем мы думали. Однако преобладало мнение, что элементарный состав звезд был подобен земному, и открытие Пейн-Гапошкин было отвергнуто. Генри Норрис Рассел, директор обсерватории Принстонского университета, отклонил её открытие как «явно невозможное». Всего четыре годы спустя его исследования подтвердили её работу, но именно он получил признание за открытие. (...) В Кембриджском университете Пейн-Гапошкин изучала физику и химию, работая в пещере. Лабораторию тогда возглавлял физик-ядерщик Эрнест Резерфорд. Она закончила учебу, но не получила ученой степени: женщины в Кембридже не получали ученых степеней до конца 1940-х годов. Несмотря на это, она переехала учиться в США, где благодаря своей новаторской диссертации о составе звезд в 1925 году она стала первым человеком, получившим докторскую степень (доктор философии) по астрономии в Рэдклиффском колледже Гарвардского университета. Позже она станет первой женщиной, которая будет назначена на должность профессора в Гарварде. (...) Из чего состоят звезды [название биографии] тщательно документирова (...) В результате получилась богатая и яркая биография ученого, чей вклад долго недооценивался. Некоторое признание пришло в 1976 году, когда Пейн-Гапошкин получила пожизненную награду Американского астрономического общества, названную, по иронии судьбы, лекторской стипендией Генри Норриса Рассела".
  9. Геге Ли. Магнитное тепло (Gege Li, Magnetic heat) (на англ.) том 246, №3279 (25 апреля), 2020 г., стр. 31 в pdf - 2,54 Мб
    «Раскаленный и ослепительно яркий, этот необычный снимок солнечной короны показывает ранее невидимые части атмосферы нашей ближайшей звезды. (...) этот последний снимок - это наш самый близкий взгляд на солнечную корону, ее сверхгорячий внешний слой. Он был запечатлен международной группой, включая исследователей из Университета Центрального Ланкашира, Великобритания, и Центра космических полетов НАСА им. Маршалла в Алабаме, с помощью коронального тепловизора высокого разрешения НАСА. может видеть объекты в атмосфере Солнца, размер которых составляет менее 1 процента от его размера. Недавно обнаруженные оранжевые завитки представляют собой магнитные нити шириной 500 километров, заполненные плазмой, наэлектризованными газами, текущими при температуре 1 миллион° C. знают, как формируются эти нити, но исследователи говорят, что теперь мы можем их визуализировать, они могут помочь нам узнать, как магнитная атмосфера нашей звезды вызывает солнечные бури и вспышки, действия, которые могут повлиять на нас на Земле».
  10. Джонатан О'Каллаган. Гигантский пемзовый плот на древнем Марсе (Jonathan O'Callaghan, Giant pumice raft on ancient Mars) (на англ.) том 246, №3280 (2 мая), 2020 г., стр. 14 в pdf - 713 кб
    «Огромный плавучий плот из вулканической породы, называемый пемзой, возможно, плыл по древнему марсианскому океану и создал одну из самых загадочных черт, которые мы можем видеть на поверхности планеты сегодня. Формация ямок Медузы (MFF), обнаруженная недалеко от экватора Марса, включает около 5000 километров холмов и холмов. Ученые предположили, что она была сделана из вулканического пепла с близлежащих вулканов Олимп-Монс или Элизиум-Монс. (...) Вместо этого [Джеймс] Зимбельман [из Смитсоновского института в Вашингтоне, округ Колумбия] и Питер Мужинис-Марк из Гавайского университета изучали, мог ли его создать плот из пемзы, а не из золы. (...) Пемза - это легкая и пористая вулканическая порода, образующаяся, когда лава взаимодействует с водой и быстро охлаждается, удерживая в ней пузырьки газа. На Земле он может образовывать огромные плавучие плоты, такие как один, размером 150 квадратных километров, замеченный в Тихом океане в 2019 году. Свидетельства оползней на Olympus Mons предполагают, что аналогичный процесс мог произойти и на Марсе, говорят исследователи [in Icarus, 2020]. Пемза должна была накапливаться, прежде чем оторваться, дрейфовать через теоретически предполагаемый древний марсианский океан и остановиться на береговой линии. (...) Доказательства существования такого океана обсуждаются, но если бы он действительно существовал, он, вероятно, был бы глубиной не менее нескольких сотен метров, охватывая северное полушарие Марса. Сильный ветер с юго-запада, возможный из-за более плотной атмосферы в то время, мог перенести плавучий плот из пемзы на 4000 километров от Олимпа Монс туда, где сегодня находится MFF. (...) Если это правда, это могло бы повлиять на споры о наличии древних больших океанов на Марсе и, возможно, о его предыдущей пригодности для жизни».
  11. Джонатан О'Каллаган. Обнаружено изобилие предполагаемых межзвездных астероидов (Jonathan O'Callaghan, Glut of suspected interstellar asteroids discovered) (на англ.) том 246, №3280 (2 мая), 2020 г., стр. 10 в pdf - 676 кб
    «Девятнадцать объектов, вращающихся вокруг нашего Солнца, возможно, возникли вокруг другой звезды, что указывает на то, что межзвездные объекты в нашей Солнечной системе могут быть более распространенными, чем считалось ранее. Фатхи Намуни из обсерватории Лазурного берега в Ницце, Франция, и Хелена Мораис из государственного университета Сан-Паулу в Бразилии смоделировали, как орбиты объектов, называемых кентаврами, развивались с момента зарождения Солнечной системы. Кентавры находятся между Юпитером и Нептуном и имеют сходство как с астероидами, так и с кометами. Они обнаружили, что орбиты 17 кентавров можно объяснить тем, что они захвачены нашим Солнцем в начале его жизни. Еще два астероида, вращающиеся дальше по орбите за Нептуном, известные как транснептуновые объекты, также имеют аналогичное происхождение. (...) На сегодняшний день окончательно идентифицированы только два межзвездных объекта в нашей солнечной системе: астероид 'Оумуамуа в 2017 году и комета 2I / Борисов в 2019 году. (...) Если многочисленные межзвездные объекты постоянно вращаются вокруг Солнца, это откроет новые возможности для наблюдения за объектами, рожденными вокруг других звезд. (...) Кэт Волк из Университета Аризоны говорит, что трудно проследить историю конкретных объектов. «Эти объекты с большим наклоном интересны и представляют проблему для моделей формирования и эволюции Солнечной системы, но я не думаю, что межзвездное происхождение убедительно на основании этой работы», - говорит она. Намуни, однако, говорит, что кентавры находятся на стабильных орбитах, и он очень уверен, что все 19 объектов имеют межзвездное происхождение. «С моей точки зрения, они подтверждаются», - говорит он. «Что нам нужно сделать, так это пойти и понаблюдать за ними и попытаться увидеть, похожи они на астероиды Солнечной системы или нет»» - исследование было опубликовано в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2020 .
  12. Лия Крейн, первый пилотируемый полет SpaceX начался (Leah Crane, SpaceX's first crewed flight is a go) (на англ.) том 246, №3281 (9 мая), 2020 г., стр. 17 в pdf - 595 кб
    «27 мая [2020 года] американское космическое агентство и частная космическая компания планируют запустить астронавтов из США впервые после последнего полета космического челнока в 2011 году - ключевой шаг на пути к повторному посещению Луны. (.. В этой миссии почти всё новое, включая оснащенный сенсорным экраном космический корабль Crew Dragon, построенный SpaceX, гладкие белые скафандры и системы жизнеобеспечения. (...) Астронавты НАСА Дуглас Херли и Роберт Бенкен составляют команду. ( ...) Поскольку это испытательный полет, большая часть миссии включает прохождение процедур для различных сценариев чрезвычайных ситуаций, чтобы Crew Dragon мог справиться со всеми ними. Херли и Бенкен будут вручную управлять космическим кораблем на пути к МКС и обратно, а также проверить его возможности для использования в качестве спасательной шлюпки для астронавтов МКС. (...) Представители НАСА надеются, что в конечном итоге в космосе будет работать много частных компаний, предоставляющих полеты и, возможно, даже частные космические станции с услугами, которые агентство сможет покупать. (...) С этой целью НАСА недавно выделило трём американским компаниям - Blue Origin, Dynetics и SpaceX - 967 миллионов долларов США на создание и испытание лунных посадочных устройств, которые доставят людей на Луну в рамках программы Artemis. (...) Каждая компания разработает свой собственный лунный аппарат. (...) Что касается первой миссии программы Artemis, которая направлена на отправку астронавтов на Луну к 2024 году, план состоит в том, чтобы запустить одно из посадочных устройств на отдельной ракете для астронавтов НАСА, которые собираются летать на ракете Space Launch System, которая агентство создаёт. Затем астронавты встретятся со своим посадочным модулем на орбите вокруг Луны перед тем, как спуститься на ее поверхность».
  13. Роджер Пенроуз. Что такое реальность? (Roger Penrose, What is reality?) (на англ.) том 246, №3282 (16 мая), 2020 г., стр. 44-49 в pdf - 3,00 Мб
    «Что мы понимаем под «реальностью»? Для тех из нас, кто считает себя упрямыми реалистами, есть своего рода разумный ответ: «Реальность состоит из этих вещей - столов, стульев, деревьев, домов, планет, животных», людей и т. д., которые на самом деле состоят из материи. Однако некоторые могут подумать, что это не вся реальность. В частности, возникает вопрос о реальности нашего разума. Не следует ли нам включать сознательный опыт как нечто реальное? А как насчет таких понятий, как истина, добродетель или красота? конечно, некоторые жесткие уравновешенные люди могли бы принять материалистическую точку зрения и принять менталитет и все его атрибуты, чтобы быть вторичным к тому, что существенно реально. Наши ментальные состояния, в конце концов (так он будет утверждать), это просто новые черты конструкции и поведения нашего физического мозга. (...) Сознательный ментальный опыт, соответственно, не имеет дальнейшей реальности, чем реальность материала, лежащего в основе его существования (...) Некоторые философы могут придерживаться почти противоположной точки зрения, утверждая, что первичным является сам сознательный опыт. С этой точки зрения «внешнюю реальность», которая, кажется, составляет окружающую среду этого опыта, следует понимать как вторичную конструкцию, абстрагируемую от сознательных чувственных данных. (...) У меня есть значительные трудности с такой картиной реальности (...) Мне чрезвычайно трудно понять, как необычайная точность, которую мы, кажется, наблюдаем в работе природного мира, должна найти свою основу в размышлениях любого человека. (...) Одним из примеров чрезвычайно глубокой и точной физической теории является великолепная общая теория относительности Эйнштейна, которая улучшает даже и без того поразительно точную ньютоновскую теорию гравитации. (...) Согласие между теорией и экспериментом здесь поразительное. Например, с 1970-х годов астрономы наблюдают за орбитами одной двойной нейтронной звездной системы, известной как PSR 1913 + 16. Излучение предсказанных Эйнштейном гравитационных волн этой системой было подтверждено, и было согласие между сигналами, полученными из космоса, и общими предсказаниями теории Эйнштейна с удивительными 14 знаками после запятой, даже до того, как коллаборация LIGO впервые непосредственно обнаружила проходящую гравитационную волну в 2015 году. На другом конце шкалы размеров есть множество очень точных наблюдений, которые дают бесчисленные подтверждения точности квантовой теории (...) Магнитный момент электрона, например, был точно измерен до 12 знаков после запятой, и наблюдаемые цифры точно совпадают с теоретическими предсказаниями квантовой электродинамики. Об этих физических теориях следует отметить важный момент: они не только чрезвычайно точны, но и зависят от очень сложной математики. Было бы ошибкой думать о роли математики в базовой физической теории как о просто организационной, когда сущности, составляющие мир, просто ведут себя тем или иным образом, а наши теории представляют собой просто наши попытки - иногда очень успешные - сделать какое-то ощущение того, что происходит вокруг нас. (...) Для меня такое описание опять же далеко не объясняет необычайную точность согласия между наиболее замечательными физическими теориями, с которыми мы столкнулись, и поведением нашей материальной вселенной на ее самых фундаментальных уровнях. Снова возьмем пример гравитации. (...) Ньютону необходимо было ввести процедуры исчисления, чтобы сформулировать свою теорию. В 20 веке Эйнштейн добавил изощренности дифференциальной геометрии и увеличил согласие между теорией и наблюдением примерно в 10 миллионов раз. (...) Дополнительная точность была замечена только после того, как каждая теория была произведена, обнаруживая соответствие между физическим поведением на самом глубоком уровне и красивой, сложной математической схемой. Если, как это предполагают, математика действительно присутствует в поведении физических вещей, а не просто навязана нами, тогда мы должны снова спросить, какое вещество действительно имеет эта «реальность», которую мы видим вокруг себя? (...) Но что такое электроны, кварки и так далее? Лучшее, что мы можем сделать на этом этапе, - это просто сослаться на математические уравнения, которым они удовлетворяют, которые для электронов и кварков будут уравнением Дирака. (...) Даже если мы согласимся с тем, что, скажем, электрон следует понимать как просто сущность, которая является решением некоторого математического уравнения, как мы отличим этот электрон от другого электрона? Здесь нам на помощь приходит фундаментальный принцип квантовой механики. Утверждается, что все электроны неотличимы друг от друга: мы не можем говорить об этом электроне и о том электроне, а только о системе, которая состоит, скажем, из пары электронов, тройки или четверки и так далее. (...) Действительно, квантовая реальность во многих отношениях странна. Отдельные квантовые частицы могут одновременно находиться в двух разных местах - или в трех, или в четырех, или распространяться по какой-либо области, возможно, извиваясь, как волна. В самом деле, «реальность», в которую квантовая теория, кажется, призывает нас верить, настолько далека от того, к чему мы привыкли, что многие квантовые теоретики посоветовали бы нам отказаться от самого понятия реальности при рассмотрении явлений в масштабе частиц, атомов или даже молекулы. (...) Где заканчивается квантовая нереальность и физическая реальность, которую мы, кажется, на самом деле переживаем, начинает преобладать? Современная квантовая теория не дает удовлетворительного ответа на этот вопрос. (...) по мере того, как рассматриваемые объекты становятся более массивными, принципы общей теории относительности Эйнштейна начинают вступать в противоречие с принципами квантовой механики, и начинает возникать понятие реальности, которое больше соответствует нашему опыту. (...) Наши математические модели физической реальности далеки от завершения, но они предоставляют нам схемы, моделирующие реальность с большой точностью - точностью, значительно превышающей точность любого описания, свободного от математики. Кажется, есть все основания полагать, что эти и без того замечательные схемы будут усовершенствованы и что будут найдены еще более элегантные и тонкие математические элементы, отражающие реальность с еще большей точностью. Могут ли математические сущности населять свой собственный мир, абстрактный платоновский мир математических форм? Это идея, которая устраивает многих математиков. В этой схеме истины, которые ищут математики, в ясном смысле уже «там», и математические исследования можно сравнить с археологией; задача математиков - искать эти истины как задачу открытия, а не изобретения. (...) Это приемлемо не для всех. Многие философы и другие могут утверждать, что математика состоит просто из идеализированных ментальных концепций (...) Моя точка зрения допускает три различных типа реальности: физическую, ментальную и платонико-математическую, с чем-то (пока) глубоко загадочным в отношениях между тремя. Мы не понимаем должным образом, почему физическое поведение так точно отражается в платоновском мире, и мы не очень хорошо понимаем, как кажется, что сознательный менталитет возникает, когда физический материал, такой как находящийся в бодрствующем здоровом человеческом мозге, организован в правильный путь. (...) Что это говорит нам о природе физической реальности? Это говорит нам о том, что мы не можем должным образом ответить на вопрос об этой реальности, не понимая ее связи с двумя другими реальностями: сознанием и чудесным миром математики». - Статья была первоначально опубликована в том же журнале в 2006 году. - Автор был удостоен Нобелевской премии по физике в 2020 году.
  14. Джонатан О'Каллаган. «Шанс поймать хвост кометы» (Jonathan O'Callaghan, A chance to catch a comet's tail) (на англ.) том 246, №3283 (23 мая), 2020 г., стр. 12 в pdf - 824 кб
    «Недавно запущенный космический аппарат может пересекаться с кометой, которая начала распадаться в прошлом месяце, что может помочь нам узнать больше об этих ледяных объектах. (...) космический корабль Solar Orbiter пройдет позади кометы C / 2019 Y4 (ATLAS) на расстоянии около 30 миллионов километров за несколько недель. Зонд Европейского космического агентства (ЕКА), запущенный 10 февраля [2020 года], может пройти через два длинных хвоста кометы, что позволит ему провести беспрецедентные исследования обломков объекта. (...) Solar Orbiter имеет набор инструментов, предназначенных для изучения Солнца, включая те, которые делают первые в истории изображения его полюсов. Некоторые из этих инструментов могут также исследовать хвосты кометы ATLAS. (... Космический аппарат в настоящее время находится на этапе ввода в эксплуатацию, тестирования различных инструментов, и ожидается, что он не будет завершен до 15 июня - слишком поздно для рандеву. Но есть шанс, что некоторые из них будут настроены до этого. ..) Космический аппарат может исследовать структуру кометного ионного хвоста и посмотреть, не проходит ли за ней ударная волна, которая, как считается, образуется, когда голова кометы пробивается сквозь солнечный ветер. Он также может измерять массу зерен в пылевом хвосте и даже обнаруживать чистый материал, исходящий из разрушенной внутренностей части кометы. (...) Не считается, что какой-либо осколок может повредить космический аппарат".
  15. Крис Импи. Безумный, плохой и ... (Chris Impey. Mad, bad and ...) (на англ.) том 246, №3283 (23 мая), 2020 г., стр. 46-49) в pdf - 1,48 Мб
    «Его общая теория относительности [Эйнштейна] представляет собой геометрическую теорию гравитации. В ней говорится, что масса искривляет пространство, или, если быть более точным, масса-энергия (поскольку Эйнштейн продемонстрировал, что они эквивалентны его уравнению E = mc2), искривляет единое пространство-время, создавая то, что мы называем гравитацией. Черная дыра - это просто объект настолько массивный и плотный, что он искривляет пространство-время до предела. Это имеет действительно странные эффекты. Например, в целом согласно теории относительности, гравитация замедляет время - факт, подтвержденный в экспериментах на Земле. На границе черной дыры, называемой горизонтом событий, гравитация настолько сильна, что время полностью останавливается. (...) Теория того, как получается первый вид черной дыры, мертвая звезда, была создана в 1940-х годах Робертом Оппенгеймером и Гансом Бете в качестве побочного продукта Манхэттенского проекта по созданию ядерной бомбы. Они показали, что, когда у массивной звезды закончилось топливо, в конце её жизни её ядро обрушится. Их расчеты, выполнены без компьютеров, только с чистой физикой и уравнения показали, что это сжатое ядро соответствует определению черной дыры. Охота шла за примерами в природе. Что мы искали? Согласно теории, черные дыры по сути имеют только две особенности. Есть горизонт событий, который является не физической поверхностью, а информационной мембраной, границей между внешней вселенной и вещами и информацией, заключенными в черной дыре. Затем есть точка с бесконечной плотностью массы, называемая сингулярностью в центре объекта. (...) Черная дыра, сидящая одна в пустом пространстве, сама по себе не испускает никакого излучения, поэтому ее будет очень трудно найти. Только в 1969 году мы нашли первые, и у нас все еще есть только 40 или 50 действительно хороших случаев. Именно тогда тщательные наблюдения показали, что темный спутник в Лебеде X-1, двойной звездной системе, излучающей огромное количество рентгеновских лучей, был черной дырой. Эта мертвая звезда притягивает к себе материал от видимого спутника, ускоряя окружающий газ и нагревая его, чтобы он излучал. Был Хокинг, еще одна рок-звезда науки [другой - Эйнштейн], который показал, что даже без этого светового шоу черные дыры, как ни удивительно, не совсем черные. В космическом вакууме пары частица-античастица все время появляются и исчезают. Если создание этой пары произойдет около горизонта событий, Хокинг предположил, что один член пары может оказаться в ловушке внутри черной дыры, а другой сбежит. В итоге черные дыры медленно теряют массу или, что то же самое, энергию: они излучают и, в конечном итоге, исчезают. (...) мы до сих пор не знаем, верно ли предсказание Хокинга, но никто не обнаружил никаких изъянов в его аргументах. (...) Еще одно предположение заключается в том, возникли ли крошечные черные дыры, иногда называемые первичными черными дырами, в самом начале Большого взрыва. На данный момент у нас нет никаких доказательств того, что черные дыры размером с Землю, раздавленные до арахиса - или меньше - действительно существуют. (...) У нас есть место для черной дыры средней массы, в 4 миллиона раз превышающей массу Солнца, в центре нашей галактики. Начиная с 1980-х годов, астрономы доказали её существование, используя хитроумные методы построения изображений, называемые адаптивной оптикой, чтобы определить орбиты отдельных звезд вокруг неё. Мы даже измерили, как искривление пространства-времени изменяет орбиту одной близкой звезды, этот эффект называется прецессией перигелия. (...) Увидеть - значит поверить - и первое изображение черной дыры, полученное в 2019 году обширной сетью радиотелескопов размером с Землю, действительно показало нам, что они реальны. Это черная дыра феноменальных размеров, в 6 или 7 миллиардов раз больше массы Солнца, в центре одной из самых массивных эллиптических галактик, которые мы обнаружили, M87. (...) измерения с космического телескопа Хаббла и других источников показали нам, что практически каждая галактика имеет темные массы или массивные черные дыры в центре. Когда они активны, это впечатляющие «гравитационные двигатели», излучающие огромное количество радиации, поскольку они потребляют окружающую материю, превращая её в энергию гораздо более эффективно, чем любая звезда. Но большинство из них тихие, как в нашей галактике. (...) Теория Эйнштейна предсказывает, что всякий раз, когда массы меняют конфигурацию, рябь в пространстве-времени излучается со скоростью света. Для их обнаружения потребовался невероятный физический эксперимент, способный измерять возмущения на расстоянии с точностью до одной части из 1021 - единицы с 21 нулем после нее. LIGO сделал около дюжины обнаружений слияния черных дыр. (...) Давайте теперь займемся проблемой, которая иногда возникает: смерть от черной дыры. Падение в черную дыру, оставшуюся после смерти звезды, было бы очень неприятной судьбой, поскольку между вашей головой и ногами или с обеих сторон вашего тела возникают экстремальные приливные силы. (...) большие черные дыры не так опасны. Их гравитация больше, но оказывается, что приливная сила растяжения меньше. В принципе, вы можете упасть в черную дыру, масса которой превышает массу Солнца в 1000 раз, и выжить. (...) Конечно, даже если бы вы смогли выжить, упав в черную дыру, вы не смогли бы выбраться или передать информацию, чтобы рассказать кому-либо о том, что вы видели - какой позор. (...) солнце и все звезды в конце концов умрут. Звезды с наименьшей массой, красные карлики, живут сотни миллиардов лет, но через триллион лет все исчезнет. Что может содержать мертвая вселенная без звездного света, термоядерного синтеза и звездной энергии? Сможет ли выжить такая цивилизация, как наша? И ответ: безусловно. (...) Просто отправьте зонды близко к черной дыре, но не слишком близко, и извлеките немного её вращательной энергии. Даже после того, как все черные дыры были закручены, цивилизация могла жить за счет их слабого излучения Хокинга. Таким образом, мы сможем использовать черные дыры для поддержания жизни еще долгое время после того, как звезды исчезнут».
  16. Лия Крейн. Лунные земельные законы (Leah Crane, Lunar laws of the land) (на англ.) том 246, №3284 (30 мая), 2020 г., стр. 14 в pdf - 1,88 Мб
    «15 мая [2020 г.] администратор НАСА Джим Бриденстайн обнародовал набор принципов, которые будут регулировать Соглашения Артемиды, серию соглашений, которые США хотят заключить с другими странами для развития сотрудничества в исследовании Луны. Соглашения названы в честь программы "Артемида" НАСА, инициативы США по исследованию Луны, с запланированным посадкой астронавтов на поверхность Луны в 2024 году. На данный момент существует мало практических норм международного права, регулирующих лунную деятельность. (...) Лунное соглашение 1984 года гласит, что «Луна и ее природные ресурсы являются общим достоянием всего человечества», что запрещает владение какой-либо частью Луны или любыми ее ресурсами. Это звучит убедительно, но ни одна страна, способная к полетам человека в космос, не подписала Соглашение о Луне (.. .) В прошлом месяце президент США Дональд Трамп издал указ о поддержке добычи на Луне и использовании природных ресурсов космоса. Соглашения Артемиды придерживаются того же курса. Защищая исторические места, такие как места высадки Аполлона, они поощряют добычу полезных ископаемых в других областях. Они также способствуют прозрачности и общению между странами (...) Остальные положения Соглашений Артемиды касаются безопасности: страны смогут устанавливать ``зоны безопасности'' для защиты своей деятельности на Луне, им придется работать, чтобы смягчить воздействие обломков на орбите вокруг Луны, и они согласятся предоставить экстренную помощь всем астронавтам, терпящим бедствие. (...) Вместо того, чтобы пытаться составить международный договор, переговоры по которому может оказаться трудным до следующего запуска НАСА на Луну с экипажем, США подпишут соглашения с отдельными странами. (...) Как международные соглашения, Соглашения Artemis не будут применяться напрямую к компаниям - если они должны следовать правилам, изложенным в соглашениях, это должно пройти через правительственные контракты или национальные законы, в которых они работают. (...) Как только соглашения будут заключены, они станут шагом к установлению земельного закона на Луне».
  17. Джонатан О'Каллаган, Квантовые облака на орбите (Jonathan O'Callaghan, Quantum clouds in orbit) (на англ.) том 246, №3286 (13 июня), 2020 г., стр. 16 в pdf - 0,99 Мб
    «Экзотический пятый тип материи был создан в одном из самых холодных мест во Вселенной - в устройстве на борту Международной космической станции (МКС). Лаборатория холодного атома (CAL) была запущена на МКС в 2018 году для исследования странной разновидности вещества, известная как конденсат Бозе-Эйнштейна (BEC). Это устройство размером с чемодан охлаждает атомы рубидия и калия в вакуумной камере, используя лазерный свет для замедления их движения. Магнитные поля затем содержат образующееся облако атомов, которое охлаждается почти до абсолютного нуля при -273°C, производя BEC. Это холодное вещество было первоначально теоретизировано Альбертом Эйнштейном и Сатьендрой Нат Бозе в начале 1920-х годов как пятое состояние вещества после твердых тел, жидкостей, газов и плазмы и представляет собой переохлажденный газ, который больше не ведет себя как отдельные атомы и частицы, а скорее как единое целое в одном квантовом состоянии. (...) БЭК производились в различных экспериментах на Земле с 1995 года, но им препятствует гравитация, которая за доли секунды сжимает облако. Условия микрогравитации на МКС обеспечивают их стабильность в течение нескольких секунд, что позволяет изучить их более подробно. (...) Первоначальные результаты [опубликованные в Nature, 2020] показывают, что БЭК по-разному ведут себя на орбите. Команда [Роберт Томпсон из Лаборатории реактивного движения НАСА и его коллеги] обнаружили, что около половины атомов образуют галообразное облако вокруг основной части БЭК. На Земле эти атомы просто упали бы под действием силы тяжести, но в условиях микрогравитации на МКС облако остается в подвешенном состоянии. (...) Заглядывая в будущее, эксперимент может также затронуть такие идеи, как принцип эквивалентности Эйнштейна, который гласит, что все массы в данном гравитационном поле ускоряются одинаково. Испытания в условиях микрогравитации могут выявить, есть ли какие-либо нарушения принципа".
  18. Дэниел Коссинс. Жизнь под ледяной луной (Daniel Cossins, Life beneath an icy moon) (на англ.) том 246, №3287 (20 июня), 2020 г., стр. 40-43 в pdf - 2,79 Мб
    Интервью с Кевином Хэндом, директором лаборатории океанических миров в Лаборатории реактивного движения НАСА в Калифорнии и автором книги Alien Oceans: The Search for Life in the Deep Space, 2020: «Наш лучший шанс найти жизнь за пределами Земли может находиться в ледяных лунах внешней Солнечной системы, особенно на Титане и Энцеладе, которые вращаются вокруг Сатурна, и на спутнике Юпитера Европа. Мы думаем, что все они имеют огромные океаны жидкой воды под их замороженными внешними оболочками благодаря их высокоэллиптическим орбитам, которые создают такие сильные приливные силы, что они согреваются изнутри. (...) Если жизнь существует в этих местах, Кевин Хэнд хочет её найти. (...) [Вопрос (от Коссинса)] Ледяные луны, такие как Европа настолько отличаются от Земли, насколько можно представить. Почему вы думаете, что они могут содержать жизнь? [Ответ] Самый простой ответ - она находятся там, где находится жидкая вода. И если мы узнали что-нибудь о жизни на Земле , это то, что там, где вы найдете жидкую воду, вы найдете жизнь. (...) когда мы думаем о том, что нужно для того, чтобы мир стал обитаемым, мы знаем из наших исследований жизни на Земле, что помимо жидкой воды ему нужны еще несколько вещей: элементы для создания жизни и некоторый источник энергии для ее питания. (...) [Вопрос] В настоящее время вы планируете знаменательную миссию на Европу. Что бы онв искала? [Ответ] Первым делом будут химические сигнатуры жизни. На самом базовом уровне мы хотим искать органические соединения. (...) Вы также ищете неорганические индикаторы жизни, не в последнюю очередь клеточные структуры. (...) [Вопрос] Как вы думаете, в этих местах может быть сложная жизнь? [Ответ] Одноклеточный микроб или аналог пришельца произвел бы революцию в биологии. Но, по крайней мере, на Европе, я думаю, есть шанс, что могла возникнуть более сложная жизнь. (...) поверхностный лед на Европе содержит перекись водорода, сульфат и молекулярный кислород. Если эти поверхностные окислители смешать с океаном внизу, у вас может получиться очень химически богатый океан. На Земле именно повышение уровня кислорода привело к появлению многоклеточной жизни. Так что не исключено, что кислород океана на Европе, возможно, привел эволюцию к более сложной жизни и там. (...) [Вопрос] Каковы перспективы миссии, которая бурит лед или даже берет образцы из океанов? [Ответ] У нас есть обязательство выполнить полетную миссию под названием Europa Clipper, запуск которой запланирован на середину 2020-х годов, и эта миссия будет оценивать обитаемость. Но он не сможет искать биосигнатуры. Я бы надеялся, что следующая миссия выйдет на поверхность с возможностями прямого поиска признаков жизни, а также выполнит множество измерений, которые нам понадобятся, чтобы сообщить миссии, которая будет бурить или растапливать лед. Однако имейте в виду, что кроме Луны и Земли, мы не пробурили скважин глубже 10 сантиметров в любой точке Солнечной системы. Так что попасть прямо в такой мир, как Европа, и пробурить многие километры льда - задача невероятно сложная с технологической точки зрения и очень дорогая. (...) [Вопрос] Помимо ваших планов отправить спускаемый аппарат на Европу, что самое захватывающее в астробиологии сейчас происходит? [Ответ] В следующие два десятилетия мы отправим космический корабль «Стрекоза» для изучения Титана, спутника Сатурна, и он будет оборудован для поиска любых биосигнатур. (...) Что делает Титан отличным местом для поиска странной жизни, жизни, совершенно непохожей ни на одну из известных нам форм жизни здесь, на Земле, так это то, что на его поверхности есть озера и моря жидкого метана. (...) есть шанс, что мать-природа может приготовить для нас сюрприз в виде странной жизни, непохожей на все, что мы когда-либо видели или могли предсказать, ползая вдоль берегов жидких метановых озер и морей Титана. [Вопрос] Что открытие жизни в другом месте может рассказать нам о ее происхождении? [Ответ] Это поможет ответить на фундаментальный вопрос: возникает ли жизнь там, где есть подходящие условия? (...) Если мы найдем его в этих чужеродных океанах в нашей солнечной системе, я думаю, мы сможем предсказать, что живем в биологической вселенной. (...) [Вопрос] Насколько вы уверены, что любая форма жизни существует где-то еще? [Ответ] Я предпочитаю не подходить к этому с точки зрения того, насколько я уверен или во что верю. Скорее, мне нравится оформлять это как предсказание, потому что именно этим мы и занимаемся в науке: формулируем гипотезы и проверяем их. (...) теперь мы можем выдвинуть твердую гипотезу: если жизнь легко возникнет там, где есть подходящие условия, то эти инопланетные океаны за пределами Земли должны быть заселены».
  19. Джим Пиблз. Мы правильно поняли вселенную? (Jim Peebles, Have we got the universe right?) (на англ.) том 246, №3285 (6 июня), 2020 г., стр. 30-35 в pdf - 3,18 Мб
    «Если успех измеряется Нобелевскими премиями, значит, у нас есть что-то правильное с нашей стандартной моделью космологии. За последние два десятилетия было присуждено три премии за успехи в изучении крупномасштабной природы Вселенной. (...) Я больше вовлечен (в изучение космологии), чем большинство: я ввел таинственные элементы темной материи и темной энергии в нашу стандартную космологию. Так же как и модель, которую я помог правильно построить; является ли наша космология истинным отражением реальности? В дальнейшем я решительно буду утверждать, что да, но только в этом отношении. Свидетельства того, что Вселенная возникла в результате "большого взрыва", серьезны. Главный свидетель - близкое к однородному фону микроволновое излучение с длинами волн от миллиметров до сантиметров, заполняющее всё пространство. (...) в 1964 году этот ``космический микроволновый фон'' был случайно обнаружен Арно Пензиасом и Робертом Уилсоном как побочный продукт экспериментов по тестированию телекоммуникационного оборудования. В 2006 году Джон Мазер удостоен доли Нобелевской премии по физике за его лидерство в показе с помощью измерений со спутника Cosmic Background Explorer (COBE), что спектр космического микроволнового фонового излучения - его плотность энергии на разных длинах волн - является спектром излучения в тепловом равновесии. (...) Другая половина Нобелевской премии 2006 года досталась Джорджу Смуту, который продемонстрировал, что космический микроволновый фон не является полностью гладким. Крошечные вариации его интенсивности по небу, которые были подробно отображены в более поздних измерениях, согласуются с тем, что можно было бы ожидать в расширяющейся Вселенной Большого взрыва с этими двумя дополнительными гипотетическими компонентами: темной материей и темной энергией. (...) мы могли видеть, что материя собирается большими скоплениями: галактики, группы и скопления галактик. Это привело к разговору о кризисе космологии. Как могла материя собраться в больших концентрациях, не увлекая за собой радиацию? Мое предложение заключалось в том, что большая часть материи не является «барионной» материей из тех, из которых состоят вы, я, звезды и планеты. Небарионная темная материя, которую я имел в виду, не будет взаимодействовать с нормальной барионной материей, кроме как через гравитацию или с излучением. (...) У меня было еще два намёка. Во-первых, были астрономические доказательства того, что большая часть массы на окраинах галактик не очень светится. Если бы видимая материя была всем, что существовало, галактики разлетелись бы в зависимости от скорости, с которой они вращаются. Второй намек пришел из физики элементарных частиц. Тогда существовало два подтвержденных семейства фундаментальных частиц, известных как лептоны: электрон и его нейтрино, а также мюон и его нейтрино. Также появлялось все больше свидетельств существования третьего семейства, состоящего из так называемого тау и его нейтрино. Так почему бы не четвертый? Привлекательность этой идеи заключалась в том, что если бы это четвертое нейтрино было тяжелым, с массой, примерно в три раза превышающей массу протона, их море, оставшееся от горячей ранней Вселенной, обеспечило бы плотность вещества, необходимого для расширения Вселенной со скоростью убегания». Это название, данное скорости расширения, с которой гравитация, стягивающая материю Вселенной, достаточна только для замедления расширения, но никогда не останавливает его полностью или не превращает его обратно в ``большой хруст'' (...) Казалось, что средняя плотность вещества Вселенной была меньше этого критического числа, причем скорость расширения была примерно в два раза выше скорости убегания. (...) Объединение этих двух намеков вместе с необходимостью учитывать довольно гладкое море теплового излучения привело к модели холодной темной материи. ``Холодный'' относится к тому факту, что частицы, составляющие темную материю, будут двигаться медленно относительно общего расширения Вселенной (...) Я предложил только одно предсказание с этим предложением, когда я сделал его в 1982 году: космическая микроволновая фоновая температура будет варьироваться в разных частях неба примерно как четыре части на миллион. Это согласуется с измерениями, выполненными COBE два десятилетия спустя. (...) в 1984 году я впервые выступил за повторное введение космологической постоянной [первоначально предложенное Эйнштейном для его уравнений поля для учета статической Вселенной, но позже отвергнутого, когда было показано, что Вселенная расширяется] при крошечном значении это выглядит нелепо, но работает (...) Оправдание пришло почти два десятилетия спустя, когда результаты трех великих экспериментальных программ в космологии были получены в течение пятидесятилетнего периода около 2000 года. Первый набор результатов был получен в результате тщательной перекрестной проверки возможных, хотя и сложных методов измерения средней плотности космической материи, которые к 2000 году привели к убедительным доказательствам того, что Вселенная действительно расширяется быстрее, чем скорость убегания. (...) Второе подтверждение пришло из измерений изменяющейся скорости расширения Вселенной при обнаружении света от взрыва сверхновых в далеких галактиках. (...) К 2000 году данные о сверхновых в галактиках на разных расстояниях довольно убедительно показали, что скорость расширения не только превышает скорость убегания, но и растет с течением времени. Измерение привело к интерпретации космологической постоянной как темной энергии, а затем к присуждению Нобелевской премии 2011 года совместно трем членам двух соревнующихся команд: Саулу Перлмуттеру, Адаму Риссу и Брайану Шмидту. Третье подтверждение гипотезы космологической постоянной пришло из точного измерения изменения температуры и поляризации космического микроволнового фонового излучения по небу, что дало жесткие ограничения на эффекты темной энергии и темной материи. (...) Непротиворечивый случай из этих трех различных способов исследования Вселенной убедил большинство космологов в том, что модель с темной материей и темной энергией почти наверняка находится на правильном пути. С тех пор измерения ужесточили доказательства. (...) Конечно, впереди еще много изменений. Примером может служить нынешнее 10-процентное расхождение в скорости расширения Вселенной, полученное двумя разными способами. (...) Если модель верна, два измерения должны дать одинаковый ответ. Может быть, разница заключается в небольшой систематической ошибке, что неудивительно для таких сложных измерений. А может, это свидетельство чего-то нового. (...) Есть и другие перекрестные проверки, которые мы можем сделать, чтобы проверить стандартную космологическую модель, например, по содержанию гелия. У нас есть три способа оценить это. (...) Все три метода пока дают стабильные результаты, что действительно впечатляет. (...) Холодная темная материя по-прежнему остается гипотетической субстанцией (...) Обнаружение было бы действительно захватывающим. (...) А что нам делать с темной энергией? Сейчас большая часть работы сосредоточена на том, чтобы выяснить, меняется ли его ценность по мере расширения Вселенной. Это означало бы (...) он играет роль в динамике Вселенной. (...) Кроме того, перед современной космологией стоят другие серьезные задачи, такие как точное объяснение того, что произошло во время Большого взрыва. (...) Я хочу сказать, что вся физика неполна. Я, конечно, не говорю что она неправильна, я имею в виду, что все это можно улучшить. Может быть, есть окончательная физическая теория, или, может быть, это все приближения. То же самое и с космологией. (...) Я не думаю, что наша нынешняя модель окажется ложной. Но я действительно ожидаю, что мы сможем добиться большего, позволив будущим космологам получать свою постоянную долю Нобелевских премий». - Третья Нобелевская премия по физике за последние два десятилетия в статье не упоминается. Присвоена автору «За теоретические открытия в физической космологии» в 2019 году.
2020 г. (январь - июнь)

назад - 1971 - 2019 гг.