Представитель Роскосмоса предсказал высадку на Луне в 2027 году

Высадка российских космонавтов на поверхность Луны может состояться в 2027 году. Об этом в понедельник, 13 апреля, заявил в эфире радиостанции «Эхо Москвы» глава научно-технического совета (НТС) Роскосмоса Юрий Коптев.

По его словам, вся программа пилотируемого полета к спутнику нашей планеты потребует 500 миллиардов рублей вложений.

Ранее сообщалось о планах полетов на Луну с пересадкой на околоземной орбите. Поблизости от Земли космонавтов будет ждать летный комплекс, который доставит их к Луне. Для полетов на околоземную орбиту Роскосмос собрался использовать тяжелую ракету-носитель «Ангара-А5В».

В середине марта НТС рекомендовал Роскосмосу подготовить проект ракеты-носителя сверхтяжелого класса для полетов не только на Луну, но и на Марс. При этом стоимость разработки носителя снижена в десять раз — до 60 миллиардов рублей.

22 января было официально объявлено о создании новой госкорпорации, в нее войдут Роскосмос и Объединенная ракетно-космическая корпорация. Конечная цель реформы — развитие космической промышленности.

http://lenta.ru/news/2015/04/13/luna/

Вселенная, как бесконечный цикл состояний

Наша Вселенная может быть бесконечна не только в пространстве, но и во времени.

Несколько лет назад армянский физик и математик, профессор Ереванского физического института Ваге Гурзадян оказался в поле зрения гениального математика, сэра Роджера Пенроуза благодаря разработанной им научной теории, которая по новому объясняет феномен рождения Вселенной.

Уже к началу 20-го века ученые знали, что весь окружающий нас космос, все небесные тела и даже пространство-время не существовали вечно и статично, а начали свое существование около 13,7 млрд. лет назад с грандиозного события, который ученые окрестили «большим взрывом». Однако ни одна научная модель полностью не объясняла, почему и как именно родилась Вселенная. Модель армянского и британского ученых, используя все современные достижения науки, выдвинула собственное, оригинальное объяснение мироздания.

«Теория большого взрыва» - это система космологических моделей, которая с уверенностью можно считать общепризнанной. Сегодня мало кто осмелится оспаривать ее, ввиду наличия целого ряда убедительных научных доказательств. Однако теория объясняет не сам феномен происхождения мира, а его эволюцию, начиная с определенного момента во времени. Используя одну из величайших научных дисциплин - Общую теорию относительности Эйнштейна, можно экстраполировать нынешнее состояние Вселенной назад во времени, когда она была невообразимо плотной и горячей.

Именно в адском котле «большого взрыва» появилось все известное ныне вещество и излучение. Но дальнейшая экстраполяция выводит из строя саму теорию, в «момент ноль» она перестает работать. Появляется, так называемая «космологическая сингулярность»-край самого пространства-времени, за который невозможно ничего описать. Иными словами, времени, как и пространства, не существовало «до сингулярности», поэтому бессмысленно спрашивать «как появилась Вселенная».

Любая теория имеет область применения, за которой она теряет всякий смысл. Не является исключением и Общая теория относительности. Поэтому появление сингулярности в прошлом (что было доказано самим Пенроузом и другим гениальным физиком - Стивеном Хокингом) может означать лишь, что наши представления о природе не полны. Любая научная модель применима в определенных условиях, а экстремальные условия сразу после «большого взрыва» ломают ОТО, которая является совершенно точной теорией в условиях обычных.

Прекрасно понимая это, ученые строят модели, пользуясь и другой фундаментальной теорией - квантовой механикой. Если ОТО описывает тела астрономических размеров (звезды, планеты, галактики, целые галактические скопления), то квантовая механика имеет дело с законами микромира- с атомами, электронами, фотонами и т.д. Обе теории совершенно несовместимы, поскольку основываются на абсолютно разных законах описания. Однако американский физик Алан Гут в прошлом столетии выдвинул теорию, использующую достижения обеих и получившую название «Инфляционная модель Вселенной».

Согласно квантовой механике, вакуум, то есть отсутствие вещества -это не абсолютная пустота. В вакууме есть энергия, что и приводит к расширению пространства. В модели Гута во время «большого взрыва» пространство было заполнено особым высокоэнергетичным вакуумом, гигантские значения энергии которой заставляли Вселенную расширяться с колоссальной скоростью. Этот тип вакуума ученый назвал «ложным», поскольку он оказался нестабильным и очень быстро распадался. Именно распад «ложного» вакуума и высвобождение его энергии привели к образованию горячего котла «большого взрыва» и появлению известного нам вещества.

Модель оказалась успешной, но, как и прежде, не отвечала на главный вопрос: как и почему появился «ложный» вакуум? Сам Роджер Пенроуз не особо любил теорию инфляции, называя ее лишь «заметанием сора под ковер». Поэтому он с удовольствием взялся за модель армянского ученого и яро продвигает ее уже несколько лет. Модель назвали «Конформной циклической космологией».

«Конформная циклическая космология» основывается на той же Общей теории относительности, а также Втором законе термодинамики, который гласит: в любой замкнутой системе энтропия или степень беспорядка не убывает со временем. Существует куда больше возможностей для того, чтобы разбить стоящий на столе стакан. Но сам по себе разбитый стакан уже не соберется. Вероятность этого почти нулевая. Если Вселенная представляет собой замкнутую систему, энеропия в ней возрастает со временем.

Упорядоченные, сложные структуры постепенно распадаются на мелкие, хаотичные частицы: любой стакан будет разбит, любая планета-поглощена, любая звезда израсходует топливо и погаснет. То же самое в отношении всех видов энергии, которые все со временем обращаются в тепловую, из-за чего дальнейшее выполнение работы невозможно. Если коротко, то хаос со временем возобладает над порядком.

Математические расчеты показали, что во время «большого взрыва» Вселенная должна была находиться в состоянии с минимальной энтропией, тогда она была крайне упорядочена. Со временем энтропия возрастала, и в очень далеком будущем она достигнет максимума, ей будет больше некуда двигаться. Ученые поняли, что состояния с минимальной и максимальной энтропией эквивалентны- это отсутствие любых процессов. А если так, значит нулевая энтропия в начале времен соответствует бесконечной в самом конце существования Вселенной.

Модель довольно проста. Не было никакого «начала времен», а Вселенная может быть бесконечна не только в пространстве, но и во времени. Вселенная проходит через бесконечные циклы, где в каждом предшествующем цикле (эоне) энтропия в будущем стремится к бесконечности, что оказывается сингулярностью большого взрыва для следующего.

Модель закрывает многие вопросы космологии «большого взрыва». Однако появляются новые, самый главный из них-как проверить данную теорию? Пенроуз и Гурзадян уже указали на то, что ответ скрыт в реликтовом микроволновом излучении (послесвечение «большого взрыва», первое излучение первичной материи), в котором обнаружились концентрические круги. Они, по словам ученых, представляют собой следы предыдущего цикла, предыдущей Вселенной.

Пенроуз и Гурзадян продолжают усовершенствование свою модель. Пока непонятно, получит ли она всеобщее признание, будет ли иметь доказательную базу, или превратится в красивую, но чисто умозрительную гипотезу? Однако это еще один шаг в понимании мироздания, шаг внутренне непротиворечивый. Время все расставит по своим местам.

Роджер Пенроуз - английский ученый, активно работающий в различных областях математики, общей теории относительности и квантовой теории; автор теории твисторов. Возглавляет кафедру математики Оксфордского университета, а также является почетным профессором многих зарубежных университетов и академий. Он является членом Лондонского королевского общества. Среди его наград - премия Вольфа (1988, совместно с С. Хокингом), медаль Копли (2008), премия Альберта Эйнштейна и медаль Королевского общества. В 1994 году за выдающиеся заслуги в развитии науки королевой Англии ему был присвоен рыцарский титул.

http://www.panarmenian.net/rus/details/190508/

Разумные инопланетяне скорее крупные, чем мелкие

Разумные инопланетяне, если они существуют, весят более 300 килограмм. Об этом говорится в новом исследовании, основанном на математической модели вероятностей. 

Специалист по космологии Фергюс Симпсон из Университета Барселоны сделал свой вывод исходя из предположения о том, что живые организмы на других планетах подчиняются тем же законам сохранения энергии, которые действуют на Земле.

Считается, что планеты земного типа обладают лучшими условиями для обнаружения жизни за пределами Солнечной системы. Крупные живые существа требуют больше ресурсов и расходуют больше энергии и, следовательно, менее распространены. Вот почему на Земле живет больше муравьев, чем китов или слонов.

Это, в свою очередь, позволило ученому предположить, что вероятность встретить во Вселенной более мелкое живое существо выше, чем шанс встретить крупный организм. По его словам, Земля может являться примером одной из планет, заселенной разумными существами небольших размеров.

Чтобы определить минимальный размер разумной формы жизни, Симпсон использовал математическую модель. Приняв во внимание разнообразие форм на Земле, он определил наиболее вероятный размер организмов на других планетах.

Другие исследователи согласились с расчетами своего коллеги по поводу среднего размера, но отметили важность учета других факторов, таких как гравитационные силы планеты, способных повилять на размер и массу тела искомых инопланетян.

Исследователь Дункан Форган из школы физики и астрономии Университета Сент-Эндрюса рассказал изданию Newsweek, что планеты с сильным гравитационным притяжением могут стать домом для более мелких существ, тогда как крошечные планеты со слабой гравитацией подходят для крупных существ.

Сет Шостак из Института SETI, который занимается поиском разумной инопланетной жизни, добавил, что крупные существа живут дольше. По его словам, высокая продолжительность жизни также нужна для разработки технологии установления контакта с внешним миром.

В то же время Шостак указывает на недостатки исследования – в качестве модели используется только наша планета, а крупные существа не всегда бывают разумными. Он говорит, что стать разумными людям помогло особое устройство конечностей и вертикальное положение туловища, а не масса тела.

Действительно, в поиске разумных форм жизни на других планетах Земля не может рассматриваться как явный пример. Любая переменная, которая влияет на численность или рождаемость населения, восприимчива к ошибкам отбора, отмечает ученый.

Данные спутника NASA Kepler показывают, что миллиарды звезд в Млечном Пути имеют от 1 до 3 планет в обитаемой зоне. Телескоп уже обнаружил около 1000 планет вокруг звезд в нашей галактике и около 3000 потенциальных кандидатов на их роль.

http://hi-news.ru/space/razumnye-inoplanetyane-skoree-krupnye-chem-melkie.html

Американские эксперты назвали сроки достижения человеком Марса

Эксперты Планетарного общества в ходе заседания, проходившего 2 апреля, назвали предполагаемые сроки освоения человеком Марса. Материалы заседания его организаторы пообещали опубликовать позднее, а кратко с ними знакомит издание NY City Times.

По мнению экспертов, достичь орбиты Марса астронавты смогут к 2033 году, а к 2039 они совершат первую высадку на поверхность планеты. Как отмечают специалисты, за 18 лет с 2015 по 2033 годы в США может смениться как минимум три администрации президента, и экспертам не хотелось бы, чтобы это привело к изменениям в космической политике США.

Также ученые озабочены целесообразностью орбитальной миссии на Марсе. По их мнению, из-за продолжительного полета астронавтов к планете и сильной радиации не имеет смысла затягивать их пребывание на орбите, а гораздо разумнее приступить к спуску на поверхность Марса, где люди, вероятно, проведут не один месяц.

Отдельно ученые отметили прогресс в освоении космоса Китаем. Несмотря на то что в первой половине 1990-х годов НАСА из-за промышленного шпионажа заблокировало участие Поднебесной в проекте Международной космической станции (МКС), страна к 2022 году планирует завершить развертывание национальной орбитальной станции.

Эксперты сожалеют о планах России выйти из проекта МКС после 2024 года, однако отмечают, что средств, которые США выделяют НАСА для эксплуатации американского сегмента станции, будет достаточно для ее функционирования независимо от России.

Большие надежды ученые связывают с участием бизнеса в освоении космоса. Так, в сентябре 2014 года НАСА официально объявило, что выбрало компании Boeing и SpaceX для заключения многомиллиардного контракта на строительство пилотируемых многоразовых космических кораблей и средств их выведения на орбиту. Согласно договору, на разработку CST-100 агентство выделит Boeing 4,2 миллиарда долларов, а корабли серии Dragon частной компании SpaceX уже летают к МКС.

Неправительственное Планетарное общество основано в 1980 году Карлом Саганом, Луисом Фридманом и Брюсом Мюрреем. Оно занимается поддержкой и популяризацией исследований космоса, создания транспортных средств и космической политикой. К настоящему времени членами общества являются около 40 тысяч человек.

http://lenta.ru/news/2015/04/07/mars/

На Луне смогут построить подлунные города

Спутник Земли полон огромных лавовых труб – тоннелей, сформированных лавовыми потоками вулканических извержений – и новая теоретическая работа предполагает, что они могут быть достаточно большими, чтобы вместить лунные города для будущих колонистов.

Данные миссии НАСА GRAIL (Gravity Recovery And Interior Laboratory) предполагают, что диаметр лавовых трубок на Луне может быть более 1 километра. Эти тоннели могут использоваться для будущих долгосрочных исследований Луны, став убежищем от космического излучения, метеоритов и жутких температурных колебаний лунного дня и ночи, по мнению ученых Университета Пердью, проводивших исследование.

По словам Джея Мелоша (Jay Melosh), заслуженного профессора из Университета Пердью, края лавы охлаждаются, когда она течет, образуя трубоподобную корку вокруг течения лавовой реки. Когда извержение заканчивается, и поток лавы останавливается, остается полый туннель.

Наличие подлунных пустот были недавно подтверждены наблюдениями в нескольких лунных морях.

Команда Университета Пердью обнаружила, что если лунные лавовые трубки имеют прочную дугообразную форму, как земные, они будут устойчивы при размерах до 5 000 метров в условиях Луны.

Команда также обнаружила, что прочность лавовых труб зависит от ширины, толщины «потолка» и состояния охлаждаемой лавы.

Кроме того, изучение выводов о лунной породе и окружающей среде Луны были применены к строительной технологии, используемой для разработки туннелей на Земле.

http://www.infuture.ru/article/12945

Черная дыра, которой не может быть

В феврале 2015 года международная команда исследователей обнаружила черную дыру, которая, мягко говоря, очень их удивила. 

Напомним, сначала китайские астрономы, использующие относительно маломощный 2,4-метровый Лицзянский наземный телескоп, наткнулись на квазар, сиявший спустя 900 миллионов лет после Большого взрыва, причем с рекордной для небесных тел того времени яркостью.

Обратившись за уточнениями к командам более зорких аппаратов, ученые выяснили, что этот квазар представляет (точнее, представлял 13 миллиардов лет назад) массу материи, бурлящей вокруг потрясающе массивной черной дыры, активно эту самую материю поглощающей. По оценкам астрономов, квазар светил как 420 триллионов солнц, а масса его черной дыры к тому времени составляла 12 миллиардов солнечных масс. Для сравнения: масса сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики примерно в четыре тысячи раз меньше. На сегодня это ярчайший квазар ранней Вселенной, содержащий самую массивную черную дыру из известных до сих пор.

Но дело не в рекордах: черная супердыра, по сегодняшним представлениям, вообще не могла образоваться за такое короткое время. Или, если говорить точнее, никто не понимает, как она могла всего-то за 900 миллионов лет набрать такую умопомрачительную массу.

Первое, что приходит в голову, — ошибки в измерениях. Однако, судя по тому, что мы знаем о Вселенной, и по тому, как мы ее «измеряем», они маловероятны. В противном случае журнал Nature, где и появилось сообщение о монструозной черной дыре, просто не опубликовал бы подобную новость.Но дело не в рекордах: черная супердыра, по сегодняшним представлениям, вообще не могла образоваться за такое короткое время. Или, если говорить точнее, никто не понимает, как она могла всего-то за 900 миллионов лет набрать такую умопомрачительную массу.

Прожорливый младенец

Китайские астрономы, первыми заподозрившие подобное безобразие, в ошибки измерения тоже не верят. Их вовсе не смущает факт, что один из самых ярких во Вселенной квазар (минимум в семь раз ярче, чем любые квазары его эпохи) был обнаружен сравнительно маломощным телескопом, в то время как телескопы куда более зоркие этого монстра не заметили. По словам Сяохуэй Фаня (Xiaohui Fan) — астронома из университета штата Аризона, одного из соавторов статьи, это обычная практика, применяемая при поиске новых квазаров.

«Процесс обнаружения подобных объектов состоит из двух шагов. Поскольку квазары не слишком тусклы и встречаются очень редко, чтобы их обнаружить, нужны в первую очередь широкоугольные телескопы, а необходимости в большой апертуре здесь нет. Эта необходимость возникает на втором этапе, когда объект уже найден и нужно провести более точные измерения… То, что мы увидели, немного напоминает младенца огромных размеров. Существующие теории, объясняющие процесс образования черных дыр, накладывают на скорость, с которой растет их масса, определенные пределы. Черная дыра, обнаруженная нами, в них не укладывается», — рассказал доктор Фань в интервью «Ленте.ру».

Прожорливость черных дыр, по словам авторов открытия, ограничивается не столько недостатком «пищи» вокруг, сколько так называемым давлением излучения. Материя, поглощаемая черной дырой, прежде чем безвозвратно уйти за горизонт событий, набирает огромную скорость и начинает ярко «светиться» во всех диапазонах. В результате испускаемые материей фотоны частично компенсируют гравитационное воздействие черной дыры и тормозят процесс поглощения ей массы. Именно это обстоятельство не допускает появления слишком громадных «младенцев».

Черная дыра как черный ящик

Новый парадокс, связанный с черными дырами, который сегодняшняя наука объяснить не может, не слишком обескуражил ученых. Просто в список неясностей и нестыковок, существующих вокруг этих таинственных объектов, добавилась еще одна строчка.

Начать с того, что существование черных дыр пока вообще не доказано и вполне возможно, что вместо черных дыр мы имеем дело со сверхмассивными объектами. Теории данную вероятность отрицают, но, как ни странно, никто еще не доказал, что наблюдаемые во множестве черные дыры являются именно черными дырами, а не чем-нибудь еще.

Это обстоятельство несколько лет назад отметил академик Анатолий Черепащук, директор Государственного астрономического института имени П.К. Штернберга: «Чтобы доказать, что тело, находящееся в центре нашей Галактики, представляет собой черную дыру, нужно сделать две вещи: во-первых, экспериментально показать, что радиус тела равен так называемому гравитационному радиусу для черной дыры данной массы (а для черного тела в четыре миллиона солнечных масс он равен примерно семи солнечным радиусам), а во-вторых, доказать, что это тело не имеет твердой поверхности, а вместо нее — горизонт событий».

По его словам, обе задачи выполнимы и он надеется, что лет через 20 ученые смогут доказать наличие или отсутствие черных дыр.

А пока мы имеем дело не с небесным телом в обычном понимании этого слова, а с точкой, сингулярностью, вобравшей в себя всю пожранную черной дырой массу с горизонтом событий вместо твердой поверхности, — воображаемой сферой, за пределы которой, по законам релятивистской динамики, не может вырваться даже свет. И внутри этой сферы с пространством и временем, если верить нашим ученым, творятся чудеса.

Цивилизации внутри черных дыр

Самую, пожалуй, фантасмагоричную версию внутренней жизни черной дыры высказал в 2011 году Вячеслав Докучаев, российский физик из Института ядерных исследований РАН: он заявил, что внутри черных дыр могут скрываться цивилизации.

Нет, жизнь в том пространстве, скорее всего, зародиться не может. Любой намек на нее тут же будет сожжен непредставимо жестким излучением «сингулярности». Но согласно сегодняшним представлениям, в черную дыру можно попасть и при этом избежать риска быть разорванным в клочья ее гравитацией.

По словам Докучаева, у некоторых черных дыр есть стабильные орбиты для фотонов и нейтральных частиц. Фотон, пролетая мимо звезды, немного отклоняется в сторону под действием ее тяготения, а уж попав в гравитационную ловушку черной дыры, вообще может закрутиться вокруг нее по орбите наподобие наших спутников. У теоретиков есть модели, в которых, двигаясь по таким орбитам, фотон может на некоторое время забираться под горизонт событий. Правда, выбираясь обратно, он уже попадет в другую вселенную.

Докучаев задался вопросом: можно ли находиться внутри черной дыры, не падая на сингулярность и не улетая в другую вселенную? Иными словами, есть ли такие орбиты для фотонов и других частиц, которые находятся полностью внутри черной дыры?

И такие орбиты ученый нашел. По его мнению, на планетах, движущихся по данным внутренним орбитам, может существовать жизнь. Запредельной гравитации, царящей внутри черных дыр, жители таких планет не чувствуют, поскольку фактически находятся в состоянии свободного падения. Все чудеса, связанные с пространством-временем, существуют только для гипотетического стороннего наблюдателя, но не для них самих. Их планета вращается вокруг сингулярности, словно Земля вокруг Солнца, и на ней никогда не наступит ночь, поскольку в дополнение к свету, идущему от сингулярности, ее освещают фотоны, движущиеся по своим стабильным орбитам.

Докучаев не говорит, что в таких условиях в черной дыре может родиться жизнь. Свет от сингулярности и фотонов наверняка будет непереносим для такого уязвимого процесса. Но он считает, что внутри черной дыры может найти себе прибежище уже развитая цивилизация:

«Эти цивилизации по уровню развития должны обгонять нас на миллионы, если не на миллиарды лет. Если вдруг по каким-то причинам они захотят укрыться в черной дыре, то могут поселиться на уже существующей планете или остаться в собственной "сфере Дайсона". Такие сферы уже много лет назад предложил известнейший американский физик Фримен Дайсон в качестве транспортного средства для межзвездных путешествий. По размеру они могут быть сравнимы с планетами, а внутри сфер могут жить десятки и сотни тысяч людей, поколение за поколением, пока не достигнут цели. И уж они-то, с их уровнем развития, сумеют справиться с прожигающим светом внутри черной дыры».

Три года назад физики обнаружили еще одно препятствие, которое нашим старшим (намного старше!) братьям по разуму нужно преодолеть, чтобы попасть внутрь черной дыры и остаться в живых. Оказалось, что, хотя горизонт событий не является твердой поверхностью, это все-таки реально существующая физическая сфера — область, где свирепствует очень жесткое излучение, способное распылить на элементарные частицы любой попавший туда материальный объект.

О черной дыре как машине времени или кротовой норе между параллельными вселенными мы и говорить не будем, потому что подобные рассуждения давным-давно превратились в общее место. Так что слишком удивляться «младенчику» непозволительно огромных размеров не стоит. Мы даже пока не знаем наверняка, был ли младенчик. А может, младенчика-то и не было?

http://lenta.ru/articles/2015/04/04/blackholechild/

Могут ли черные дыры уничтожить Вселенную?

Один из сюрпризов, которые выявил Большой адронный коллайдер, заключается в том, что бозон Хиггса оказался немного тяжелее, чем ожидалось, и это несет определенные последствия для структуры нашего вакуума. 

Вакуум наполняет поле Хиггса, оно дает частицам их массу, а заполненный Хиггсом вакуум, как считается, должен быть стабильным минимумом потенциала Хиггса. Если Хиггс будет значительно тяжелее, как показывают современные данные, у потенциала будет другой минимум на энергиях, которые ниже настоящего вакуума. Значит, вакуум, который нас окружает, это «ложный вакуум» и он метастабилен, не идеален. Наш ложный вакуум в конечном счете распадется на более низкое энергетическое состояние «истинного вакуума», и этот процесс будет сопровождаться выбросом энергии, которая разорвет все связанные на сегодня частицы материи.

В списке событий, которые заслуживают названия «конец света», «вакуумный распад» идет сразу после «большого сжатия».

Измерив массу Хиггса и другие параметры, определяющие потенциал, можно подсчитать, сколько времени понадобится нашему вакууму для распада. Ложный вакуум распадается с локального туннелирования в истинный вакуум, затем создает пузырь, который быстро расширяется и наполняет всю Вселенную. Когда симметрия Хиггса была нарушена впервые, произошло что-то похожее, что, возможно, привело к доминированию материи над антиматерией во Вселенной.

В нашей нынешней Вселенной время, которое необходимо, чтобы произошло туннелирование, зависит от высоты потенциальной стены между истинным и ложным вакуумом, в котором мы сейчас находимся. Оценки показывают, что из того, что мы знаем о времени этого распада, оно должно быть на несколько порядков больше возраста нашей Вселенной. И даже так, если вакуум в конце концов распадется, это случится после того, как звезды сожгут все топливо и жизнь во Вселенной станет невозможной. Причин для волнения в принципе нет.

Или все-таки есть?

В одной из последних работ на прошлой неделе под названием «Вакуумная метастабильность черных дыр», группа ученых из Великобритании и Канады отметила, что оценка скорости распада вакуума не принимает во внимание, что гравитационные поля могут служить семенами-зародышами вакуумного распада и таким образом значительно увеличивать нестабильность существующего вакуума. В своей работе Бурда, Грегори и Мосс рассчитали вероятность того, что ложный вакуум туннелирует в истинный вакуум, и пришли к выводам, что она намного выше в присутствии черных дыр, нежели в их отсутствии. Используя ряд наборов параметров потенциала Хиггса, сопоставимые с существующими данными, они оценили время распада как грубо сравнимое со временем распада черной дыры посредством излучения Хокинга.

Вероятный процесс туннелирования, который может произойти рядом с черной дырой, зависит от массы черной дыры. Большие черные дыры имеют малую кривизну на горизонте, потому вероятность туннелирования мала, а температура Хокинга низкая. Поскольку черная дыра теряет массу в процессе испарения, температура растет, а вместе с ней и вероятность туннелирования. При большой массе наиболее вероятным состоянием, при котором туннелирует ложный вакуум, будет истинный вакуум с черной дырой, у которой осталось мало массы внутри. Если масса будет достаточно малой, скорее всего, в процессе туннелирования просто возникнет пузырь истинного вакуума. В любом случае истинный ваккум начнет стремительно расти.

Это говорит о том, что там, где скорость распада вакуума больше темпа излучения Хокинга, вакуум может стать нестабильным вблизи края черной дыры — и расшириться внутрь чрезвычайно быстро — когда черная дыра близка к полному испарению.

Сколько времени понадобится черной дыре, чтобы испариться и стать достаточно малой, чтобы запустить вакуумный распад? Это зависит от начальной массы черной дыры. Чем больше черная дыра, тем больше нужно времени. Все черные дыры, которые мы наблюдали — черные дыры с массой солнца и сверхмассивные черные дыры — настолько тяжелые, что в настоящее время вообще не испаряются — их температура ниже температуры космического микроволнового фона. Они не теряют массу, а растут.

Тем не менее было предположение, что малые черные дыры могли образоваться в очень юной Вселенной из крупных колебаний плотности. Эти черные дыры называют «первичными» черными дырами, и они могут обладать любой массой сегодня. Если они существуют, некоторые уже испарились или испаряются сейчас. Сигнатуры этих черных дыр пытались найти, но пока не нашли, хотя есть мнение, что короткопериодичные гамма-всплески могут исходить от таких событий.

Если расчеты нового документа верны, мы можем сделать вывод, что в нашей Вселенной просто не было черных дыр, которые испарились полностью, поскольку в таком случае нас бы больше не было. Поскольку распределение первичных масс черных дыр неизвестно, однако некоторые из них могут быть рядом в финальной стадии испарения, предвещая конец мира, каким мы его знаем.

Звучит ужасно, и это правда. Но есть и другие аргументы.

Во-первых, первичные черные дыры, строго говоря, не особо высоко ценятся среди космологов. Причина в том, что трудно найти модель, согласно которой их можно было бы произвести, не произведя много. Для того чтобы образовать их, Вселенная должна была родиться с флуктуацией плотности на 68% плотнее среднего, в то время как первичные флуктуации, которые мы наблюдаем, на 0,003% плотнее среднего. Что еще более важно, параметры потенциала Хиггса, которые входят в скорость распада вакуума, основаны на предположении, что Стандартная модель представляет собой полную теорию вплоть до масштабов, на которых становится актуальной квантовая гравитация. Но это крайне сомнительно. Более того, многие считают, что это вовсе не так.

Ах да, и как насчет крошечных черных дыр на БАК, которые должны были съесть нашу планету в 2008 году? Нет абсолютно никаких признаков того, что БАК произвел хотя бы одну такую, и сама эта идея кажется весьма сомнительной, хотя исключать ее тоже не стоит. Могут ли эти черные дыры начать вакуумный распад?

На основе текущих расчетов Бурды и его коллег такой вывод сделать нельзя. Не только потому что эти черные дыры БАК будут с большей размерностью, но и сам вакуум должен быть с большей размерностью, а значит и теория будет отличаться. Кажется невероятным, что микроскопические черные дыры, даже если и будут произведены на БАК, могут быть вредными, по вполне понятным причинам: БАК работает в энергетическом режиме, при котором астрофизические столкновения происходят постоянно. Они не порождали событий, которые были бы беспрецедентными в истории Вселенной. Если теорию Бурды раскрыть, она скорее исключит возможность создания черных дыр на БАК с его энергиями.

Работа ученых имеет потенциал для развития в очень плодотворной связи между космологией, астрофизикой и экспериментами на коллайдере, которые мы проводим на Земле.

http://hi-news.ru/research-development/mogut-li-chernye-dyry-unichtozhit-vselennuyu.html

Освоение глубокого космоса будет зависеть от искусственной гравитации

Длительное пребывание в космосе имеет серьезные последствия. Медицинские исследования о влиянии микрогравитации на астронавтов после многомесячного пребывания на низкой околоземной орбите (НОО) пришли к горьким выводам: люди не могут жить без гравитации полноценно. 

Таким образом, искусственная гравитация все больше обсуждается как важнейший компонент продолжительной миссии в космосе как рядом с Землей, так и дальше от нее.

Искусственная гравитация будет особенно важна для многолетних коммерческих миссий, где телеробототехника будет управляться экипажем, размещенным в непосредственной близости от астероида, на котором добываются полезные ископаемые и проводятся другие работы. Такая гравитация также будет полезна для многолетних исследований на телах с низкой гравитацией вроде Луны, Марса или даже спутников внешних планет.

Уильям Кемп из Вашингтона считает, что вместе со своим деловым партнером Тедом Мазейкой нашел жизнеспособное решение этих вопросов. Это 30-метровая в диаметре цилиндрическая космическая станция, способная создавать переменную искусственную гравитацию с вращением цилиндра вокруг ее продольной оси.

«Если мы хотим оставаться в космосе дольше года, нам нужно сделать систему искусственной гравитации или мы будем жертвовать людьми в этом процессе», — говорил Кемп, основатель и CEO United Space Structures.

На протяжении более трех десятилетий Кемп работал над совершенствованием своих идей. В настоящее время компания имеет в проекте запатентованный процесс и ищет финансирование и других партнеров, которые могут вложиться по-крупному.

Идея заключается в том, чтобы достичь искусственной гравитации за счет центробежной силы, которая потребует вращения, создающего понижательное давление. Небольшая 10-метровая структура, в теории, может вращаться достаточно быстро, чтобы люди ощущали притяжение, но Кемп говорит, что астронавты с такой структурой будут иметь ужасные проблемы внутреннего уха.

«Если скорость вращения будет слишком большой, ваше чувство равновесия выйдет из строя и скоро вы будете ощущать жуткую боль в руках и коленях», — говорит Кемп.

Тем не менее небольшая цилиндрическая станция диаметром в 30 метров, предлагаемая Кемпом, сможет поддерживать гравитацию в 0,6 земной; это минимум, который позволит людям безопасно жить на станции в течение по меньшей мере двух лет. Астронавты будут жить как внутри цилиндра, так и во внешнем полушарии структуры.

Кемп говорит, что 30-метровой цилиндрической станции потребуется скорость вращения в 5,98 оборота в минуту и минимальный полезный размер для создания искусственной гравитации. Быстрая скорость вращения была бы неудобна астронавтам.

«Направление вращения цилиндра не имеет значения, — говорит Кемп. — Скорость зависит от радиуса вращающегося объекта и гравитации, которая вам нужна; чем больше радиус, тем ниже скорость вращения».

Первым шагом в испытаниях United Space Structures станет тест 30-метрового прототипа на НОО, говорит Кемп. Хотя такая 30-метровая станция может уместить как минимум 30 человек, она будет хорошо работать и в глубоком космосе, и в околоземных условиях добычи ресурсов на астероидах.

Какие партнеры займутся строительством этих станций?

«Мы ведем переговоры с компаниями вроде Deep Space Industries, которые хотят добывать ресурсы на астероидах, и с другими компаниями, которые хотят добывать ресурсы на Луне, — говорит Кемп. — Мы хотели бы использовать платформы запуска SpaceX, но это существенно увеличит затраты, поэтому первоначально мы будем использовать композитные материалы для строительства, а не металлы».

Несмотря на прогнозируемые скачки в области космической медицины в течение ближайших двух десятилетий, Кемп абсолютно убежден, что искусственная гравитация будет нужна всегда. Со временем, в условиях микрогравитации уменьшается мышечная и костная масса, сжимается зрительный нерв, отходит сетчатка, понижается иммунитет, возможно, даже нарушается критическое мышление.

Конечно, это не означает, что искусственная гравитация будет панацеей.

В условиях с искусственной гравитации астронавты все равно будут знать, что они на вращающейся станции, говорит Кемп. Прогулки на такой станции будут напоминать спуск по склону, потому что пол будет уходить из-под ног. Прогулка в противоположном направлении вращения будет напоминать подъем в гору, поскольку пол будет подниматься. А если ходить перпендикулярно вращению в любом направлении, будет ощущение, что ты заваливаешься в сторону.

http://hi-news.ru/space/osvoenie-glubokogo-kosmosa-budet-zaviset-ot-iskusstvennoj-gravitacii.html?utm_source=dlvr.it&utm_medium=gplus

6 альтернатив теории Большого взрыва

Теория Большого взрыва стала почти такой же общепринятой космологической моделью, как и вращение Земли вокруг Солнца. Согласно теории, около 14 млрд лет назад случайные колебания в абсолютной пустоте привели к появлению Вселенной. 

Нечто, сравнимое по размеру с субатомной частицей, расширилось до невообразимых размеров за доли секунды. Но в этой теории существует много проблем, над которыми бьются физики, выдвигая всё новые и новые гипотезы.

Что не так с теорией Большого взрыва

Из теории следует, что все планеты и звёзды образовались из пыли, размётанной по космосу в результате взрыва. Но что предшествовало ему, неясно: здесь наша математическая модель пространства-времени перестаёт работать. Вселенная возникла из начального сингулярного состояния, к которому не применить современную физику. Теория также не рассматривает причины возникновения сингулярности или материи и энергии для её возникновения. Считается, что ответ на вопрос о существовании и происхождении начальной сингулярности даст теория квантовой гравитации.

Большинство космологических моделей предсказывают, что полная Вселенная имеет размер намного больший, чем наблюдаемая часть — сферическая область с диаметром примерно 90 млрд световых лет. Мы видим только ту часть Вселенной, свет от которой успел достичь Земли за 13,8 млрд лет. Но телескопы становятся всё лучше, мы обнаруживаем всё более дальние объекты, и пока нет оснований считать, что этот процесс остановится. Кроме того, хотя теория Большого взрыва и основывается на общей теории относительности, она допускает «разбегание» некоторых частиц со скоростями, превышающими скорости света.

С момента Большого взрыва Вселенная расширяется с ускорением. Сложнейшая загадка современной физики — вопрос о том, что вызывает ускорение. Согласно рабочей гипотезе, во Вселенной содержится невидимая составляющая, называемая «тёмной энергией». Теория Большого взрыва не объясняет, будет ли Вселенная расширяться бесконечно, и если да, то к чему это приведёт — к её исчезновению или чему-то ещё.

Хотя ньютоновскую механику потеснила релятивистская физика, её нельзя назвать ошибочной. Тем не менее восприятие мира и модели для описания Вселенной полностью изменились. Теория Большого взрыва предсказала ряд вещей, которые не были известны до того. Таким образом, если на её место придёт другая теория, то она должна быть похожей и расширить понимание мира.

Мы остановимся на самых интересных теориях, описывающих альтернативные модели Большого взрыва.

Вселенная как мираж чёрной дыры

Вселенная возникла благодаря коллапсу звезды в четырёхмерной Вселенной, считают учёные из Института теоретической физики «Периметр». Результаты их исследования опубликовал журнал Scientific American. Ниайеш Афшорди, Роберт Манн и Рази Пурхасан говорят, что наша трёхмерная Вселенная стала подобием «голографического миража» при схлопывании четырёхмерной звезды. В отличие от теории Большого взрыва, согласно которой Вселенная возникла из чрезвычайно горячего и плотного пространства-времени, где не применяются стандартные законы физики, новая гипотеза о четырёхмерной вселенной объясняет как причины зарождения, так и её стремительного расширения

Согласно сценарию, сформулированному Афшорди и его коллегами, наша трёхмерная Вселенная — это своеобразная мембрана, которая плывёт сквозь ещё более объёмную вселенную, существующую уже в четырёх измерениях. Если бы в этом четырёхмерном космосе существовали свои четырёхмерные звёзды, они бы тоже взрывались, как и трёхмерные в нашей Вселенной. Внутренний слой становился бы чёрной дырой, а внешний выбрасывался бы в пространство.

В нашей Вселенной чёрные дыры окружены сферой, называемой горизонтом событий. И если в трёхмерном пространстве эта граница двухмерная (как мембрана), то в четырёхмерной вселенной горизонт событий будет ограничен сферой, существующей в трёх измерениях. Компьютерное моделирование коллапса четырёхмерной звезды показало, что её трёхмерный горизонт событий будет постепенно расширяться. Именно это мы и наблюдаем, называя рост 3D-мембраны расширением Вселенной, полагают астрофизики.

Большая заморозка

Альтернативой Большому взрыву может быть Большая заморозка. Команда физиков из Мельбурнского университета во главе с Джеймсом Кватчем представила модель рождения Вселенной, которая больше напоминает постепенный процесс заморозки аморфной энергии, чем её выплеск и расширение в трёх направлениях пространства.

Бесформенная энергия, по мнению учёных, подобно воде охладилась до кристаллизации, создав привычные три пространственных и одно временное измерение.

Теория Большой заморозки ставит под сомнение принятое в настоящее время утверждение Альберта Эйнштейна о непрерывности и плавности пространства и времени. Не исключено, что пространство имеет составные части — неделимые стандартные блоки наподобие крошечных атомов или пикселей в компьютерной графике. Эти блоки настолько малы, что их невозможно наблюдать, однако, следуя новой теории, можно обнаружить дефекты, которые должны преломлять потоки других частиц. Учёные вычислили такие эффекты с помощью математического аппарата, а теперь попытаются обнаружить их экспериментально.

Вселенная без начала и конца

Ахмед Фараг Али из Университета Бенха в Египте и Саурия Дас из Университета Летбриджа в Канаде предложили новое решение проблему сингулярности, отказавшись от Большого взрыва. Они привнесли в уравнение Фридмана, описывающее расширение Вселенной и Большой взрыв, идеи известного физика Дэвида Бома. «Удивительно, что небольшие поправки потенциально могут решить так много вопросов», — говорит Дас.

Полученная модель объединила в себе общую теорию относительности и квантовую теорию. Она не только отрицает сингулярность, предшествовавшую Большому взрыву, но и не допускает того, что Вселенная со временем сожмётся обратно в первоначальное состояние. Согласно полученным данным, Вселенная имеет конечный размер и бесконечное время жизни. В физическом выражении модель описывает Вселенную, наполненную гипотетической квантовой жидкостью, которая состоит из гравитонов — частиц, обеспечивающих гравитационное взаимодействие.

Учёные также утверждают, что их выводы соотносятся с последними результатами измерения плотности Вселенной.

Бесконечная хаотическая инфляция

Термин «инфляция» обозначает стремительное расширение Вселенной, происходившее по экспоненте в первые мгновения после Большого взрыва. Сама по себе теория инфляции не опровергает теорию Большого взрыва, а лишь по-другому интерпретирует её. Эта теория решает несколько фундаментальных проблем физики.

Согласно инфляционной модели, вскоре после зарождения Вселенная очень короткое время расширялась по экспоненте: её размер многократно удваивался. Учёные полагают, что за 10 в -36 степени секунд Вселенная увеличилась в размерах как минимум в 10 в 30–50 степени раз, а возможно, и больше. В конце инфляционной фазы Вселенная заполнилась сверхгорячей плазмой из свободных кварков, глюонов, лептонов и высокоэнергетичных квантов.

Концепция подразумевает, что в мире существует множество изолированных друг от друга вселенных с разным устройством

Физики пришли к выводу, что логика инфляционной модели не противоречит идее постоянного множественного рождения новых вселенных. Квантовые флуктуации — такие же, как те, из-за которых появился наш мир — могут возникать в любом количестве, если для этого есть подходящие условия. Вполне возможно, что наше мироздание вышло из флуктуационной зоны, сформировавшейся в мире-предшественнике. Можно также допустить, что когда-нибудь и где-нибудь в нашей Вселенной образуется флуктуация, которая «выдует» юную вселенную совершенно другого рода. По такой модели дочерние вселенные могут отпочковываться непрерывно. При этом вовсе не обязательно, что в новых мирах устанавливаются одни и те же физические законы. Концепция подразумевает, что в мире существует множество изолированных друг от друга вселенных с разным устройством.

Циклическая теория

Пол Стейнхардт, один из физиков, заложивших основы инфляционной космологии, решил развить эту теорию и дальше. Учёный, который возглавляет Центр теоретической физики в Принстоне, совместно с Нэйлом Тьюроком из Института теоретической физики «Периметр» изложил альтернативную теорию в книге Endless Universe: Beyond the Big Bang («Бесконечная Вселенная: За гранью Большого взрыва»). Их модель основана на обобщении теории квантовых суперструн, известной как М-теория. Согласно ей, физический мир имеет 11 измерений — десять пространственных и одно временное. В нём «плавают» пространства меньших размерностей, так называемые браны(сокращение от «мембраны»). Наша Вселенная — просто одна из таких бран, обладающая тремя пространственными измерениями.

Модель Стейнхардта и Тьюрока утверждает, что Большой взрыв произошёл в результате столкновения нашей браны с другой браной — неизвестной нам вселенной. По этому сценарию столкновения происходят бесконечно. Согласно гипотезе Стейнхардта и Тьюрока, рядом с нашей браной «плавает» ещё одна трёхмерная брана, отделённая крошечным расстоянием. Она также расширяется, уплощается и пустеет, но через триллион лет браны начнут сближаться и в конце концов столкнутся. При этом выделится огромное количество энергии, частиц и излучения. Этот катаклизм запустит очередной цикл расширения и охлаждения Вселенной. Из модели Стейнхардта и Тьюрока следует, что эти циклы были и в прошлом и обязательно повторятся в будущем. С чего эти циклы начались, теория умалчивает.

Вселенная как компьютер

Ещё одна гипотеза об устройстве мироздания гласит, что весь наш мир — это не более чем матрица или компьютерная программа. Идею о том, что Вселенная представляет собой цифровой компьютер, впервые выдвинул немецкий инженер и пионер компьютеростроения Конрад Цузе в книге Calculating Space («Вычислительное пространство»). Среди тех, кто также рассматривал Вселенную как гигантский компьютер, значатся физики Стивен Вольфрам и Герард 'т Хоофт.

Теоретики цифровой физики предполагают, что Вселенная — по сути информация, и, следовательно, она вычислима. Из этих предположений следует, что Вселенную можно рассматривать как результат работы компьютерной программы или цифрового вычислительного устройства. Этот компьютер может быть, например, гигантским клеточным автоматом или универсальной машиной Тьюринга.

Косвенным доказательством виртуальной природы Вселенной называют принцип неопределённости в квантовой механике

Согласно теории, всякий предмет и событие физического мира происходит из постановки вопросов и регистрации ответов «да» или «нет». То есть за всем, что нас окружает, скрывается некий код, аналогичный бинарному коду компьютерной программы. А мы — своего рода интерфейс, с помощью которого появляется доступ к данным «вселенского интернета». Косвенным доказательством виртуальной природы Вселенной называют принцип неопределённости в квантовой механике: частицы материи могут существовать в неустойчивой форме, а «закрепляются» в конкретном состоянии только при наблюдении за ними.

Последователь цифровой физики Джон Арчибальд Уилер писал: «Не было бы неразумным представить, что информация находится в ядре физики так же, как в ядре компьютера. Всё из бита. Иными словами, всё сущее — каждая частица, каждое силовое поле, даже сам пространственно-временной континуум — получает свою функцию, свой смысл и, в конечном счёте, само своё существование».

http://gigamir.net/agenda/life/pub1634751

Темную энергию связали с началом коллапса Вселенной

Физики из Калифорнийского университета в Дэвисе и Ноттингемского университета предложили модификацию общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна, следствием которой является коллапс Вселенной в будущем, а также описали механизм этого процесса. 

Результаты своих исследований авторы опубликовали в двух статьях в журнале Physical Review Letters.

Физики в своей первой работе переопределили космологическую постоянную (лямбда-член), фигурирующую в уравнениях ОТО и описывающую нулевую энергию физического вакуума (темную энергию). Эта константа, как считается, остается неизменной в пространстве и времени, однако ее теоретически вычисленное значение оказывается в 10120 раз больше верхнего ограничения на ее величину, следующего из астрономических наблюдений.

Физики пытались убрать такое различие между теорией и наблюдениями различными способами, например, введением дополнительных полей, в том числе и с участием хиггсов (в расширениях Стандартной модели физики элементарных частиц), но такие решения оказывались неустойчивыми.

Модификация уравнений ОТО, предложенная учеными, позволяет подавлять вклад квантовых флуктуаций, учет которых приводит к теоретически рассчитанному значению лямбда-члена, и таким образом снизить его величину.

Это приводит, в частности, к необходимости введения представления о конечной Вселенной, которая в будущем сколлапсирует — ее ускоренное расширение прекратится, а на смену ему придет ускоренное сжатие, которое с течением времени приведет к коллапсу Вселенной — она перейдет в сингулярное состояние.

Во второй статье ученые предложили потенциал со скалярных полем, который описывает расширение Вселенной в соответствии с ее возрастом, отсчитываемым от момента Большого взрыва (произошедшего, как показывают наблюдения астрономов, примерно 13,8 миллиарда лет назад).

Этот линейный потенциал с течением времени становится отрицательным, обеспечивая таким образом отрицательную плотность (темной) энергии, необходимую для завершения расширения Вселенной. При этом перед началом ее сокращения, как следует из вида потенциала, поле может вызвать ускоренное расширение Вселенной, которое сейчас и наблюдается астрономами.

Физики собираются в дальнейшем развивать свою теорию. В частности, они собираются произвести учет поправок, связанных с квантовой гравитацией.

ОТО основывается на пропорциональности инертной и гравитационной масс (коэффициент пропорциональности выбирается равным единице) и связывает эффекты гравитационного притяжения с четырехмерной неэвклидовой геометрией пространства-времени. В случае слабого гравитационного поля теория Эйнштейна приводит к закону всемирного тяготения Ньютона и плоскому пространству.

http://lenta.ru/news/2015/04/01/gtr/

ЕКА сообщило о начале работ по миссии на астероид

Европейское космическое агентство (ЕКА) анонсировало начало проектных работ в рамках Asteroid Impact Mission (AIM). Основными целями миссии является тестирование технологий, призванных защитить Землю от потенциально опасных астероидов. Об этом сообщает ЕКА.

В рамках миссии европейцы в 2020 году планируют запустить станцию к астероиду (65803) Дидим, главной особенностью которого является наличие у него спутника. Эти объекты, как ожидается, пройдут в 2022 году на расстоянии 11 миллионов километров от Земли.

В поперечнике размеры Дидима достигают 800 метров, а его спутника — 170 метров. Главной целью миссии является исследование малого астероида: космический аппарат, как ожидается, проведет радиолокационное, тепловое и визуальное картографирование небесного тела. Это позволит создать карту его поверхности и понять его внутреннее строение.

Миссия предполагает спуск на поверхность малого астероида зонда. Также от материнского корабля будут отделены два спутника CubeSat, которые, вращаясь вокруг малого астероида в непосредственной близости от него, будут собирать другие данные и отправлять их на станцию ЕКА, расположенную на острове Теренифе на Канарских островах.

В ходе AIM агентство собирается собрать новые данные о эволюции Солнечной системы и корректировке орбиты естественного небесного тела.

Дальнейшее развитии миссии, получившее название Asteroid Impact & Deflection Assessment (AIDA), работу над которым ЕКА планирует осуществлять вместе с НАСА, предполагает отправку в 2021 году к спутнику корабля массой около 300 килограммов, который упадет на его поверхность со скоростью 6,25 километра в секунду.

Это приведет к изменению скорости спутника на 0,4 миллиметра в секунду, что в дальнейшем, тем не менее, может существенно скорректировать взаимное движение астероида Дидим и его спутника. Несмотря на то что такие маневры почти не изменят траектории движения системы как целого (относительно Солнца), в перспективе это откроет большие возможности для управления астероидами и другими небесными телами.

В случае успеха AIDA станет первой миссией, в которой землянам целенаправленно удалось изменить траекторию естественного космического тела.

Ранее ЕКА уже отправляло спускаемый зонд на поверхность небесного тела. Так, в рамках миссии Rosetta аппарат Philae оказался на ядре кометы Чурюмова-Герасименко.

НАСА, в свою очередь, также имеет астероидную миссию, кроме совместной с ЕКА AIDA. Так, к 2019 году США собираются направить к небесному телу (с выбором которого агентство еще не определилось) станцию, которая в автоматическом режиме извлечет фрагмент астероида и транспортирует его на окололунную орбиту.

К середине 2020-х годов на этот фрагмент, как ожидается, будут доставлены астронавты. На поверхности осколка они, как ожидается, проведут около 25 суток. В ходе этой миссии НАСА собирается исследовать фрагмент астероида и протестировать новые скафандры, предназначенные для полетов к Марсу.

http://lenta.ru/news/2015/04/02/aim/

Коллапс Вселенной может произойти быстрее, чем ожидалось

Физики пришли к новым расчетам, когда Вселенная перестанет расширяться и коллапсирует в себя — а это, как вы понимаете, крайне плохие новости для материи внутри, — и утверждают, что это произойдет в ближайшие несколько десятков миллиардов лет или около того.

По меркам людей, это произойдет, мягко говоря, не скоро. Но на космологической шкале времени ученые называют это «неизбежным», и коллапс не заставит себя ждать. «То, что мы видим темную материю в настоящее время, может прямо указывать на обреченность Вселенной, и мы пытаемся обозначить дату конца, изучая эти данные», — рассказал Phys.org один из авторов исследования Антонио Падилья из Университета Ноттингема в Великобритании.

Предлагая новый «механизм космологического коллапса», команда пытается ответить на один из самых сложных вопросов в физике — почему скорость расширения Вселенной в настоящее время увеличивается?

В 1917 году, когда ученым даже в голову не приходило, что Вселенная может расширяться, Эйнштейн пришел к своей «космологической постоянной», которая определяла энергию плотности космического вакуума и уравновешивала притяжение материи. Спустя чуть больше, чем десять лет, астроном Эдвин Хаббл понял, что Вселенная на самом деле расширяется, и Эйнштейн отказался от идеи космологической постоянной. Однако в последнее время физики все больше приходят к выводу, что темная энергия могла бы занять ее роль.

Темная энергия — это форма энергии, которая, по мнению физиков, составляет порядка 68% Вселенной. Темная матери составляет около 27%, и на «обычную материю» приходится менее 5%. Проблема заключается в том, что такой высокий процент темной материи мог обеспечить только рост крошечной Вселенной, а не той огромной, которую мы все знаем и любим, потому что она расширялась бы слишком быстро, чтобы дать галактикам шанс на формирование.

«В соответствии с новым механизмом, Вселенная возникла с набором конкретных начальных условий, естественным образом эволюционировала в текущее состояние и будет продолжать двигаться по этому пути к полному коллапсу. В таком сценарии, как только возобладает двигатель коллапса, Вселенная войдет в период «медленного движения», которое приведет к ускоренному расширению, наблюдаемому сегодня. В конце концов, Вселенная перестанет расширяться и начнет движение в обратном направлении, начнет сжиматься, что приведет к Большому Сжатию (противоположности Большому Взрыву)».

Работа ученых была опубликована в Physical Review Letters. Впрочем, даже если ученые и правы, у нас будут десятки миллиардов лет на подготовку к этому грандиозному событию.

http://hi-news.ru/science/kollaps-vselennoj-mozhet-proizojti-bystree-chem-ozhidalos.html

NASA хочет высадить человека на астероид в 2025 году

Согласно озвученным планам, космическое ведомство США собирается высадить астронавтов на астероид в 2025 году. Для этой цели будет использован космический корабль «Орион».

О новой миссии рассказал помощник руководителя NASA Роберт Лайтфут (Robert Lightfoot). Астронавтов хотят высадить на фрагмент астероида, который специально доставят на орбиту Луны. Это может быть очень большой валун с поверхности другого небесного тела. Захват обломка будет осуществлен, вероятно, в 2020 году. Затем беспилотный космический аппарат транспортирует обломок на лунную орбиту. Ученым только предстоит выбрать среди множества астероидов наилучшую кандидатуру.

Для доставки астронавтов планируют использовать частично многоразовый корабль «Орион». Это новейший аппарат, с которым NASA связывает большие надежды. В начале декабря 2014 года были успешно проведены его первые летные испытания.

Космический аппарат «Орион» сможет взять на борт от четырех до шести членов экипажа (в зависимости от задач). Первый пилотируемый полет корабля намечен на 2021 год. Отметим, что внутренние объемы «Ориона» в 2,5 раза превышают объемы корабля «Аполлон», который использовали для лунных экспедиций. Для запуска «Ориона» будут использоваться ракеты Delta IV Heavy и SLS.

Полет астронавтов на астероид должен стать важным этапом в подготовке экспедиции на Марс. Высадка человека на Красной планете состоится не раньше 2030 года. «Астероидный» проект NASA оценивает в 1,25 млрд долл., хотя итоговая его стоимость может быть намного выше.

http://naked-science.ru/article/media/nasa-khochet-vysadit-cheloveka

10 вопросов о Вселеной, на которые ответит темная материя

Частицы темной материи не производят, не отражают и не поглощают свет. Тем не менее, хотя мы и не можем видеть темную материю напрямую и до сих пор не понимаем ее природы, ученые сходятся во мнении, что она составляет до 26% известной нам Вселенной, наблюдая за гравитационными эффектами, которые она оказывает на другие космические объекты. 

Как и ветер, гнущий дерево, мы не видим темную материю, но знаем, что она есть. Исходя из этих наблюдений, ученые разрабатывают весьма интересные теории относительно этой загадочной субстанции. Если она будет обнаружена, наше понимание Вселенной существенно прояснится.

Темная материя может вызвать массовое вымирание

Майкл Рампино, профессор биологии из Университета Нью-Йорка, считает, что движение Земли через галактический диск (наш регион в галактике Млечный Путь) могло стать причиной массовых вымираний на Земле. Это произошло потому, что наше движение нарушило орбиты комет во внешней Солнечной системе (известной как «облако Оорта») и вызвало увеличение теплоты ядра нашей планеты.

Вместе со своими планетами, Солнце обращается вокруг центра Млечного Пути каждые 250 миллионов лет. Во время своего путешествия оно плетется через галактический диск каждые 30 миллионов лет. Рампино утверждает, что проход Земли через диск совпадает с падением комет и массовыми вымираниями на Земле, включая то, что случилось 65 миллионов лет назад, когда вымерли динозавры. Есть также теория, что непосредственно перед тем, как астероид положил конец гигантским ящерам, их ряды существенно проредили вулканические извержения.

Сочетание необычной вулканической активности и столкновения с астероидом совпадают с прохождением Земли через галактический диск: «Во время прохождения через диск концентрации темной материи нарушают пути комет, которые, как правило, пролетают далеко от Земли во внешней Солнечной системе», говорит Рампино. «Это означает, что кометы, которые обычно путешествуют на больших расстояниях от Земли, выбирают необычные пути вплоть до столкновения с планетой». Некоторые считают, что теория Рампино не работает, потому что динозавры вымерли из-за падения астероида, а не кометы. Тем не менее 4% облака Оорта состоит из астероидов, а это порядка восьми миллиардов.

В дополнение к этому Рампино считает, что каждый проход Земли через галактический диск приводил к тому, что темная материя накапливалась в ядре планеты. Поскольку частицы темной материи аннигилируют друг друга, они создают сильное тепло, а оно может вызывать вулканические извержения, изменения уровня моря, рост гор и другую геологическую активность, которая серьезно влияет на жизнь на Земле.

Млечный Путь может быть гигантской червоточиной

Возможно, мы живем в гигантском туннеле, который является коротким путем через Вселенную. Как предсказывает общая теория относительности Эйнштейна, червоточина — это регион, в котором пространство и время искривляются, создавая «кротовую нору» в удаленную часть Вселенной. По мнению астрофизиков из Международной школы продвинутых исследований в Триесте, Италия, темная материя в нашей галактике может быть распределена таким образом, что обеспечивает стабильно существующую червоточину в середине нашего Млечного Пути. Эти ученые считают, что пришло время переосмыслить природу темной материи, возможно, она просто представляет часть другого измерения.

«Если мы объединим карту темной материи в Млечном Пути с последней моделью Большого Взрыва, — говорит профессор Пауло Салуччи, — и предположим существование пространственно-временных туннелей, мы получим, что наша галактика вполне может располагать одним из таких туннелей, и такой туннель может быть размером с целую галактику. Кроме того, мы можем даже пройти через этот туннель, поскольку он, согласно нашим расчетам, будет судоходным. Как тот, что мы видели в фильме «Интерстеллар».

Конечно, это всего лишь теория. Но ученые считают, что темная материя может быть ключом к созданию червоточины и наблюдению за ней. Пока же никаких червоточин в природе обнаружено не было.

Открытие галактики X

Галактика X также известна как галактика темной материи, по большей части невидимая карликовая галактика, которая может быть причиной странной ряби в холодном водороде за пределами диска Млечного Пути. Считается, что галактика X является спутниковой галактикой Млечного Пути в кластере из четырех переменных цефеид, пульсирующих звезд, которые используются в качестве маркеров для измерения расстояний в космосе. Мы не видим остальную часть этой карликовой галактики, потому что она состоит из темной материи, согласно теории. Тем не менее благодаря гравитационному притяжению этой галактики возникает рябь, которую мы видим. Без источника гравитации в виде темной материи, удерживающего их вместе, четыре цефеиды, скорее всего, разлетелись бы прочь.

«Открытие переменных цефеид показывает, что наш метод нахождения местоположений карликовых галактик с преимущественно темной материей работает, — говорит астроном Сукания Чакрабарти. — Это может помочь нам в конечном счете понять, из чего состоит темная материя. Также это показывает, что теория тяготения Ньютона может использоваться в самых дальних уголках галактики и нет необходимости изменять нашу теорию гравитации».

Распад бозона Хиггса на темную материю

Разработанная в 1970-е годы Стандартная модель физики элементарных частиц представляет собой набор теорий, которые по сути предсказывают все известные субатомные частицы во Вселенной и то, как они взаимодействуют. С подтвержденным в 2012 году существованием бозона Хиггса (известным также как «частица Бога»), Стандартная модель стала завершенной. К сожалению, эта модель объясняет далеко не все и ничего не говорит про гравитацию и темную материю. Масса частицы Хиггса такжекажется слишком малой некоторым ученым.

Это и побудило ученых из Технологического университета Чалмерса предложить новую модель, основанную на суперсимметрии, которая оснащает каждую известную частицу Стандартной модели более тяжелым суперпартнером. Согласно новой теории, небольшая часть частиц Хиггса распадается на фотон (частицу света) и два гравитино (гипотетические частицы темной материи). Если эта модель подтвердится, она полностью перевернет наше понимание фундаментальных строительных блоков природы.

Темная материя на Солнце

В зависимости от метода, используемого для анализа Солнца, количество элементов тяжелее водорода или гелия будет колебаться на 20—30 процентов. Мы можем измерить каждый из этих элементов, глядя на спектр излучаемого им света, как по отпечатку пальца, или изучить, как он влияет на звуковые волны, проходящие сквозь Солнце. Таинственная разница в этих двух типах измерения элементов Солнца называется проблемой солнечного избытка (или изобилия).

Нам необходимо точно измерить эти элементы, чтобы понять химический состав Солнца, а также его плотность и температуру. Во многих отношениях это также поможет нам понять состав и поведение других звезд, а также планет и галактик.

В течение многих лет ученые не могли разработать приемлемое решение. Затем астрофизик Аарон Винсент и его коллеги предположили наличие темной материи в ядре Солнца в качестве возможного ответа на вопрос. После проверки многих моделей, они пришли к теории, которая вроде как работала. Тем не менее она включала специальный тип темной материи — «слабо взаимодействующую асимметричную темную материю», которая могла быть либо материей, либо антиматерией одновременно.

На основе измерений гравитации ученые узнали, что Солнце окружает гало темной материи. Частицы асимметричной темной материи не содержат много антиматерии, поэтому могут переживать контакт с обычной материей и накапливаться в ядре Солнца. Эти частицы также могут абсорбировать энергию в центре Солнца, а затем транспортировать ее тепло к внешним краям, что могло бы объяснить проблему солнечного избытка.

Темная материя может быть макроскопической
Ученые из Case Western Reserve сомневаются, что мы ищем темную материю в нужных местах. В частности, они предполагают, что темная материя может состоять не из крошечных экзотических частиц вроде вимпов (слабо взаимодействующих массивных частиц), а из макроскопических объектов, которые варьируются от нескольких сантиметров до размеров астероида. Однако ученые ограничивают свою теорию тем, что уже наблюдается в космосе. Отсюда рождается их вера, что Стандартная модель физики элементарных частиц даст ответ. Новая модель не нужна.

Ученые назвали свои объекты темной материи «макросами». Они не утверждают, что вимпов и аксионов нет, но допускают, что наш поиск темной материи может включать других кандидатов. Есть примеры материи, которая не является ни обычной, ни экзотической, но которая подходит по параметрам к Стандартной модели.

«[Научное] сообщество отказалось от мысли, что темная материя может состоять из обычного вещества, в конце 80-х, — говорит профессор физики Гленн Старкмен. — Мы задаемся вопросом, не ошиблось ли оно и не может ли темная материя состоять из обычного вещества — кварков и электронов?».

Обнаружение темной материи по GPS

Двое физиков предложили использовать GPS-спутники для поиска темной материи, которая, по мнению ученых, может не быть частицами в общепринятом смысле, а скорее потеками в ткани пространства-времени.

«Наше исследование преследует мысль, что темная материя может быть организована как гигантское газоподобное собрание топологических дефектов, или энергетических трещин, — говорит Андрей Деревянко из Университета штата Невада. — Мы предлагаем обнаружить эти дефекты, темную материю, с помощью сети чувствительных атомных часов. Идея состоит в том, что когда часы рассинхронизируются, мы будем знать, что в этом месте прошла темная материя, топологический дефект. По сути, мы планируем использовать GPS-спутники как крупнейший созданный человеком детектор темной материи».

Ученые анализируют данные с 30 GPS-спутников и пытаются с их помощью проверить свою теорию. Если темная материя действительно является газоподобной, Земля будет проходить через нее по мере движения по галактике. Выступая в качестве ветра, клочья темной материи будут сдуваться Землей и ее спутниками, в результате чего GPS-часы на спутниках и на земле будут терять синхронизацию каждые три минуты. Ученые смогут контролировать расхождения до одной миллиардной доли секунды.

Темная материя может питаться темной энергией

Согласно одному из последних исследований, темная энергия может питаться темной материей по мере их взаимодействия, что, в свою очередь, замедляет рост галактик и в конечном итоге может оставить Вселенную чуть ли не совершенно пустой. Вполне возможно, что темная материя распадается на темную энергию, но этого мы пока не знаем. Космический аппарат Планк недавно уточнил цифры физического состава Вселенной: 4,9% обычной материи, 25,9% темной материи и 69,2% темной энергии.

Мы не видим темной материи или темной энергии. Эти термины даже не очень хорошо расписаны научным сообществом. Они больше похожи на условные обозначения, которые будут оставаться, пока мы не поймем, что происходит на самом деле.

Темная материя притягивает, а темная энергия отталкивает. Темная материя является рамой или основой, на которой строятся галактики и их содержание. Ее гравитационное притяжение, как полагают, удерживает звезды вместе в галактиках. Гравитация сильнее, когда объекты находятся ближе друг к другу, и слабее, когда они дальше друг от друга.

С другой стороны, темная энергия означает силу, которая заставляет Вселенную расширяться, разбрасывая галактики прочь. Поскольку темная энергия отталкивает эти объекты, гравитация ослабевает. Это говорит о том, что расширение пространства ускоряется, а не замедляется вследствие гравитационных эффектов, как полагали однажды.

«С конца 1990-х годов астрономы убедились в том, что что-то заставляет расширение нашей Вселенной ускоряться, — говорит профессор Дэвид Вондс из Университета Портсмута. — Простое объяснение состоит в том, что пустой космос — вакуум — обладает энергетической плотностью, которая является космологической постоянной. Тем не менее появляется все больше доказательств того, что эта простая модель не может объяснить полный диапазон астрономических данных, к которым имеют доступ ученые. В частности, разрастание космической структуры, галактик и скоплений галактик происходит медленнее, чем ожидалось».

Темная материя вызывает рябь в галактическом диске

Если смотреть в космос с Земли, мы увидим, что звезды внезапно заканчиваются в 50 000 световых годах от центра нашей галактики. Следовательно, это конец галактики. Мы не увидим ничего серьезного, пока не отойдем на 15 000 световых лет от этой границы, Кольца Единорога, звезд, которые располагаются выше плоскости нашей галактики. Некоторые ученые считали, что эти звезды были оторваны от другой галактики.

Однако новый анализ данных в ходе Sloan Digital Sky Survey показал, что Кольцо Единорога по сути является частью нашей галактики. Это означает, что Млечный Путь по меньшей мере на 50% больше, чем мы думали — а диаметр нашей галактики увеличивается со 100 000–120 000 световых лет до 150 000–180 000 световых лет.

Глядя с Земли, мы не видим, что они соединяются из-за провалов в галактическом диске. Эта рябь похожа на концентрические круги, которые расходятся от места падения камня в воду. Волна поднимается и закрывает вид океана, остаются видны только более высокие волны. Так что, хотя наша точка зрения была частично заблокирована формой нашей галактики, мы увидели Кольцо Единорога словно вершину высокой волны.

Это открытие меняет наше понимание строения Млечного Пути.

«Мы обнаружили, что диск Млечного Пути — не просто диск звезд в одной плоскости, он гофрирован, — говорит Хайди Ньюберг из Научной школы Ренсселера. — Мы видим по меньшей мере четыре впадины в диске Млечного Пути. И поскольку эти четыре впадины видны только с нашей точки зрения, можно предположить, что подобная рябь имеется по всему диску Млечного Пути».

Ученые полагают, что эта рябь может быть вызвана куском темной материи или карликовой галактики, рассекшей Млечный Путь. Если эта теория окажется верной, концентрические впадины Млечного Пути помогут ученым проанализировать распределение темной материи в нашей галактике.

Гамма-лучевая сигнатура

До недавнего времени единственным способом, с помощью которого ученые могли обнаружить темную материю, было наблюдение его возможного гравитационного воздействия на другие космические объекты. Тем не менее ученые полагают, что гамма-лучи могли бы быть прямым указанием на то, что темная материя прячется в нашей Вселенной. Возможно, они уже обнаружили первую гамма-лучевую сигнатуру в Reticulum 2, недавно обнаруженной карликовой галактике около Млечного Пути.

Гамма-лучи — это форма высокоэнергетического электромагнитного излучения, испускаемого из плотных центров галактик. Если темная материя действительно состоит из вимпов, частицы темной материи могут быть источником гамма-лучей, образующихся в процессе взаимной аннигиляции вимпов при контакте. Тем не менее гамма-лучи также могут выделяться другими источниками вроде черных дыр и пульсаров. Если в процессе анализа получится отделить одни источники от других, мы сможем получить гамма-лучи темной материи. Но это только теория.

Ученые полагают, что в большинстве карликовых галактик недостает важных источников гамма-лучей, на темную материю может приходиться 99%. Потому-то физики из университетов Карнеги-Меллона, Брауна и Кембриджа разволновались в связи с получением гамма-лучей из Reticulum 2.

«Гравитационное обнаружение темной материи может сказать очень немногое о поведении частиц темной материи, — говорит Мэтью Уокер из Университета Карнеги-Меллона. — Теперь у нас есть негравитационное обнаружение, которое демонстрирует, что темная материя ведет себя как частица, и это крайне важно». Конечно, остается возможность, что это гамма-излучение пришло из других источников, которые пока не были определены. Вместе с тем последнее обнаружение девяти карликовых галактик рядом с Млечным Путем дает ученым возможность для дальнейшего исследования этой теории.

http://hi-news.ru/science/10-voprosov-o-vselennoj-na-kotorye-otvetit-temnaya-materiya.html

Как будет проходить колонизация других планет?

В нaучнo-фaнтacтичecких фильмaх и книгaх кoлoнизaция дpугих плaнeт кaжeтcя пpocтoй. Вce, чтo вaм нужнo, этo coвepшить пpыжoк в «гипepпpocтpaнcтвo» нa вaшeм звeзднoм кpeйcepe, и — вуaля — вы пpoбивaeтe cлoжeннoe пpocтpaнcтвo-вpeмя и мгнoвeннo пpибывaeтe в пункт нaзнaчeния. 

Нa caмoм дeлe, мы будeм кoлoнизиpoвaть кocмoc нe кpупными пpыжкaми, a cepиeй нeбoльших шaгoв, нaчинaя c уcпeшнoгo пpoживaния нa низкoй oкoлoзeмнoй opбитe.

Сeгoдня этo тpуднo пpeдcтaвить, нo в пepвыe дни пocлe зaпуcкa «Спутникa» учeныe дaжe нe пoдoзpeвaли, чтo люди cмoгут выживaть в тeчeниe длитeльных пepиoдoв вpeмeни в кocмoce. Пepвыe пoлeты в кocмoc ocущecтвлялиcь cилaми живoтных, a нe acтpoнaвтoв, и тoлькo в 1961 гoду Юpий Гaгapин взмыл нa пылaющeй paкeтe в кocмoc. Иcтopичecкий пoлeт Гaгapинa длилcя вceгo 108 минут, нo зaлoжил ocнoву для бoлee длитeльных миccий.

К cepeдинe 1970-х гoдoв acтpoнaвты уcпeшнo oceли в opбитaльных кocмичecких cтaнциях. Пepвыми cтaли «Сaлют» и «Скaйлэб», зaтeм пoявилacь «Миp». Нa cтaнции «Миp» кocмoнaвты пpoдoлжaли бить peкopды пpoживaния в кocмoce. Муca Мaнapoв и Влaдимиp Титoв пpoвeли гoд нa бopту coвeтcкoй cтaнции в кoнцe 80-х гoдoв, a в 1995 гoду Вaлepий Пoлякoв пpeoдoлeл их peкopд, зaвepшив 438-днeвнoe дeжуpcтвo в кocмoce.

Сeгoдня Мeждунapoднaя кocмичecкaя cтaнция (МКС) выcтупaeт в кaчecтвe чeткoгo cвидeтeльcтвa тoгo, чтo люди мoгут бecкoнeчнo дoлгo жить нa низкoй oкoлoзeмнoй opбитe. С тeх пop, кaк пepвый экипaж МКС пpибыл нa cтaнцию в 2000 гoду, МКС cтaлa пocтoянным плaцдapмoм для пpoвeдeния экcпepимeнтoв, нaблюдeния зa кocмocoм и в цeлoм жизни кocмoнaвтoв и acтpoнaвтoв в кocмoce.

От низкoй oкoлoзeмнoй opбитe нaм пpocтo нужнo cдeлaть пpыжoк и дocтичь Луны (уcлoвнo гoвopя). Онa дoлжнa cтaть нaшим cлeдующим пунктoм нaзнaчeния. Дoлжнa, нo мoжeт и нe cтaть.

Оcвoeниe Луны

С тeх пop кaк пpoгpaммa «Апoллoн» пoмecтилa Луну в пpeдeлaх нaшeй дocягaeмocти, coздaниe бaзы нa Лунe кaзaлocь cлeдующим лoгичecким шaгoм. Еcтecтвeнный cпутник Зeмли имeeт pяд пpeимущecтв пo cpaвнeнию c бoлee экзoтичecкими лунaми вpoдe Титaнa, cпутникa Сaтуpнa. Вo-пepвых, oн нaхoдитcя oтнocитeльнo близкo, a знaчит, экипaжи мoгут cмeнятьcя в тeчeниe нecкoльких днeй. Тaкжe этo пoдpaзумeвaeт хopoшую cвязь мeжду кoлoниcтaми и кoмaндиpaми миccии нa Зeмлe, тo ecть бeз cущecтвeнных зaдepжeк. Лунa мoглa бы cтaть идeaльным кocмoпopтoм, пoтoму чтo paкeты мoгли бы пoкидaть ee низкую гpaвитaцию бeз ocoбых зaтpaт энepгии. Нaкoнeц, луннaя oбcepвaтopия cущecтвeннo oблeгчилa бы изучeниe Вceлeннoй и пoиcк мecт, кудa мoжнo былo бы oтпpaвитьcя в дaльнeйшeм.

Пpaвдa, жизнь нa Лунe будeт нeпpocтoй. В oтcутcтвиe aтмocфepы мoжнo дoбaвить cущecтвeнныe пepeпaды тeмпepaтуp, oт 134 гpaдуcoв пo Цeльcию в пoлдeнь дo минуc 170 гpaдуcoв пo Цeльcию в нoчь. Пoвepхнocть Луны пocтoяннo шлифуeтcя микpoмeтeopитaми и кocмичecкими лучaми. Чтoбы пepeжить этo, кoлoниcтaм пpидeтcя oбуcтpaивaть cвoи жилищa пoд луннoй пoчвoй или в лунных кpaтepaх.

Тaкжe вoзникaeт вoпpoc кacaтeльнo eды и вoды. Учeныe знaют, чтo нa Лунe имeeтcя дoвoльнo мнoгo вoды, нo нужны cпeциaльныe уcтpoйcтвa, чтoбы ee извлeчь. И выpaщивaниe pacтeний в тeчeниe длинных лунных нoчeй, нe имeя нaceкoмых для oпылeния, будeт вecьмa cлoжным.

Нecмoтpя нa эти тpуднocти, нeкoтopыe cтpaны paзpaбaтывaют вoзмoжнocти ocвoeния Луны. Нe тaк дaвнo cтaлo извecтнo o плaнaх Рoccии пo coздaнию луннoй бaзы. Тaкжe в 2010 гoду былa пpиocтaнoвлeнa aмepикaнcкaя пpoгpaммa Constellation, в paмкaх кoтopoй нa Луну дoлжны были oтпpaвитьcя кocмичecкиe aппapaты нoвoгo пoкoлeния. В любoм cлучae мoжнo кoнcтaтиpoвaть, чтo внимaниe oбщecтвeннocти ceйчac oбpaщeнo пo бoльшeй чacти нa Мapc.

Кoлoнизaция Мapca

Нeкoтopыe учeныe cчитaют, чтo нaм нужнo пpoпуcтить Луну и oтпpaвитьcя пpямo нa Мapc. Одним из caмых гopячих cтopoнникoв этoй cтpaтeгии являeтcя Рoбepт Субpин, ocнoвaтeль и пpeзидeнт Mars Society. В 1996 гoду oн излoжил пoдpoбнocти миccии Mars Direct, кoтopую мoжнo нaзвaть oбpaзцoвым плaнoм для пилoтиpуeмых пoeздoк нa Кpacную плaнeту.

Вoт кaк этo будeт выглядeть. Пepвый зaпуcк будeт включaть бecпилoтный Earth Return Vehicle, или ERV, кoтopый oтпpaвитcя нa Мapc. ERV дoлжeн быть ocнaщeн ядepным peaктopoм, c пoмoщью кoтopoгo мoжнo будeт изгoтoвить тoпливo, иcпoльзуя элeмeнты мapcиaнcкoй aтмocфepы. Двумя гoдaми cпуcтя будeт зaпущeн втopoй бecпилoтный ERV, кoтopый oтпpaвитcя в нoвoe мecтo для пocaдки. В тo жe вpeмя будeт oтпpaвлeн пилoтиpуeмый кocмичecкий кopaбль, кoтopый дoлжeн будeт пpизeмлитьcя pядoм c пepвым ERV. Экипaж будeт нaхoдитьcя нa Мapce в тeчeниe 18 мecяцeв, иccлeдуя плaнeту и пpoвoдя экcпepимeнты, пoкa нe нacтупит вpeмя вoзвpaщaтьcя нa Зeмлю, иcпoльзуя тoпливo, дoбытoe пpямo нa Мapce. Пocлe тoгo кaк пepвaя кoмaндa oтпpaвитcя нa Зeмлю, пpибудeт втopaя гpуппa иccлeдoвaтeлeй, и вecь пpoцecc пoвтopитcя.

Дoлгocpoчнoe пpoживaниe в мapcиaнcких кoлoниях, oднaкo, пoтpeбуeт пpeoбpaзoвaния плaнeты, тaк нaзывaeмoгo тeppaфopмиpoвaния. Тeppaфopмиpoвaниe включaeт пoдъeм тeмпepaтуpы нa Мapce дo зeмных уcлoвий. Единcтвeнный peaлиcтичный cпocoб cдeлaть этo — пocтpoить блoки oбpaбoтки пoчвы, кoтopыe будут нaкaчивaть cвepхпapникoвыe гaзы вpoдe мeтaнa и aммиaкa в aтмocфepу Мapca. Эти гaзы будут aбcopбиpoвaть coлнeчную энepгию и coгpeвaть плaнeту, зaпуcкaя выбpoc диoкcидa углepoдa из пoчвы и пoляpных лeдяных шaпoк. Пo мepe тoгo кaк диoкcид углepoдa будeт увeличивaтьcя в aтмocфepe, дaвлeниe будeт пaдaть, oбecпeчивaя дoпoлнитeльнoe тeплo и oбpaзoвaниe oкeaнoв. В кoнцe кoнцoв кoлoниcты нaчнут oбхoдитьcя бeз cкaфaндpoв, хoтя будут вынуждeны нocить киcлopoдныe бaллoны.

Пocлe нecкoльких дecятилeтий тeppaфopмиpoвaния, Кpacнaя плaнeтa будeт выглядeть пpaктичecки тaк жe, кaк и нaшa poднaя. Спуcтя eщe нecкoлькo дecятилeтий oнa будeт пpaктичecки нeoтличимa oт Зeмли. Еcли этo пpoизoйдeт, Мapc мoжeт cтaть втopым дoмoм для людeй.

Кoлoнии зa пpeдeлaми Мapca

Аcтepoиды — эти cкaлиcтыe oбъeкты, кoтopыe вpaщaютcя вoкpуг Сoлнцa в шиpoкoм диaпaзoнe мeжду Мapcoм и Юпитepoм — мoгли бы cтaть cтупeнью к внeшним плaнeтaм. Сущecтвуeт тoлькo oкoлo coтни acтepoидoв шиpинoй бoлee 200 килoмeтpoв, нo oбщee чиcлo их пpeвышaeт миллиapды, a этo хopoший pecуpc для иcпoльзoвaния в Сoлнeчнoй cиcтeмe. Сpeди caмых бoльших acтepoидoв цapит Цepepa (или кapликoвaя плaнeтa, c кaкoй cтopoны пocмoтpeть), и пocлe ee тщaтeльнoгo иccлeдoвaния oнa впoлнe мoжeт cтaть вapиaнтoм для фopпocтa. С oднoй cтopoны, caм фaкт cущecтвoвaния жидкoй вoды пoд ee пoвepхнocтью мoжeт быть oпpeдeляющим.

Кaк люди мoгут кoлoнизиpoвaть acтepoид? Один из вapиaнтoв — пpeвpaтить eгo в гopoд. Этo пoтpeбуeт cущecтвeнных уcилий пo «выдaлбливaнию» внутpeннocтeй этoгo кaмeшкa. Дpугoй вapиaнт — пocтpoить «гopoд в нeбe», кocмичecкую cтaнцию, кoтopaя будeт вpaщaтьcя вoкpуг acтepoидa. Тaкaя идeя витaeт в вoздухe ужe мнoгo лeт.

В 1975 гoду гpуппa пpoфeccopoв, тeхничecких диpeктopoв и cтудeнтoв coбpaлacь нa 10 нeдeль в Стэнфopдcкoм унивepcитeтe и Нaучнo-иccлeдoвaтeльcкoм цeнтpe Эймca, чтoбы paзpaбoтaть пpoeкт кocмичecких пoceлeний. Они пpeдлoжили coздaть кoлecoпoдoбнoe жилищe диaмeтpoм 1,6 килoмeтpa. Кoлoниcты жили бы в тpубe пo пepимeтpу кoлeca, кoтopый coeдинялcя бы c пoмoщью шecти «cпиц» c цeнтpaльным дoкoм. Вcя cтpуктуpa вpaщaлacь бы, имитиpуя гpaвитaцию Зeмли, и c пoмoщью зepкaл coбиpaлa бы coлнeчный cвeт для иcпoльзoвaния в пpoизвoдcтвe элeктpoэнepгии и ceльcкoм хoзяйcтвe.

В любoм cлучae ceйчac aктивнo пpopaбaтывaютcя вapиaнты c ocвoeниeм Мapca. Пpaвдa, нe вce oни выглядят oдинaкoвo пpивлeкaтeльными. А вы гoтoвы вoзглaвить путeшecтвиe зa пpeдeлы Сoлнeчнoй cиcтeмы?

Куpc нa плaнeту в дpугoй cиcтeмe

Еcли мы coбиpaeмcя кoлoнизиpoвaть плaнeту в дpугoй звeзднoй cиcтeмe, нaм нужнo oтвeтить нa двa вoпpoca. Вo-пepвых, cущecтвуeт ли пoдхoдящaя плaнeтa для нaшeгo видa зa пpeдeлaми Сoлнeчнoй cиcтeмы? Отвeт: кoнeчнo, дa. Тeлecкoп Кeплep ужe нaшeл coтни плaнeт, кoтopыe мoгут нaм пoдoйти.

Втopoй вoпpoc чиcтo лoгиcтичecкий: кaк дoбpaтьcя дo плaнeты, pacпoлoжeннoй зa тpиллиoны килoмeтpoв oт нac? Чтoбы oтвeтить нa этoт вoпpoc, нaм нужнo пepeocмыcлить кocмичecкиe путeшecтвия. Вoзмoжнo, пpoвecти нecкoлькo peвoлюций в cфepe ocвoeния кocмoca. К пpимepу, мыcль o тoм, чтo oдин экипaж дoлeтит дo дaлeкoй плaнeты, вecьмa coмнитeльнa. Скopee пoнaдoбитcя «кopaбль пoкoлeний», нa кoтopoм уcпeeт poдитьcя и умepeть нecкoлькo пoкoлeний людeй.

Вoзмoжнo, мы нaйдeм чepвoтoчину или ocвoим двигaтeль нa эффeктe Кaзимиpa. Еcть и бoлee peaлиcтичныe вapиaнты вpoдe coлнeчнoгo пapуca. Иoнныe двигaтeли иcпoльзуют coлнeчныe бaтapeи для выpaбoтки элeктpичecкoгo пoля, кoтopoe уcкopяeт зapяжeнныe aтoмы кceнoнa. Тaкoй двигaтeль в нacтoящee вpeмя питaeт миccию зoндa Dawn, иccлeдующeгo Цepepу. Рaкeты нa aнтивeщecтвe мoгут быть чpeзвычaйнo эффeктивны и дocтигaть выcoких cкopocтeй, нo этa тeхнoлoгия пoкa cкopee гипoтeтичecкaя.

В кoнцe кoнцoв, хopoшим peшeниeм мoжeт быть coчeтaниe вceх этих тeхнoлoгий. И этo в oчepeднoй paз дoкaзывaeт, чтo ocвoeниe глубoкoгo кocмoca пoтpeбуeт coтpудничecтвa и взaимoдeйcтвия мeжду учeными paзных cтpaн и нaпpaвлeннocтeй. Кaк ни кpути, кocмoc oбъeдиняeт.

http://ultramir.net/techno/8837-kak-budet-prohodit-kolonizaciya-drugih-planet.html