Задний двор Айлашкерского

2021-05-24 18:00:54 ​​ Группа исследователей сделала вывод о том, что точность классических часов прямо пропорциональна возрастанию энтропии системы

Время — одно из самых сложных для изучения свойств природы. В квантовой механике оно инвариантно, а в термодинамике имеет строгую направленность, в теории относительности зависит от движения наблюдателя, что в итоге дает смешанную картину построения хронологии событий различных процессов. Наиточнейшие атомные часы дают ошибку в одну секунду на каждые сто миллионов лет работы, что зависит от нашей точности определения физических констант и арифметических измерений. Также это может означать и то, что точность часов зависит от термодинамических затрат на их работу.

Исследователи из Австрии и Великобритании провели исследование (Physical Review X, ссылка), в котором пришли к выводу, что точность классических часов и скорость роста энтропии в ходе работы этих часов пропорциональны. К этому выводу они пришли на основании исследования темпа роста энтропии за такт работы часов. Если такты часов между собой не коррелируют, то квадрат отношения длительности одного такта работы часов к среднеквадратичному отклонению промежутка совпадает с ожидаемым числом тактов, за которое часы накопят ошибку в один такт.

Часами в опыте была электромеханическая система, состоящая из электрического резонатора с колеблющейся мембраной толщиной в 50 нм, на которые поступает сигнал, производимый цепью из двух электродов с напряжением в 15 вольт. Отражаясь, сигнал возвращается с искажениями, определяемыми частотой колебаний (в опыте: 500 кгц). Измеряя эти колебания, можно отслеживать такты вибраций мембраны и определять время одного такта. Точность таких часов будет определяться величиной искажений сигнала, то есть амплитудой колебаний мембраны — чем она больше, тем больше затрат на работу системы и рост энтропии.

Полученный в ходе опытов вывод может говорить о том, что зависимость точности определения времени от энтропии системы может указывать на фундаментальный характер этого явления. К сожалению, точное значение коэффициента определить не удалось.

Measuring the Thermodynamic Cost of Timekeeping, A.N. Pearson et al. (ссылка)

Схема экспериментальной установки. Credit: Anna Pearson et al. Открыть/Комментировать

2021-05-19 19:00:43 Первое изображение неба — история астрофотографии и технологии ее создания

Астрофотография — это особый вид фотографии, в которой основным объектом экспозиции является ночное небо и ее содержимое в виде объектов глубокого космоса, Солнечной системы, и который используется как в художественной сфере, так и в научной. В последние десятилетия развитие цифровых технологий открыло этот вид искусства для массового потребителя — теперь даже владелец смартфона способен запечатлеть звездное небо без сильного проигрыша в качестве изображения. Астрофотография отражает почти идентичное, доподлинное содержимому на небе — тому, что чаще всего незаметно невооруженным глазом. В этой статье будет рассказано о том, какие события привели к современному положению астрофотографии, заслуге фотографирования космических объектов в астрофизических исследованиях и создании карт звездного неба.

Читать https://habr.com/ru/post/558262/

По всем вопросам прошу обращаться в наш чат (@iluniversebackyard) и в личку (@iluniverse). На забывайте оценивать статью, комментировать и задать вопросы! Открыть/Комментировать

2021-05-17 18:01:14 ​​​​​​ Скопление Abell 3827 глазами телескопа им. Хаббла

На иллюстрации ниже изображено скопление галактик Эйбелл 3827, недавно привлекшее астрономическое сообщество. В данной структуре сконцентрировано большое количество темной материи — важнейшей части содержимого Вселенной, исследование природы которого позволит уточнить поведение вещества в докосмологических и космологических масштабах.

В 2015-м году скопление попало на матрицу камеры WFC3 телескопа им. Хаббла — на полученном изображении отчетливо видны искажения, вызванные гравитационной линзой, тяжелым ядром скопления Abell 3827, насчитывающего более сотни галактик. Вокруг ядра обращается четыре деформированных галактики — они взаимодействуют друг с другом и находятся в стадии слияния. Голубое свечение галактик объясняется воздействием линзирования на излученный ими свет. Если бы не линза, никакой телескоп в мире бы не смог бы запечатлеть этот процесс, но благодаря свойствам оптических законов линза умножает угловой размер и яркость галактик. Предлагаю читателю насладиться этим прекрасным явлением природы.

Credit: ESA/Hubble & NASA, R. Massey Открыть/Комментировать

2021-05-14 19:01:34 Колебания мюонов в эксперименте «g minus two» подтверждают существование квантовой пены

Мюоны не ведут себя так, как это предсказывается Стандартной моделью. Почему? Это может быть связано с тем, что на них оказывают действие неизвестные субатомные частицы, появляющиеся и исчезающие в квантовой пене — такой вывод сделан в ходе эксперимента g-2, проведенного в лаборатории ускорителей частиц высоких энергий «Fermilab» в Иллинойсе и исследующего поведение мюона, и он говорит нам о том, как мало мы знаем об устройстве Вселенной.

Этот материал является переводом статьи Фила Плейта, SYFY Wire (ссылка в статье).

Читать материал https://habr.com/ru/post/557466/

Не забывайте оценивать, комментировать и задавать вопросы! Открыть/Комментировать

2021-05-10 17:59:09 Машинное обучение и нейросети позволили сократить моделирование крупномасштабной структуры Вселенной в 1000 раз

Совсем недавно группой исследователей была создана программа, которая способна смоделировать поведение наблюдаемой части Вселенной, вмещающей в себя 135 млрд частиц. Для этого им потребовалось в 1000 раз меньше времени, чем затрачивают обычными методами создания моделей.

Подробно об этом я написал в материале, доступном по этой ссылке https://habr.com/ru/news/t/556596/

Оригинальное исследование https://arxiv.org/abs/2105.01016 Открыть/Комментировать

2021-05-09 08:36:04 ​​ Цитата из поста сообщества «‎Теоретическая физика для всех»‎

«‎В нацистской Германии было запрещено принятие Нобелевской премии после того, как в 1935 году премию мира вручили противнику национал-социализма Карлу фон Осецкому. Немецкие физики Макс фон Лауэ и Джеймс Франк доверили хранение своих золотых медалей Нильсу Бору. Когда в 1940 году немцы оккупировали Копенгаген, химик де Хевеши растворил эти медали в царской водке. После окончания войны де Хевеши экстрагировал спрятанное в царской водке золото и передал его Шведской королевской академии наук. Там изготовили новые медали и повторно вручили их фон Лауэ и Франку»‎.

С Днем Победы, дорогие читатели! Всем ясного неба!

Источник: https://vk.com/wall-62008434_20308 Открыть/Комментировать

2021-05-07 15:01:01 Млечный Путь в исполнении Криса Келли (flickr)

Кстати, вот статья о том, как снимать Млечный Путь, по которой я сам учился этому занятию ссылка. Открыть/Комментировать

2021-05-06 09:01:15 А что если гравитация и ускоренное расширение Вселенной — это следствие энтропии?

Притяжение властвует на больших расстояниях, оно универсально и очевидно в сравнении с другими взаимодействиями, но нюанс заключается в том, что оно невероятно слабо — в 10^39 раз слабее электромагнитного взаимодействия, а ее влияние на микроскопическом уровне вовсе незаметно. Природа гравитации в мире элементарных частиц ломает умы ученых не один десяток лет, ведь она не хочет мириться ни с квантовой физикой, ни с электродинамикой. Струнная теория так же не может удовлетворить конфликт гравитации с другими взаимодействиями. Но, кажется, мы нашли способ помирить гравитацию с физикой. Как? Предположить, что она — не фундаментальное взаимодействие.

Читать https://habr.com/ru/post/556050/

По всем вопросам прошу обращаться в наш чат (@iluniversebackyard) и в личку (@iluniverse). На забывайте оценивать статью, комментировать и задать вопросы! Открыть/Комментировать

2021-05-03 19:09:54 Ссылка на первоисточник указана неверно, вот правильная ссылка: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/abe85d Открыть/Комментировать

2021-05-03 18:41:57 ​​​​ Возможно, во Вселенной была вторая эпоха реионизации

Об этом говорит исследование, проведенное командой астрофизиков из Миннесотского университета и опубликованного в The Astrophysical Journal.

Реионизацией называют эпоху Вселенной, длившуюся в период с 550 до 800 млн лет после Большого взрыва, когда первые звезды, галактики и квазары начали активно излучать фотоны. При попадании фотона на атом водорода происходило его возбуждение и отрыв от атома электрона, тем самым ионизируя атом. Это вызвало стремительное падение средней плотности вещества, а соответственно ускорило процесс фрагментации материи, из-за чего образование галактик и их скоплений не заставило себя ждать. Вероятно, нити галактик обязаны своим существованием в первую очередь именно реионизации. Исследование эпохи реионизации помогает уточнить природу образования галактик и скоплений галактик.

Сейчас в научном сообществе существует предположение о том, что реионизация на этом не закончилась — только на этот раз ее причиной стали маленькие галактики с огромным уровнем звездообразования. Обычно даже в ярких галактиках свет поглощается газопылевыми облаками, образуя туманности, но в активных галактиках количество излучаемой энергии в прямом смысле пробивает препятствия. Это сравнимо с воздушным шаром, который изнутри пробивается иглами, образуя дыры, через которые эти иглы могут проходить.

В вышеуказанном исследовании ученые рассмотрели поведение небольшой галактики Pox 186 с массой всего в 18 млн солнечных. Также ученые определили, что излучаемый галактикой свет разгоняет ионизированный газ до 400 км/с, что в 4-14 раз больше скорости безвозвратного покидания из зоны гравитационного взаимодействия с галактикой. По этой причине галактика теряет около 25% солнечной массы в сутки!

Вероятно, таких галактик во Вселенной очень много, и они будут находиться в будущем очень часто. Это поможет нам определить текущее состояние Вселенной. Пока что рекомендую ознакомиться с моей статьей о ситуации с самой далекой галактикой GN-z11, где описана важность эпохи рекомбинации, а также оригинальным исследованием по данной новости (ссылка).

Реконструкция нити галактик, образованной после реионизации: филаменты (слева вверху), узлы соединения (справа вверху), наслоение (слева внизу), воиды (справа внизу). По осям отмечены единицы SGX (Supergalactic coordinates, англ: межгалактические координаты)

Credit: Sebastián E. Nuza Открыть/Комментировать