Иллюстрация: A. Cruz-Osorio et al. / Nature Astronomy. Недавно выполнено полноценное математическое моделирование всех основных магнитогидродинамических процессов в центре аккреционного диска сверхмассивной черной дыры M87*, что подтвердило применимость теорий физики сплошных сред в условиях экстремально сильных гравитационных полей и релятивистских скоростей. Данный вывод был сделан посредством сопоставления ключевых результатов моделирования с наблюдательными данными, касающимися интенсивности излучения вещества, падающего в черную дыру, его спектра и диаметра релятивистского джета. Результаты исследования были опубликованы в журнале *Nature Astronomy*. Сверхмассивная черная дыра M87* расположена в ядре галактики М87 в созвездии Девы и удалена от Земли на расстояние около 53,5 миллиона световых лет. Она представляет собой одну из наиболее массивных известных черных дыр, обладая массой, приблизительно равной 6,5 миллиардам масс Солнца, что на порядок превышает массу черной дыры в центре Млечного Пути.
Архив рубрики: Наука
Сможет ли теория “симметронов” объяснить природу “тёмной материи”: теория и эксперимент
В научно-популярной литературе, освещающей вопросы реальной масштабной структуры космоса, а также космических ландшафтов и современной инфляционной теории, всегда и неизменно содержится утверждение о том, что известная физика описывает лишь четыре процента всей материи Вселенной. При этом около двадцати двух процентов приходится на тёмную материю, а приблизительно семьдесят четыре процента — на тёмную энергию. В данной статье я рассмотрю симметроны — гипотетические элементарные частицы, которые потенциально могут объяснить некоторые характеристики тёмной материи, а также о результатах научных прорывов, достигнутых в процессе поиска этих частиц. По моему мнению, акцентирование внимания на «непознаваемости» тёмной материи и тёмной энергии является неоптимальной позицией, сродни полному отказу от дальнейших изысканий.
Бабочка Лоренца и странный аттрактор для предсказания погоды: удивительные открытия на службе человечества
Несмотря на кажущуюся нам монотонность прогнозов погоды, метеорология оказалась источником нетривиальных научных прорывов. Более того, именно эта область около шестидесяти лет назад породила совершенно новую и захватывающую дисциплину — теорию хаоса. Действие разворачивается в известном Массачусетском технологическом институте в Кембридже, США, зимой 1961 года. Перед нами Эдвард Лоренц, преподаватель метеорологии и инструктор инженерной метеослужбы ВВС США, известный своей эксцентричностью. В настоящее время он использует мощный вычислительный комплекс, занимающий помещение размером с его кабинет, для моделирования колебаний температуры и ветра на основе самостоятельно разработанных им уравнений. Данная работа является частью масштабного многолетнего исследования, однако сам Лоренц, по всей видимости, не ожидал, что его научный путь будет посвящен прогнозированию атмосферных явлений и станет его жизненной миссией.
Конформная симметрия фотонных колец вокруг черных дыр может быть источником информации об их колебаниях
Физики установили, что в концентрических кольцах фотонов, вращающихся вокруг черных дыр, присутствует конформная симметрия, при которой внешние кольца представляют собой увеличенную копию внутренних. Данный вывод был сделан на основе анализа изображений черной дыры в галактике Мессье 87. По мнению исследователей, представленных в статье в журнале *Classical and Quantum Gravity*, это открытие подтверждает, что некоторая информация о черной дыре закодирована в фотонных кольцах, что потенциально может способствовать разработке теории квантовой гравитации. Вокруг черных дыр формируется светящаяся область, включающая плазму и фотонные кольца; при этом фотонные кольца обладают специфической структурой, состоящей из фотонов, совершивших различное число полуоборотов вокруг центрального объекта перед направлением к наблюдателю.
Создан и изучен лабораторный аналог аккреционного диска черной дыры
Иллюстрация: V. Valenzuela-Villaseca et al. / Physical Review Letters. Группа Британских и американских физиков осуществила создание лабораторной имитации аккреционного диска, который активно формируется в космическом пространстве при быстром падении газа на сверхмассивные объекты, такие как черные дыры. В рамках данного эксперимента, в отличие от предшествующих работ, не применялись какие-либо физические барьеры или ограничения для потоков; их закручивание было достигнуто посредством нецентрального столкновения восьми плазменных струй. Полученное плазменное кольцо продемонстрировало устойчивость, что открывает перспективы для дальнейшего изучения роли магнитного поля в процессе аккреции вещества. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters. Аккреционные потоки газа вокруг массивных тел представляют собой явление, регулярно наблюдаемое в Вселенной, а свет, излучаемый аккреционным диском, может служить косвенным свидетельством существования черной дыры.
Необычная геометрия волновых функций электронов и структура электронных зон оказались причиной сверхпроводимости двухслойного графена
Иллюстрация: Два немного смещенных друг относительно друга слоя графена. Источник: Wikimedia Commons. Группа специалистов из Соединенных Штатов и Японии синтезировала образец двухслойного графена, угол между слоями которого приблизился к рекордно малому значению, близкому к «магическому». Исследование его сверхпроводимости выявило расхождение с положениями теории Бардина — Купера — Шриффера (БКШ), применимой к стандартным сверхпроводникам. Согласно авторам статьи, опубликованной в журнале *Nature*, сверхпроводимость двухслойного графена обусловлена необычной геометрией волновых функций электронов и особенностями структуры электронных зон. Ранее, в 2011 году, физики-теоретики из США продемонстрировали, что при повороте одного из слоев двухслойного графена на незначительный угол, порядка одного градуса, происходит резкое изменение структуры его электронных зон. В частности, конусы Дирака, описывающие электронные зоны в неповернутом двухслойном графене, при таком смещении трансформируются, образуя плоскость, изолированную от смежных зон.
