Фото: Andy Rogers / flickr.com. Ученые пронаблюдали взаимодействие аналоговой черной дыры с внешним полем. Моделью дыры послужил вихрь, возникающий при сливе воды из резервуара. Чтобы вызвать изменения в динамике вихря, физики создавали поверхностные волны. Статья опубликована в журнале Physical Review Letters. Черные дыры — объекты, которые пока остаются недосягаемыми для прямого изучения. В 1981 году физик Уильям Унру предложил исследовать их с помощью моделей, которые называют аналоговыми моделями гравитации. Аналоговые модели основаны на сходствах между разными системами. В случае черных дыр заменой выступают, например, завихрения в жидкостях. Волны звука и других колебаний вокруг завихрений ведут себя подобно световым и гравитационным волнам вблизи черной дыры. Поняв, по каким законам работает аналоговая модель, можно сделать предположения о свойствах настоящих астрофизических объектов. Именно предположения: мы слишком мало знаем о черных дырах, чтобы утверждать, что водяной вихрь их имитирует правдоподобно.
Архив рубрики: Наука
Загадка мультивселенной или откуда взять массу и энергию для создания вселенной с заданными физическими свойствами
В мультивселенной могут появиться вселенные множества возможных типов. Некоторые из них подходят для жизни, как наша, а некоторые, возможно, и нет. В контексте расширяющейся вселенной существование мультивселенной неизбежно, однако понять её с точки зрения энергии довольно сложно. Несмотря на все наши знания, касающиеся Большого взрыва, одной из величайших научных загадок остаётся вопрос появления Вселенной именно с такими свойствами, какие мы у неё наблюдаем. Нам понятно, как наша современная Вселенная развилась из более горячего, плотного и однородного состояния. Нам понятно, как это состояние возникло из более раннего периода космической инфляции. Но если зайти назад во времени достаточно далеко, в какой-то момент мы потеряем возможность измерять существовавшие тогда свойства или находить какие-либо следы ранних процессов. У нас остаются только уравнения и предположения. И одно из предсказаний, появившееся на основе теоретического изучения тех самых ранних времён – то, что наша Вселенная представляет собой лишь одну из множества вселенных, составляющих в совокупности единую мультивселенную. Но откуда возьмутся масса и энергия для мультивселенной? Именно об этом спрашивает читатель:
Парадокс Ферми или почему мы до сих пор не увидели признаков деятельности инопланетных цивилизаций
Первая статья из серии, где подробно изучается известный «парадокс Ферми» — отсутствие видимых следов деятельности инопланетных цивилизаций, которые должны были бы расселиться по всей Вселенной за миллиарды лет её развития. «Одна из основных тем, на которой мы сконцентрировались – это понятие экзистенциального риска, и представление о вероятности вымирания человечества», — писал Эндрю Снайдер-Битти в материале “Великий фильтр“, опубликованном в журнале Ars Technica. Материал рассказывал об открытии экзопланеты Кеплер-186f, находящейся в “зоне обитаемости“. “Великий фильтр” – это ответ на вопрос о том, почему мы до сих пор не увидели признаков деятельности инопланетных цивилизаций. «Великий фильтр» решает те же вопросы, что и уравнение Дрейка, определяющее вероятность связаться с внеземной цивилизацией, и парадокс Ферми, который спрашивает, а где все цивилизации. Проще говоря, идея в следующем. Если цивилизация непрерывно расширяется (особенно на такой скорости технического прогресса, которую мы испытываем сегодня), то за время жизни Вселенной должны были бы появиться искусственные процессы, которые мы могли бы заметить в телескопы.
С помощью резонатора Фабри-Перо проведены наиболее точные измерения постоянной тонкой структуры
Парижская команда исследователей провела наиболее точное на сегодня измерение постоянной тонкой структуры, отобрав у нас надежду на существование в природе неизвестного взаимодействия. Постоянную тонкой структуры ввели в 1916 году для количественной оценки промежутков между двумя линиями в спектре цветов, испускаемых определёнными атомами. На фото плотно расположенные частоты видны через резонатор Фабри — Перо. Среди фундаментальных констант наибольшей известностью пользуется скорость света с. Однако её числовое значение ничего не говорит нам о природе – оно зависит от единиц измерения, будь то метры в секунду или мили в час. А у постоянной тонкой структуры, наоборот, размерности нет. Это чистое число, потрясающе сильно влияющее на Вселенную. Ричард Фейнман писал, что это «волшебное число, найденное нами без какого-либо понимания». Поль Дирак считал происхождение этого числа «наиболее фундаментальной из нерешённых задач физики». По величине постоянная тонкой структуры, обозначаемая греческой буквой α, очень близка к дроби 1/137.
Созданы самые точные оптические атомные часы на основе атомов алюминия, стронция и иттербия
Иллюстрация: BACON collaboration / Nature, 2021. Физикам удалось найти отношения частот оптических атомных часов на основе атомов алюминия, стронция и иттербия с относительной точностью в интервале между 6 × 10−18 и 8 × 10−18. Таким образом ученые впервые сравняли порядок ошибки при сравнении показаний двух оптических часов на разных атомах с точностью измерения времени на этих устройствах. Между двумя из использованных устройств, расположенных на расстоянии 1,5 километров, исследователи наладили оптическую связь по воздуху и использовали ее для сравнения частот часов, что тоже удалось сделать в первый раз. В будущем такая технология позволит, к примеру, устанавливать оптические часы на спутники и сверяться с ними на большом расстоянии. А накопленные данные исследователи использовали для того, чтобы наложить ограничения на существование легчайших частиц темной материи. Статья опубликована в журнале Nature. Атомные часы — самый точный на настоящий момент способ измерения времени.
На БАК обнаружено нарушение принципа универсальности ароматов лептонов по одинаковости скорости распада B-мезонов
Проанализировав данные первого и второго сезонов работы Большого адронного коллайдера физики обнаружили, что соотношение скоростей распада B-мезонов на пару мюон-антимюон и на пару электро-позитрон равно 0,846. Это факт нарушает принцип универсальности ароматов лептонов, согласно которому скорости распада должны быть одинаковыми. Результаты представлены на конференции Rencontres de Moriond и на семинаре в CERN, почитать подробнее про открытие можно в опубликованном препринте на сайте arXiv.org. Коллаборация детектора LHCb Большого адронного коллайдера, как и следует из названия, занимается изучением поведения прелестного b-кварка. В частности ученые изучают семейство B-мезонов, состоящее из четырех частиц с общим прелестным антикварком и верхним кварком (B+), нижним кварком (B0), странным кварком (BS0) или очарованным кварком (BC+). Их распад уже притягивал к себе внимание физиков в поисках новой физики — например, распад заряженного B+-мезона на мюоны не вписывается в Cтандартную модель.
