Физика в картинках

2021-03-12 19:01:51 ​Это рисунок одного из, пожалуй, самых странных объектов во Вселенной - "звезды матрёшки", или объекта Ландау-Торна-Житков: красного гиганта, ядром которого является нейтронная звезда.

Теоретически возможность проникновения нейтронной звезды внутрь красного гиганта была предсказана уже давно. Дело в том, что плотность красных гигантов очень мала (меньше плотности воздуха), тогда как нейтронные звёзды, напротив, обладают колоссальной плотностью. В итоге и нейтронная звезда, и красный гигант в ходе слияния сохраняют свои свойства, образуя своеобразную двухкомпонентную звезду.

Предполагается, что объекты Ландау-Торна-Жидков появляются в двойных системах, где более крупная звезда проходит через все стадии звёздной эволюции и заканчивает жизнь в виде нейтронной звезды к тому моменту, как вторая ещё находится на стадии красного гиганта (стандартная "зрелость" всех звёзд, кроме красных карликов). В итоге под действием взаимной гравитации компоненты системы сближаются и сливаются.

Считается, что объекты Ландау-Торна-Жидков могут существовать лишь около 1000 лет, в процессе которых нейтронная звезда притягивает к себе (аккрецирует) материал красного гиганта. Заканчивается всё рождением чёрной дыры в мощном взрыве гиперновой.

Из-за своего короткого времени жизни, объекты Ландау-Торна-Житков - весьма редкая штука, так как считается, что в нашей галактике такой объект образуется в среднем раз в 500-1000 лет. Иными словам, в среднем одновременно в галактике может существовать не более 1-2 таких объектов, а в определённый момент их может не существовать и вовсе.

В настоящее время у нас есть лишь один "подозреваемый" на роль объекта Ландау-Торна-Житков - звезда HV 11417 примерно в 200 тысячах световых лет от нас. Открыть/Комментировать

2021-03-10 20:38:20 Что будет если открыть бутылку пива на Луне? Открыть/Комментировать

2021-03-10 18:30:59 ​Эйнштейн не виноват

Думаю, ты встречал в интернетах разных фриков, которых хлебом не корму – дай поопровергать теорию относительности. И одним из главных постулатов, который они пытаются опровергнуть, является утверждение о том, что скорость света не зависит от выбора системы отсчёта. И действительно, это утверждение для многих звучит странно.

Действительно, если вы выстрелите из пистолета, стоя на крыше едущего поезда, то скорость вылета пули будет выше, чем если бы вы стреляли, стоя на поверхности Земли: к ней прибавится скорость движения поезда и стрелка вместе с ним. Но если вы включите фонарик, стоя на носу движущегося космического корабля, то скорость испускаемого им света будет в точности такой же, как если бы корабль покоился.

Это может показаться странным, и это действительно непривычно. Собственно, все парадоксальные следствия теории относительности, вроде замедления времени или изменения линейных размеров быстро движущихся тел относительно неподвижного наблюдателя следуют как раз отсюда.
Именно поэтому фрики так любят «давить» на это «стрёмное» место теории, обвиняя Эйнштейна в нелогичности и стремлении запутать честную публику.

От себя добавлю, что независимость скорости света от системы отсчёта подтверждена многочисленными наблюдениями и точными опытами. Об этом мы ещё как-нибудь поговорим.

Но на самом деле Эйнштейн тут, собственно, не причём. Идею о независимости скорости света от системы отсчёта придумал не он, она появилась ещё в XIX веке в процессе работы по развитию классической электродинамики, в формулы которой скорость света в вакууме входит в качестве элементарной константы. А Эйнштейн просто объяснил, как эту идею можно совместить в одной теории с постулатами классической механики. И вот получившееся и называют специальной теорией относительности.
То есть, споря о постоянстве скорости света, ниспровергатели спорят не столько с Эйнштейном, сколько с Максвеллом, Фарадеем, Гауссом и другими товарищами.

Кстати, на самом деле постулат о постоянстве скорости света не такой уж и странный, если не говорить, что это скорость света. Скажем вместо этого, что существует некая фундаментальная константа – максимальная скорость движения объекта в нашей Вселенной. И что свет, как и любые другие частицы, не имеющие собственной массы, просто движется именно с этой максимально возможной скоростью. Соответственно, никакое сложение скоростей не может эту скорость увеличить (она и так максимальна), но и уменьшить её не получается, потому что свет летит наиболее быстрым способом из возможных. Открыть/Комментировать

2021-03-09 22:40:50 Продолжение нашего рассказа о методах определения до звёзд.

Вообще здесь вопрос подан несколько упрощённо: по сравнению спектров и яркостей обычно определяют расстояние не до отдельных звёзд, а до их скоплений, сравнивая их с эталонными скоплениями вроде Плеяд или Гиад. Для отдельных звёзд метод тоже работает, но с неприятной погрешностью. Впрочем, это действительно самый простой и самый общеупотребимый метод для тех звёзд, спектр которых мы можем измерить и проанализировать.

Также мы упустили "промежуточный" этап в измерениях расстояний звёзд - метод так называемых групповых параллаксов. Сделал я это сознательно: там довольно сложная геометрия, да к тому же сейчас он практически не используется, так что рассказ имел бы чисто историческое значение. Возможно, как-нибудь расскажу. Открыть/Комментировать

2021-03-08 18:01:24 Как мы уже говорили в прошлом посте, исторически расстояние до ближайших звёзд определяли, измеряя изменение угла, под которыми они видны в различные периоды года. Это изменение называют параллаксом.

Соответственно, единицу измерения расстояний в космосе назвали парсеком. 1 парсек - это расстояние до космического объекта, годовой параллакс которого составляет 1 секунду дуги (1:3600 гралуса).

1 парсек равен 3,26 световых года, 3 на 10 в 14 степени километра или 206 тысяч астрономических единиц (расстояний от Земли до Солнца).

Ближайшая к нам звезда, Проксима Центавра, ударена от Солнца на 1,3 парсека.

На картинке туманность Кошачий глаз в рентгеновских лучах, просто для привлечения внимания. Открыть/Комментировать

2021-03-07 17:25:05 Кое-что о методах определения расстояний до космических объектов. Часть 1, параллаксы Открыть/Комментировать

2021-03-04 23:47:59 Если вдруг вы ещё не спите, то у меня для вас небольшое свеженькое видео про самый удалённый объект во Вселенной. Открыть/Комментировать

2021-03-03 22:35:03 ​Этот футуристический объект - не декорации для фантастического фильма, а вполне реальная установка для термоядерного синтеза, которую строят в Сарове.

В материале про термоядерный синтез мы писали, что для его запуска плазму нужно сильно сжать и нагреть до миллионов градусов. Обычно это делают путём помещения топлива в электромагнитную ловушку в форме тора (бублика), но плазма в ней ведёт себя нестабильно, и поддерживать реакцию долгое время не получается.

Реакторы того типа, что строится в Сарове, этого и не требуют. Идея заключается в том, что запустить реакцию в небольшом объёме термоядерного топлива, обжав и разогрев его с помощью "выстрелов" из лазеров. В результате капелька термоядерного топлива почти мгновенно испаряется, но перед этим часть топлива успевает вступить в термоядерную реакцию. Идея в том, чтобы увеличить эту часть до таких размеров, чтобы выход энергии в результате стал больше затрат на запуск реакции.

В активную зону реактора (сферу массой 120 тонн) помещают льдинку из дейтерия и трития в тонкой пластиковой оболочке весом примерно в два грамма. Потом бьют по цели мощными лазерами (500 килоджоулей, этого достаточно чтобы мгновенно вскипятить с нулевой температуры литр воды), оболочка испаряется образовавшийся пар сплющивает и нагревает дейтериево-тритиевую смесь. Идёт реакция, после чего разогретое топливо рассеивается по камере, и всё можно начинать сначала.

Конструкторы реактора в Сарове надеются, что им удастся создать рабочий реактор (в котором выход энергии будет больше затрат) раньше, чем у коллег-конкурентов, работающих с классическими тороидальными реакторами-стеллараторами. Открыть/Комментировать

2021-03-02 21:48:06 Ещё одна прекрасная иллюстрация к тому, как по-разному выглядит пламя в различных режимах горения.

Двигатели самого Спейс шаттла работают в полную силу, но их пламя почти невидимо. А вот пламя боковых ускорителей, наоборот, очень яркое.

Причина в том, что в двигателях Спейс шаттла горит чистое топливо - кислород и водород, причём на выходе получается обычная вода. А вот боковые ускорители - твердотопливные, их пламя сильно загрязнено сажей, которая раскаляется и светится в струе продуктов сгорания.

А ещё в струях двигателей Шаттла хорошо видны диски Маха, о которых мы уже с вами говорили. Открыть/Комментировать

2021-03-02 21:36:33 В дополнение к предыдущему посту: а почему иногда пламя газовой плиты НЕ синее?

Вы наверняка сталкивались с таким явлением: иногда вместо ровного синего пламени мы видим красные, оранжевые и жёлтые языки. Есть городская легенда, что это происходит из-за того, что газ «разбавляют» посторонними примесями.

Скорее всего это не так.

Как мы уже видели в предыдущем тексте, цвета каления (красный, оранжевый, жёлтый) чаще всего из-за загрязнения пламени посторонними веществами в виде пылинок сажи и тому подобного.

Здесь, вероятно, происходит то же самое: по каким-то причинам либо в газовую магистраль, либо, что более вероятно, в вашу газовую конфорку попали некие посторонние примеси, которые выдуваются током газа в конфорку и сгорают с образованием высокотемпературных твёрдых частиц, которые и дают пугающие красно-жёлтые языки.

На фото – классический пример такой ситуации: две горелки горят нормально, а вот третья явно запачкалась и нуждается в чистке. Открыть/Комментировать