В Солнечной системе существует лишь два известных науке небесных тела, где можно наблюдать величественные горы с белоснежными вершинами. Первое, конечно, наша Земля. Но вторым, как ни удивительно, является далекий Плутон. Однако природа этих белых "шапок" кардинально отличается от земных аналогов.
Согласно исследованию, результаты которого были опубликованы в престижном научном журнале Nature Communications, вершины плутонианских гор покрыты не привычным нам снегом, а тончайшим слоем метанового инея. Это открытие стало очередным свидетельством уникальности геологических процессов, протекающих на этой далекой карликовой планете.
Ледяные исполины
Особенность гор Плутона заключается в их составе: они почти полностью состоят из водяного льда. На первый взгляд это может показаться невероятным – как могут существовать горы изо льда? Ответ кроется в экстремальных условиях этого небесного тела.
На Плутоне царят поистине космические холода: температура может опускаться до -233 градусов по Цельсию. При таких условиях происходят удивительные трансформации привычных нам веществ.
"Температура на Плутоне настолько низкая, что водяной лед становится твердым и прочным, как камень на Земле, — объясняет Танги Бертран, астроном из Исследовательского центра Эймса в Калифорнии. — Именно поэтому на этой карликовой планете могут существовать огромные горы из водяного льда".
Это удивительное открытие, сделанное благодаря историческому пролету космического аппарата NASA "Новые горизонты" мимо системы Плутона, стало настоящим прорывом в планетарной науке. Оно не только кардинально изменило наши представления о геологическом разнообразии в Солнечной системе, но и открыло новую главу в понимании того, как экстремальные условия могут создавать, казалось бы, невозможные ландшафты.
Существование гор из водяного льда на Плутоне заставляет ученых пересмотреть свои теории о том, какие геологические формации могут возникать на других планетах и их спутниках, где царят сверхнизкие температуры. Более того, это открытие намекает на возможность существования еще более экзотических ландшафтов в дальних уголках нашей космической окрестности.
14 июля 2015 года космический аппарат NASA "Новые горизонты" совершил то, что еще недавно казалось невозможным – он сфотографировал Плутон с расстояния всего 35 445 километров. Но реальность оказалась не такой яркой, как мы привыкли видеть в СМИ.
Тусклая реальность
Представьте: вы – астронавт на борту "Новых горизонтов". Вы подлетаете к бывшей девятой планете Солнечной системы и смотрите в иллюминатор. Что вы видите? Темный, едва различимый силуэт карликовой планеты. Никаких ярких красок, никакой сочной картинки. Просто тусклый мир в поясе Койпера, где солнечный свет в 1 600 раз слабее, чем на Земле.
Однако в СМИ и научных публикациях мы видим совсем другой Плутон – яркий, контрастный, с отчетливо видимыми деталями поверхности. В чем же причина такого расхождения?
Это не обман и не художественный вымысел. Ученые специально усиливают яркость и контрастность снимков, насыщают цвета. И делают это не ради красоты, а для науки. Причина проста: наши глаза эволюционировали для работы в земных условиях освещения. Когда исследователи изучают поверхность далеких миров, им необходимо различать каждую деталь – кратеры, разломы, возвышенности. На "реалистичных" темных снимках это сделать практически невозможно. Поэтому фотографии обрабатывают, делая их более информативными для научного анализа.
Не только Плутон
Эта практика касается не только снимков Плутона. NASA регулярно обрабатывает фотографии других планет (включая карликовые). Иногда это приводит к удивительным результатам: марсианское небо может казаться голубым, а атмосфера Юпитера – переливаться всеми цветами радуги. Но для каждого такого "художественного" снимка существует оригинал, показывающий, как все выглядит на самом деле.
В итоге мы оказываемся в интересной ситуации: чтобы лучше изучить реальность, ученым приходится ее "приукрашивать". Но благодаря этому мы не только получаем важные научные данные, но и можем увидеть два разных лица далеких миров – их реальный облик и их "научный портрет". И оба эти взгляда одинаково ценны: один показывает нам истинную картину космоса, другой помогает его понять.
Глядя на захватывающие дух изображения дальнего космоса, многим из нас трудно представить, что у Вселенной могут быть границы. Кажется естественным полагать, что космическое пространство простирается бесконечно во всех направлениях. Однако некоторые современные космологические модели рассматривают возможность того, что наша Вселенная — пусть и невообразимо огромная — все же может быть конечной.
Согласнотеории Большого взрыва, примерно 13,8 миллиарда лет назад наша Вселенная начала расширяться из сингулярного состояния, достигнув того, что мы можем лицезреть сегодня. Но что находится за пределами этого расширения? Есть ли у Вселенной границы?
Безграничная конечность
Представьте себе муравья, ползущего по поверхности апельсина. Для него эта поверхность конечна, так как она имеет определенную площадь, но при этом у нее нет границ. Муравей может бесконечно долго двигаться в одном направлении, каждый раз возвращаясь в исходную точку. Похожим образом может быть устроена и наша Вселенная — конечная, но без границ.
Современная наука предполагает несколько возможных форм Вселенной:
Сферическая Вселенная
Если Вселенная имеет форму сферы, то она конечна, но безгранична. Это означает, что, двигаясь в одном направлении, вы в конечном итоге вернетесь туда, откуда начали (пример с муравьем и апельсином).
Тороидальная Вселенная
Другой вариант — Вселенная в форме тора (бублика). В этом случае пространство также будет конечным, но без границ.
Согласно данным космологических наблюдений, Вселенная, скорее всего, плоская. Однако даже в этом случае она может быть конечной, но с особой топологией, как в старых видеоиграх, где, выходя за один край экрана, персонаж появляется с противоположной стороны.
В поисках формы Вселенной
Как же ученые пытаются определить истинную форму Вселенной? Главным инструментом в этих исследованиях служит реликтовое излучение – древнейшее электромагнитное излучение во Вселенной, возникшее примерно через 380 000 лет после Большого взрыва, когда пространство достаточно остыло, чтобы свет мог свободно распространяться. Изучая характеристики этого излучения, заполняющего все космическое пространство, ученые получают важнейшие данные о крупномасштабной структуре Вселенной и ее геометрических свойствах.
Не менее важную роль играет и наблюдение за галактиками и галактическими скоплениями. Анализируя их распределение в пространстве и характер движения, космологи составляют все более точную картину геометрии Вселенной. Современные наблюдения указывают на то, что наше пространство удивительно близко к плоскому. Однако это не исключает возможности его конечности (о чем сказано выше) — просто масштабы настолько велики, что любое искривление становится заметным только на колоссальных расстояниях.
Важный прорыв в исследовании структуры Вселенной произошел в 2015 году с первой регистрацией гравитационных волн – колебаний самой ткани пространства-времени. Эти волны, предсказанные Эйнштейном за 100 лет до их открытия, стали новым инструментом в руках ученых, позволяющим исследовать геометрию космоса на самых больших масштабах.
Между наукой и философией
Рассуждая о конечной Вселенной, мы неизбежно приходим к вопросу: что находится за ее пределами? Однако этот вопрос может оказаться таким же бессмысленным, как поиск точки севернее Северного полюса. Само понятие "за пределами" подразумевает наличие некоего внешнего пространства, в которое эти пределы можно было бы вместить. Но наша Вселенная, даже если она конечная, может быть всем и сразу, и никакого "снаружи" просто не существует.
Конечность Вселенной могла бы существенно повлиять на наше понимание фундаментальных законов природы. Например, в конечном пространстве количество материи и энергии тоже не может быть бесконечным, что важно для многих космологических моделей.
Сегодня вопрос о том, конечна ли наша Вселенная или бесконечна, остается одной из самых волнующих и глубоких загадок, стоящих перед космологией. Каждое новое наблюдение далеких галактик, каждый технологический прорыв приближают нас — пусть и на крошечный шаг — к пониманию истинной природы пространства, в котором разворачивается удивительная история человечества.
Возможно, путь к разгадке этой тайны будет долгим и полным неожиданных открытий. Но пока ученые неустанно трудятся над раскрытием секретов Вселенной, мы можем каждую ночь поднимать глаза к звездному небу, наполняя свою жизнь трепетом, восхищением и неутолимой жаждой познания. Ведь стремление понять мироздание делает нас теми, кто мы есть — мыслящими и вечно ищущими существами в необъятном океане космоса.
Перед вами кратер Оккатор — одно из самых загадочных мест в Солнечной системе. Это ударное образование "красуется" на поверхности карликовой планеты Церера (диаметр 946 километров), которая находится в поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера.
Средний диаметр кратера составляет 92 километра, а его глубина достигает четырех километров. Но что делает Оккатор таким особенным? Давайте разберемся.
Яркие пятна
Первое, что бросается в глаза на снимках кратера Оккатор, — это яркие белые пятна. Наблюдения показали, что они представляют собой отложения кальцинированной соды (карбоната натрия) и пищевой соды (гидрокарбоната натрия). Эти вещества были "выдавлены" из недр Цереры в результате геологической активности, вызванной ударом космического тела, которое и создало кратер.
Ученые предположили, что под поверхностью Цереры скрывается толстый слой льда, насыщенного солями. Когда космический камень ударил, лед частично растаял и вода вырвалась наружу; со временем она испарилась, оставив после себя яркие солевые отложения. Это объяснение хорошо согласовалось с первыми данными, полученными космическим аппаратом NASA Dawn*.
*Данные о кратере и его загадочных пятнах были получены космическим аппаратом NASA Dawn. Этот зонд — пока единственный аппарат, посетивший пояс астероидов для изучения крупных объектов, включая Цереру.
Туман над кратером
Но настоящая сенсация произошла 21 июля 2015 года, когда Кристофер Расселл, руководитель миссии Dawn, выступил на научной конференции в калифорнийском центре имени Эймса. Он сообщил, что каждое утро над яркими пятнами в кратере Оккатор поднимается туман, который заполняет почти половину ударного образования. Это явление объясняется сублимацией водяного льда, который регулярно доставляется на поверхность в районе пятен.
Туман — это не просто красивое зрелище. Он указывает на активные процессы, происходящие под поверхностью Цереры. Ученые пришли к выводу, что под кратером Оккатор находится не просто лед, а резервуар соленой жидкой воды! Это делает Цереру одним из самых интересных объектов для поиска внеземной жизни.
Подповерхностный океан?
Наличие жидкой воды под поверхностью Цереры — это огромный шаг в понимании природы этой карликовой планеты. На Земле вода — основа жизни, и ученые не исключают, что на Церере могут существовать примитивные формы жизни. Более того, аппарат Dawn обнаружил на поверхности Цереры значительные запасы органических** соединений, немалая часть которых имеет внутреннее происхождение. Этот факт существенно повышает наши шансы на обнаружение внеземной жизни в поясе астероидов.
**Органические вещества, найденные на Церере, включают углеродсодержащие соединения, которые являются строительными блоками для жизни. Хотя пока нет прямых доказательств существования жизни на Церере, наличие воды и органики делает эту карликовую планету крайне перспективной для дальнейших исследований.
Церера — это удивительный мир, который продолжает удивлять ученых. Кратер Оккатор, его яркие пятна, туман и подповерхностное водохранилище (океан или система озер?) — все это делает Цереру уникальным объектом для изучения. Однако для того, чтобы раскрыть все ее тайны, необходимы новые миссии.
Ученые предлагают отправить к Церере новый зонд, оснащенный более совершенными инструментами. Например, аппарат мог бы взять пробы подповерхностного льда и доставить их на Землю. Такая миссия могла бы дать ответы на вопросы о возможности жизни на Церере и помочь понять, как формировались и эволюционировали подобные тела в Солнечной системе.
Если человечество когда-нибудь вступит в прямой контакт с представителями внеземной цивилизации, то это вряд ли будет встреча с классическими "серыми человечками" из дешевых фантастических фильмов. Современная наука предполагает, что реальность может оказаться куда более необычной.
Сет Шостак, главный астроном и директор Центра исследований SETI (программа поиска внеземного разума), в своей статье для The Guardian высказал интересное предположение: инопланетяне, с которыми мы, возможно, однажды столкнемся, скорее всего, будут напоминать искусственный интеллект (ИИ), а не биологические организмы.
Шостак допускает, что в нашей Галактике существуют разумные формы жизни. Однако он скептически относится к идее, что они посещают или когда-либо посещали Землю.
"Я не думаю, что они летают в нашем воздушном пространстве", — отмечает он.
Возможный контакт
Но если представить, что в будущем контакт все же состоится, то с кем или с чем мы можем столкнуться?
Они не будут похожи на нас
На Земле все живые существа имеют общие черты в молекулярном строении, но даже здесь жизнь крайне разнообразна. Инопланетяне, миллионы лет жившие и эволюционировавшие в иных условиях, скорее всего, будут радикально отличаться от нас.
По мнению Шостака, наше традиционное представление об инопланетянах как о биологических существах может быть в корне неверным. Развитые цивилизации, вероятно, уже отказались от ограничений органического тела в пользу более совершенных форм существования. Это не просто замена биологического тела на механическое — речь идет о принципиально новой форме разума, способной функционировать в экстремальных условиях космического пространства. Такой разум мог бы веками или даже тысячелетиями путешествовать в межзвездной среде, не сталкиваясь с проблемами, которые критичны для биологических существ — старением, радиацией, нехваткой ресурсов или психологическими ограничениями.
Почему ИИ — более вероятная форма инопланетного разума?
Шостак обращает внимание на два ключевых фактора:
Время и технологии
В Млечном Пути существует множество звездных систем, которые старше Солнечной на миллиарды лет. Если учесть, что человечество всего за несколько десятилетий прошло путь от первых компьютеров до продвинутых нейросетей, то трудно даже представить уровень развития гипотетических цивилизаций с историей в миллионы лет. Вполне вероятно, что они уже давно вышли за пределы своей изначальной биологической природы.
Даже самые развитые цивилизации ограничены фундаментальными законами физики — например, невозможностью превысить скорость света. Это означает, что путешествие даже к ближайшей звезде займет многие годы. Для биологических существ такой полет создает множество критических проблем. Но для искусственного разума эти ограничения не так существенны — он может находиться в состоянии минимального энергопотребления, не требует систем жизнеобеспечения и способен функционировать веками без деградации.
Что нас ждет в будущем?
Шостак обращает внимание на стремительное развитие ИИ на Земле. Мы видим, как он уже превосходит человека в отдельных областях — от игры в го до научных вычислений и анализа данных. По прогнозам экспертов, в ближайшие десятилетия мы можем стать свидетелями появления сверхразумного ИИ, чьи интеллектуальные возможности будут принципиально отличаться от человеческих. И если мы стоим на пороге такого прорыва сейчас, то более древние цивилизации могли пройти этот путь тысячи или миллионы лет назад.
Некоторые ученые предупреждают об опасностях контакта с внеземным разумом, проводя исторические параллели. Достаточно вспомнить трагические последствия встречи цивилизаций с разным уровнем развития на Земле — например, контакт коренных народов Америки с европейскими колонизаторами привел к катастрофическим последствиям для менее технологически развитой стороны. И в случае встречи с внеземной цивилизацией разрыв в уровне развития может быть неизмеримо больше. Однако Шостак настроен более оптимистично.
"Если инопланетный корабль когда-нибудь приземлится на лужайке Белого дома, можно надеяться, что его пассажиры будут дружелюбными, — говорит он. — А если нет, то всегда можно попробовать договориться".
Юпитерианский Ио — первый спутник, открытый за пределами системы Земля-Луна. Это произошло 8 января 1610 года благодаря усилиям Галилео Галилея, итальянского астронома, математика, физика и механика. Это событие сделало огромный вклад в подкрепление гелиоцентрической системы мира, согласно которой, Солнце является центральным небесным телом Солнечной системы.
Интересный факт: кольца Сатурна настолько большие и яркие, что их видно в относительно небольшие телескопы с Земли с расстояния, превышающего миллиард километров.
В созвездии Льва, на расстоянии около 124 световых лет от нас, находится удивительный мир, способный перевернуть наши представления о жизни во Вселенной. Речь идет об экзопланете K2-18 b, масса которой в 8,6 раза превышает массу нашей планеты.
K2-18 b вращается вокруг красного карлика K2-18 и относится к классу суперземель — планет, которые по массе превосходят Землю, но уступают газовым гигантам. Однако главный интерес вызывает не ее размер, а состав атмосферы. Наблюдения, проведенные в 2023 году с помощью космического телескопа NASA "Джеймс Уэбб", позволили выявить удивительные детали.
Планета окутана плотной водородно-гелиевой атмосферой, в которой были обнаружены следы метана, углекислого газа и водяного пара. Эти соединения сами по себе уже вызывают интерес, но настоящей сенсацией стало возможное обнаружение диметилсульфида (DMS) — соединения, которое на Земле производится исключительно живыми организмами, в частности некоторыми видами планктона. Это открытие заставило ученых задуматься: может ли K2-18 b быть обитаемой?
Диметилсульфид: ключ к разгадке жизни?
DMS — это органическое соединение, которое на Земле тесно связано с биологическими процессами. Его возможное присутствие в атмосфере K2-18 b пока не является однозначным доказательством обитаемости этой далекой экзопланеты, но делает ее одним из самых перспективных кандидатов для подробного изучения.
Ученые, разумеется, проявляют обоснованную осторожность в своих выводах. Дело в том, что теоретически DMS может образовываться и в результате небиологических (абиогенных) процессов, таких как бурная вулканическая активность или сложные — пока неизвестные науке — химические реакции в атмосфере. Более того, наблюдения за столь удаленным объектом сопряжены со значительными техническими сложностями, и даже самые навороченные телескопы могут давать неоднозначные результаты.
K2-18 b выделяется среди тысяч известных экзопланет своими уникальными характеристиками. Планета находится в "зоне обитаемости" своей звезды, где условия могут быть подходящими для существования жидкой воды. И действительно, данные указывают на возможность существования целого океана под плотной атмосферой, что делает K2-18 b представителем редкого класса планет — океанических миров. А возможное обнаружение DMS и других органических соединений делает K2-18 b одной из самых перспективных целей для поиска следов внеземной жизни.
Дальнейшие исследования K2-18 b с помощью "Джеймса Уэбба" и телескопов следующего поколения помогут ученым лучше понять состав ее атмосферы и изучить процессы, протекающие на поверхности. Если наличие DMS подтвердится, то это станет важным шагом в наших поисках жизни за пределами Земли. Но даже если K2-18 b окажется безжизненной, ее изучение поможет нам лучше понять, как формируются и эволюционируют планеты в других звездных системах.
Для ЛЛ (Лига Ленивых) - проматывайте вниз и любуйтесь 11 минутным роликом
Для ЛЛ (Лига Любознательный) - читаем длинно текст без картинок, раскрывае спойлер, ходим по ссылкам.
О жизни, в привычном нам виде (включая экстремалофилов, которым и кислород не нужен, не нужен солнечный свет и т.п.. Т.е. то, что мы уже видели у нас).
Только вот речь пойдёт не о нашей солнесной системе, а об экзопланетах. Изучать их очень сложно, только в редких случаях удаётся узнать у таких планет спектр атмосферы.
Лирическое отступление:
Например, "планета железных дождей" WASP-76b, которая крутится очень близко (0.033 а.е.) к своему красному карлику, крутится в приливном захвате (нет смены дня и ночи, это как Луна находящаяся в таком же захвате - повёрнута всегда одной стороной к нам), горячая сторона разогревается до 2,500 ± 200 K .
Есть такое понятие как зона обитаемости - это расстояние от звезды, где может существовать жизнь. Взята за основу Земля - считается, что она в середине этой зоны. Если планета за её пределами, то и рассматривать как кандидата на жизненесущую планету не стоит. Есть такой сборный параметр как ESI (Earth Similarity Index)
И вот я увидел инфу про Тигарден b
Но планетка весьма примечательна. Нашли её не транзиентным методом, а доплеровским (о-о-очень точно фиксируют изманения спектра звезды, а так как планеты её "качают", хоть и практически незаметно, но в спектре можно увидеть колебания основных линий излучения).
Крутится она близко, на расстоянии в 0.025 а.е. (это чуть ли не в десяток раз ближе чем Меркурий с Солнцем) - это не помешает зародться жизни. Год равен 4 с половиной дней (блин, да тут же новогоднюю ёлку даже выкидывать не придётся). Масса на 5% больше Земли а радиус отличается на доли процента, т.е. и сила тяготения почти такая же как у Земли.Предполагают схожее с нашей Землёй строение, а значит наличие защитного магнитного поля.
Правда она горячее - от карлика планета получает на 15% больше энергии чем мы и, по расчётам, средняя температура там +28 цельсия. Т.е. могут существовать океаны жидкой воды. Бактериям такой режим вполне комфортен Увы, спектр атмосферы получить не могём - методы и техника не доросла ещё.. А вот от этого как раз и зависит реальная температура поверхности (атмосфера из метана и/или CO2 может превратить планету в нашу Венеру, а вот если там облака воды (пара) - те наоборот могут сильно отражать свет звезды, и средняя температура будет более комфортной).
Ну а теперь про косяки красных карликов. В их зоне обитаемости разве что только газовые гиганты могут сохранить свой собственный момент вращения - остальное находится слишким близко и захватывается в приливной захват - как Луна повёрнута одной стороной к звезде. Как я уже написал под спойлером - климат там будет интересный (на одной стороне "сахара", а на другой стороне планеты арктика без света вообще). Ну и красные карлики сами по себе не подарок - у них очень (в десятки раз превышающие солнечные) выбросы плазмы и магнитные бури. Если и есть там жизнь, то, либо в узкой полосе экватора, либо в океанах...
В детстве я зачитывался произведениями Эдгара Берроуза про Марс. И были в произведениях порой описания природы Марса. В том числе рассказывалось про небо, которое на планете должно было бы быть красным и не очень похоже на нашу планету.
Вот, например, цитата из одного рассказа:
Может быть, там, на Марсе, небо расцветает в нежном розовом цвете, как грусть, и там вечное сияние звезд окутывает все, как нежный пласт тумана
По произведениям Берроуза, кстати говоря, снят неплохой фильм "Джон Картер". Увы, таких эмоций, как книга, он не передаёт, но посмотреть всё равно приятно. И, что забавно - и книга, и фильм небо на Марсе описывают не совсем правильно. А как правильно?
Что же, прошло время и вот уже астрономы делятся с нами реальными кадрами с самой настоящей красной планеты.
Небо на Марсе в основном оранжевое. На Земле это больше похоже на закат. Но, как ни странно,закаты на Марсе будут голубые - они выглядят скорее как обычное небо на Земле.
Обе планеты имеют черное небо со звездами по ночам. На Марсе гораздо более четкие звезды.
Для того, чтобы небо было абсолютно черным в любое время суток, атмосфера должна быть очень прозрачной, или (как в случае с Луной) не существовать вообще.
Но на Марсе в воздухе много пыли и высокий процент CO2 (а не азота, как у нас на Земле).
Когда солнечный свет проходит через атмосферу, есть два вида явлений, которые определяют, какой свет рассеивается и каким получится в итоге цвет.
Наиболее известным из них являетсярэлеевское рассеяние. Оно представляет собой механизм рассеивания света от частиц, которые намного меньше длины волны света.
Менее известным являетсярассеяние Ми. Это механизм, который рассеивает свет от частиц, размер которых превышает длину волны света - капель воды, пылинок и т.д.
Сочетание этих двух эффектов на Марсе сильно отличается от Земли. Это фотография марсианского заката (сделанная одним из марсоходов).
Помимо оранжевого неба и голубого заката - обратите внимание, что солнце выглядит крошечным и тусклым. Оно примерно в два раза дальше, чем здесь, на Земле. Кроме того, вы не увидите Луну, а две луны Марса крошечные и не могут наблюдаться.
В бескрайних просторах Вселенной, среди мириадов звезд и галактик, существуют загадки, которые ставят под сомнение наши представления о реальности.Одной из таких загадок является концепциясферы Дайсона– гипотетической мегаструктуры, окружающей звезду и способной полностью использовать ее энергию.
Идея сферы Дайсона была впервые предложена в 1960 году физикомФрименом Дайсоном, который задался вопросом: как могла бы выглядеть высокоразвитая инопланетная цивилизация, достигшая такого уровня технологического прогресса, что смогла бы полностью использовать энергию своей родной звезды? Ответ, который он предложил, был поистине грандиозным и захватывающим.
Фримен Дайсон
Представьте себе огромную сферическую конструкцию, окружающую звезду и собирающую всю ее энергию. Такая мегаструктура могла бы обеспечить практически неограниченные ресурсы для развития цивилизации, позволяя ей достичь невообразимых высот. Но возможно ли вообще создание подобного гигантского сооружения? Или это всего лишь плод фантазии ученых?
Визуализация сферы Дайсона
В этой статье мы погрузимся в мир альтернативной истории и попытаемся разобраться, насколько реалистична идея сферы Дайсона. Мы рассмотрим различные теории и гипотезы, связанные с этой концепцией, и проанализируем, какие технологии потребовались бы для ее воплощения в жизнь. Возможно, где-то во Вселенной уже существуют следы подобных мегаструктур, созданных инопланетными цивилизациями?
Присоединяйтесь к нам в этом захватывающем путешествии по граням реальности и неизведанного. Вместе мы попытаемся приоткрыть завесу тайны и узнать, что скрывается за идеей сферы Дайсона – величайшей инженерной задачи, когда-либо задуманной разумными существами. Готовы ли вы бросить вызов своим представлениям о возможном и невозможном?
Идея сферы Дайсона поистине захватывает воображение. Представьте себе гигантскую сферическую конструкцию, окружающую звезду и полностью использующую ее энергию.Такая мегаструктура могла бы обеспечить практически неограниченные ресурсы для развития цивилизации, позволяя ей достичь невероятных высот.
Но что именно представляет собой сфера Дайсона и как она может работать?
В своей первоначальной концепции Дайсон предположил, что высокоразвитая инопланетная цивилизация, нуждающаяся в огромных количествах энергии, могла бы построить сферическую оболочку вокруг своей родной звезды. Эта оболочка, состоящая из множества отдельных элементов, могла бы полностью поглощать излучение звезды и использовать его для своих нужд.
Представьте себе, что вся поверхность сферы Дайсона покрыта солнечными панелями или другими устройствами для сбора энергии.Вся энергия, излучаемая звездой, будет собираться и преобразовываться в электричество или другие формы энергии, необходимые для поддержания жизни и деятельности цивилизации.
Но это лишь одна из возможных концепций сферы Дайсона.Другие ученые предлагали альтернативные варианты, такие как сфера, состоящая из множества отдельных станций, вращающихся вокруг звезды на определенном расстоянии. Эти станции могли бы собирать энергию звезды и передавать ее друг другу, образуя своего рода "энергетическую сеть".
Или жетакие как "сфера Дайсона из облаков". В этой идее вместо сплошной оболочки используются миллиарды отдельных элементов, собирающих энергию звезды и передающих ее друг другу. Такая система может быть более гибкой и легче в реализации, но также имеет свои недостатки и сложности.
Независимо от конкретной реализации, идея сферы Дайсона поднимает множество вопросов и загадок. Какие технологии потребовались бы для ее создания? Сможет ли когда-нибудь человечество достичь такого уровня развития? И, самое главное, существуют ли где-то во Вселенной следы подобных мегаструктур, созданных инопланетными цивилизациями?
Ниже мы рассмотрим некоторые теории и гипотезы, связанные с возможностью создания сферы Дайсона, а также проанализируем, какие технологические достижения потребовались бы для ее воплощения в жизнь.
Несмотря на кажущуюся фантастичность идеи сферы Дайсона, ученые всерьез рассматривают возможность ее создания в далеком будущем. Для этого, однако, потребуются поистине гигантские технологические достижения и ресурсы.
Одна из ключевых проблем заключается в масштабах такого проекта. Для создания сферы Дайсона вокруг Солнца потребовалось бы огромное количество материалов –по некоторым оценкам, эквивалентное массе Юпитера или даже больше.Добыча и транспортировка такого объема ресурсов представляется крайне сложной задачей даже для высокоразвитой цивилизации.
Кроме того, необходимо решить вопрос о том, как удержать такую гигантскую конструкцию на орбите вокруг звезды. Одним из возможных решений может быть использование силы гравитации самой сферы для ее стабилизации. Однако это потребует невероятно точных расчетов и инженерных решений.
Несмотря на кажущуюся фантастичность идеи сферы Дайсона, ученые продолжают изучать возможности ее практической реализации.Одним из ключевых вопросов является выбор материалов и технологий для строительства подобной гигантской конструкции.
Традиционные строительные материалы, такие как сталь или бетон, не подходят для создания сферы Дайсона из-за их огромной массы и недостаточной прочности. Гораздо более перспективными являются прочные и легкие материалы на основе углерода, такие какуглеродные нанотрубкиилиаэрогели.
Углеродные нанотрубки обладают удивительной прочностью на разрыв, в сотни раз превышающей прочность стали при гораздо меньшей плотности. Кроме того, они могут эффективно проводить электрический ток, что позволит использовать их для передачи энергии по всей сфере.
Визуализация нанотрубки
Аэрогели – это уникальные пористые материалы с очень низкой плотностью и высокой изоляционной способностью. Они могут быть использованы для создания легких и прочных конструкций, защищающих от экстремальных температур и излучения.
Кирпич массой 2,5 кг стоит на куске аэрогеля массой 2,38 г
Для сборки столь масштабного сооружения потребуются принципиально новые технологии автоматизированного строительства в космосе. Одним из вариантов может стать использование огромных 3D-принтеров, работающих с расплавленными материалами или специальными строительными составами.
Другой подход– применениенанороботов, способных самостоятельно собирать конструкции из отдельных молекул и атомов. Такие наноразмерные роботы смогут создавать прочные и сверхлегкие структуры, недоступные для традиционных технологий.
Для питания нанороботов и других систем автоматизированного строительства может использоваться энергия самой звезды. Часть излучения светила будет собираться и преобразовываться в электрическую энергию для обеспечения работы строительных механизмов.
Конечно, реализация подобных грандиозных проектов потребует колоссальных ресурсов и усилий. Однако некоторые ученые считают, что при достаточном технологическом развитии создание сферы Дайсона вполне возможно в отдаленном будущем.
Несмотря на теоретическую привлекательность идеи сферы Дайсона, ее практическая реализация сталкивается с огромными, возможно, даже непреодолимыми трудностями применительно к нашему современному уровню знаний.Создание подобной гигантской инженерной конструкции требует колоссальных ресурсов и технологий, которые на данный момент даже трудно себе представить.
Рассмотрим уровень технологии нашей цивилизации на данный момент согласношкале Кардашева
Шкала цивилизаций Кардашева классифицирует цивилизации по их способности использовать и контролировать энергию. Вот объяснение различных типов цивилизаций по этой шкале:
Цивилизация 0 типа- это современная человеческая цивилизация, которая использует энергию, доступную на планете, такую как ископаемое топливо, гидроэлектроэнергию, ядерную энергию и возобновляемые источники энергии.
Цивилизация 1 типа- это цивилизация, способная использовать всю энергию, излучаемую их родной звездой. Это означает, что они могут собирать и использовать всю энергию, производимую звездой, что в миллионы раз превышает текущее энергопотребление человечества.
Цивилизация 2 типа- это цивилизация, которая может контролировать и использовать всю энергию своей родной галактики. Это потребляемая энергия на несколько порядков выше, чем у цивилизации 1 типа.
Для постройки сферы Дайсона - гигантской конструкции, окружающей звезду и улавливающей всю ее энергию - требуется цивилизация 1 типа.Сфера Дайсона является одним из способов использования всей энергии звезды, что является определяющей характеристикой цивилизации 1 типа по шкале Кардашова.
Таким образом, для создания сферы Дайсона необходимо достичь уровня цивилизации 1 типа, что означает полный контроль над энергетическими ресурсами родной звезды
Одной из главных проблем является масштаб проекта.Для того чтобы полностью окружить звезду типа Солнца, сфера Дайсона должна иметь радиус около 150 миллионов километров. Это означает, что для ее строительства потребуется невероятное количество материалов, исчисляемое массой целых планет.
Даже если использовать самые прочные и легкие материалы, известные науке,общая масса сферы будет астрономической. Доставка такого огромного количества ресурсов в космос с поверхности планеты представляется невыполнимой задачей.
Кроме того,сфера Дайсона должна выдерживать экстремальные условия открытого космоса:вакуум, перепады температур, интенсивное излучение звезды. Создание надежной защиты от этих факторов потребует применения передовых, возможно, пока даже не открытых технологий.
Еще одной серьезной, если не САМОЙ ГЛАВНОЙ проблемой, является стабилизация такой гигантской конструкции.
Сфера Дайсона должна сохранять свою форму и положение относительно звезды, несмотря на гравитационные возмущения и другие внешние воздействия. Решение этой задачи требует глубокого понимания законов физики и разработки принципиально новых инженерных решений.
Наконец, само строительство сферы Дайсона в космосе является беспрецедентной технологической задачей. Для ее выполнения потребуются полностью автоматизированные системы, способные работать в условиях открытого космоса без участия человека. Создание подобных самовоспроизводящихся роботизированных комплексов на сегодняшний день кажется фантастикой.
Таким образом, хотя концепция сферы Дайсона и привлекает воображение, ее воплощение в реальность в обозримом будущем представляется маловероятным. Для ее реализации человечеству потребуется достичь невиданного технологического и научного прогресса, преодолев множество фундаментальных ограничений. Возможно, более реалистичным вариантом будет создание менее масштабных инженерных сооружений в космосе, таких как орбитальные солнечные электростанции или поселения на других планетах.
Хотя создание полноценной сферы Дайсона на данный момент кажется фантастической идеей, ученые не исключают, что следы подобных мегаструктур могут быть обнаружены в космосе.Поиск признаков деятельности внеземных цивилизаций ведется уже несколько десятилетий в рамках проектаSETI (Search for Extraterrestrial Intelligence).
Одним из потенциальных признаков существования сферы Дайсона может бытьнеобычное инфракрасное излучение вокруг звезды. Поскольку сфера собирает большую часть энергии светила, она должна излучать огромное количество тепла в инфракрасном диапазоне. Такие аномалии могут быть зафиксированы современными телескопами.
Кроме того, ученые рассматривают возможность обнаружения индустриальных следов деятельности цивилизации, способной построить сферу Дайсона.Например, в окрестностях звезды могут присутствовать необычные химические элементы или соединения, характерные для промышленного производства.
Еще один возможный признак – наличие крупных инженерных сооружений вокруг звезды.
В 2015 году астрономы объявили об обнаружении необычной звездыKIC 8462852 (Звезда Табби), которая демонстрироваластранные колебания яркости. Одной из гипотез, объясняющих это явление, была деятельность внеземной цивилизации по строительству крупной мегаструктуры вокруг светила. Однако позже были выдвинуты и более правдоподобные естественные причины.
Тем не менее, поиск следов инопланетных мегаструктур продолжается с использованием все более совершенных телескопов и методов наблюдения.Обнаружение сферы Дайсона стало бы величайшим открытием в истории науки, доказательством существования внеземного разума.
Поиск признаков сферы Дайсона и других следов деятельности внеземных цивилизаций остается одной из самых интригующих и перспективных областей современной астрономии и астробиологии. Возможно, уже в ближайшие десятилетия человечество получит первые достоверные доказательства того, что мы не одиноки во Вселенной.
НашTelegram-канал. Еще больше тайн, паранормального и неизведанного.
В безжизненной атмосфереВенеры, окутанной ядовитыми облаками, ученые обнаружили следы газафосфина.Этот бесцветный яд может указывать на нечто поистине захватывающее - присутствие внеземной жизни на ближайшей к Земле планете.
В 2017-2019 годах международная группа астрономов, используя телескопы на Гавайях и в Чили, зафиксировала в атмосфере Венеры молекулы, поглощающие специфические диапазоны миллиметровых волн. Расчеты показали, что это фосфин в концентрации 20 частиц на миллиард. Данные об этом размещены в журналеNature Astronomy.
Но в агрессивной среде Венеры содержание такого количества фосфина невозможнобез постоянного его восполнения. В атмосферах твердых планет он быстро разрушается кислородом -на Венере его запасы иссякли бы за 16 минут.
Единственное логичное объяснение - деятельность микроорганизмов, подобных земным анаэробным бактериям, грибам и водорослям, для которых фосфин является продуктом жизнедеятельности.
Фосфин считается одним избиомаркеров- веществ, указывающих на возможность жизни.Хотя для подтверждения обитаемости планеты нужно обнаружить и другие маркеры вроде кислорода, метана или воды. Но находка фосфина уже наводит на смелые догадки.
Возможно, на высотах 50-70 км над адской поверхностью Венеры (460°C), в ее разреженной атмосфере без кислорода, обитают загадочные микробы-экстремофилы? Реликты тех времен, когда условия на планете были более пригодными для жизни?
Ученые пока осторожны в выводах. Фосфин мог образоваться и в результате редких вулканических извержений, молний или падения метеоритов. Или из-за неизвестных химических процессов.Но ни один из этих сценариев не объясняет стабильное присутствие газа в атмосфере.
Открытие следов фосфина в ядовитой атмосфере Венеры всколыхнуло научный мир.Этот газ может быть ключом к разгадке величайшей тайны - существует ли жизнь за пределами Земли?Но прежде чем дать окончательный ответ, ученым предстоит провести ряд беспрецедентных исследований на ближайшей к нам планете.
Видео Европейской южной обсерватории
Грядущие наблюдения обсерваторийSOFIA,James Webbимиссии DAVINCI+позволят уточнить концентрацию фосфина и его источник. А российская межпланетная станция "Венера-Д", проект запланирован на 2026-2031 годы, детально изучит атмосферу и поверхность планеты в поисках следов жизни.
Возможно, ключ к разгадке кроется на высотах 50-60 км, где условия наиболее благоприятны. Не исключено, что здесь в разреженной атмосфере при экстремальном давлении и температурах мы откроем жизнь за пределами нашей планеты.
Для исследования этого слоя атмосферы могут быть задействованы аэростатные зонды, подобные легендарным "Вега-1" и "Вега-2". А финансовую поддержку окажет фонд Breakthrough Initiatives известного мецената Юрия Мильнера.
Венера - рубеж в поисках инопланетной жизни в нашей Солнечной системе. Если даже в этом адском мире сохранились ее следы, то где еще в бескрайних просторах Вселенной может таиться разумная жизнь?
Ответ на этот вопрос мы получим не ранее второй половины 2020-х годов, когда данные новых миссий к Венере прольют свет на одну из величайших загадок мироздания. Но уже сейчас открытие фосфина вселяет надежду на то, что мы не одиноки во Вселенной.
НашTelegram-канал. Еще больше тайн, паранормального и неизведанного.
Все, что было рассказано в предыдущем посте, неосуществимо по энергетическим причинам, по крайней мере в рамках наших современных знаний о природе, а теперь посмотрим по каким причинам.
В графике замедления времени есть очень интересный факт - замедление времени и γ - фактор Лоренца равны, а еще, γ - фактор Лоренца показывает сколько энергии в виде антиматерии+материя со стопроцентным КПД нужно затратить на разгон ракеты.
И отсюда следует, чтобы получить 70 кратное замедление времени нам надо затратить 35кг антиматерии+35 кг материи для разгона 1 кг ракеты до субсветовой скорости. Печаль.
Посмотрим, что можно предпринять на практике если у нас будет антиматерия. Возьмем скорость звездолета в половину скорости света, а именно 150 000 км в сек и посмотрим сколько нам надо энергии для разгона 1кг корабля:
Для вычисления кинетической энергии объекта, движущегося с релятивистской скоростью (близкой к скорости света), мы должны использовать формулу из специальной теории относительности:
E = (γ - 1)mc²
где E - кинетическая энергия, m - масса объекта в покое, c - скорость света, и γ (гамма-фактор) выражается как:
сколько надо антивещества и вещества для аннигиляции, чтобы выделилось 14000 ТДж
Давайте рассчитаем, сколько материи и антиматерии нужно аннигилировать, чтобы получить 14000 ТДж энергии.
По формуле Эйнштейна, энергия, выделяемая при аннигиляции, связана с массой аннигилирующих частиц соотношением:
E = mc²
где E - выделившаяся энергия, m - суммарная масса аннигилировавших частиц, c - скорость света.
При аннигиляции массы m материи и массы m антиматерии суммарная масса аннигилировавших частиц будет 2m. Подставляя это в формулу, получаем:
E = 2mc²
Нам нужно найти m, зная E. Выразим m из этого уравнения:
m = E / (2c²)
Подставим известные значения:
E = 14000 ТДж = 1.4 × 10^16 Дж
c ≈ 3 × 10^8 м/с
m = (1.4 × 10^16) / (2 × (3 × 10^8)²) ≈ 0.0778 кг ≈ 77.8 г
Таким образом, для получения 14000 ТДж энергии путем аннигиляции нужно аннигилировать около 77.8 граммов материи и столько же антиматерии, то есть в сумме около 155.6 граммов.
Вариант путешествия на ракете весом 1000 тонн с 156 тоннами антиматерии выглядит уже интереснее, но вопрос в том - где взять столько антиматерии и как научиться преобразовывать ее в энергию разгона со 100% КПД?
Предположим, что мы отбросили идею с ракетой, и хотим просто отправить 1кг зонд-исследователь в разведку к ближайшим звездам. Допустим, что у нас есть метод подпитки зонда по лазерному лучу с Земли. И посчитаем, сколько надо электроэнергии для подпитки аппарата (14000 ТДж):
Сначала переведем 14000 ТДж в гигаватт-часы (ГВт⋅ч), так как электростанции обычно измеряют свою выработку в этих единицах.
1 ТДж = 10^12 Дж
1 ГВт⋅ч = 3.6 × 10^12 Дж
Таким образом, 14000 ТДж = 14000 × 10^12 Дж = 14000 / 3.6 ГВт⋅ч ≈ 3889 ГВт⋅ч.
Теперь рассмотрим электростанцию с 4 гигаваттными блоками. Если все блоки работают на полную мощность, то общая мощность электростанции составляет:
4 блока × 1 ГВт/блок = 4 ГВт
Теперь мы можем вычислить время, необходимое для выработки 14000 ТДж или 3889 ГВт⋅ч энергии:
Время = Энергия / Мощность
= 3889 ГВт⋅ч / 4 ГВт
≈ 972 часа
≈ 40.5 дней
Итак, электростанции с 4 гигаваттными блоками, работающими на полную мощность, потребуется около 972 часов или 40.5 дней, чтобы выработать 14000 ТДж энергии. Да еще надо затратить столько же энергии на торможение аппарат в точке прибытия аппарата. А это у нас, на секундочку, ЛАЭС в Сосновом Бору. И работать ей на один 1кг зонд 40 дней на разгон и 40 дней на торможение.
И, в заключение, рассмотрим еще один вариант - ядерную или термоядерную ракету. А вот здесь есть такой факт: в расчете на единицу массы аннигиляция материи и антиматерии является самым энергоемким процессом, превосходя деление урана примерно в 2000 раз, а термоядерный синтез - примерно в 500 раз, значит на разгон 1 кг до половины скорости света нам потребуется уже не 155.6 граммов антиматерии, а 77кг термоядерного топлива или 310кг урана. С инженерной точки зрения я не вижу вариантов сделать такую ракету.
Остается ограничиться разгоном до 0.1 скорости света, а вот тогда кинетическая энергия 1 кг ракеты, движущейся со скоростью 30000 км/с (10% скорости света), составляет около 4.5 × 10¹⁴ Дж или 450 ТДж. Соответственно, для получения 450 ТДж энергии путем термоядерного синтеза по реакции D-T потребуется около 0.53 кг дейтерия и 0.80 кг трития, в сумме около 1.33 кг термоядерного топлива. А урана потребуется 5.32 кг на разгон и 5.32 кг на торможение.
Все расчеты проводились при допущении 100% КПД. Вот такая у нас печальная мечта о звездах!
Новая угадайка по всяким разным темам: от литературы, до астрономии. Не накопил я вопросов одной тематики, а фильмовые угадайки разбавить надо. Угадайки по кинематографу теперь публикуются в своей собственной серии. Штож, мы же вернёмся к классике. Пользователи приложения, у вас опросы не поддерживаются, так что вам только переходить в веб-версию.
Не забываем ставить плюс, если вам было интересно, чтобы пост попался большему количеству пикабушников. А мы начинаем!
1. Учимся отличать пол больших синиц. На фото мы видим...
Ответ: самцы и самки больших синиц очень похожи друг на друга, но есть одно существенное отличие: у самца чёрная полоса на груди намного шире, чем у самок. Так что правильный ответ четвёртый: слева самец, справа самка,
2. Какой из перечисленных городов расположен южнее?
Ответ: Краснодар в списке самый северный, располагается он на 45 с.ш. Владивосток и французский Марсель примерно на 43 с.ш. А вот Нью-Йорк тут самый южный, располагается он на 41 с.ш.
3. Древнегреческая богиня Ехидна была наполовину женщиной и наполовину...
Ответ: слово "ехидна" переводится с древнегреческого, как змея/гадюка. Ехидна, Эхидна (др. -греч. Ἔχιδνα, буквально «гадюка») — в древнегреческой мифологии богиня, представлявшаяся в виде исполинской полуженщины-полузмеи (дракайна). Дочь Форкия и Кето, жившая под землёй в киликийских Аримах
4. В каком городе началась и закончилась кругосветка в 80 дней?
Ответ: пари о путешествии вокруг света за 80 дней мистер Фогг заключил в реформ-клубе в Лондоне. По условиям пари он должен был вернуться в клуб не позднее 21 декабря 20:45
5. Это снимок поверхности астрономического объекта, сделанный в 1997 году автоматической космической станцией «Галилео». В центре снимка видна цепочка из 13 ударных кратеров, наслаивающихся друг на друга, цепочка Энки. На каком объекте находится цепочка Энки?
Ответ: перед вами снимок поверхности спутника Юпитера Ганимеда, сделанный в 1997 году автоматической космической станцией «Галилео». В центре снимка видна цепочка из 13 ударных кратеров, наслаивающихся друг на друга. Это цепочка Энки, названная в честь шумерского бога воды Эа, или Энки. Ее длина составляет около 151 км.
6. На фрагменте фотографии вы видите...
Ответ: это самец паука Myrmaplata plataleoides. Он выглядит так, будто над его созданием поработала нейросеть. Огромные хелицеры, составляющие почти треть длины его тела, напоминают двуствольное ружье. Эти необычные пауки живут в тропических лесах Юго-Восточной Азии и относятся к самому многочисленному семейству пауков-скакунчиков.
7. Ниже представлены 4 фамилии великих учёных: трое из них — британцы, а один — нет. Выберите НЕ британского учёного
Ответ: Нильс Бор — это датский физик. Хоть британские учёные и стали мемом про абсурдные исследования, среди громких имён очень науки много именно британцев.
8. Рецепторы содержат белки-хромопротеины — родопсин в одном типе рецепторов, йодопсины в другом. О чём речь?
Ответ: ну, по "хромо" догадаться не сложно. В норме сетчатка глаза человека содержит четыре типа светочувствительных рецепторов: три типа колбочек и один тип палочек. Рецепторы содержат белки-хромопротеины — родопсин в палочках, йодопсины в колбочках.
9. В 1879-м году в этом городе был представлен первый пассажирский электропоезд.
Ответ: первый пассажирский электропоезд был представлен Вернером фон Сименсом в 1879-м году в Берлине.
10. К какому семейству относится самое маленькое по массе млекопитающее?
Ответ: самым маленьким млекопитающим считается карликовая белозубка из семейства землеройковых, её масса всего 1 грамм.
Ну и финальный вопрос:
Всем спасибо за внимание! Надеюсь я внёс разнообразие в вашу ленту. В моём канале "Естественно знаем" ежедневно выходят тесты, в основном по биологии и географии. Если пост вам понравился, обязательно ставьте плюсик. Можете ещё поблагодарить меня донатом или оставить комментарий. Авторам это очень важно, помните про это.
