Специалисты Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) несколько раз пытались установить связь с лунным посадочным модулем SLIM, который 19 января 2024 года сел на естественный спутник Земли и уже пережил три лунные ночи. Но аппарат не ответил.
По информации JAXA, инженеры аэрокосмического агентства не теряют надежды восстановить связь с аппаратом. Они считают, что в следующем месяце, когда солнце снова осветит регион, где находится SLIM, солнечные панели смогут подзарядить аккумуляторы, и зонд выйдет на связь с Землей.
В любом случае SLIM уже пережил три лунные ночи, когда температура на естественном спутнике нашей планеты падала до минус 173 градусов Цельсия. Только одно это обстоятельство доказало качество оборудования японского посадочного модуля.
Космос всегда восхищал людей своей необъятностью и таинственностью. Среди множества удивительных явлений, происходящих в космосе, есть одно особенно впечатляющее.
Интересный факт
Одной из самых далёких галактик, обнаруженных с помощью телескопа Хаббл, является галактика GN-z11. Она находится на расстоянии 13,4 миллиарда световых лет от Земли. Это означает, что мы видим её такой, какой она была всего через 400 миллионов лет после Большого взрыва, когда Вселенной было всего около 3% от её нынешнего возраста.
Во что веришь по-настоящему, это и существует. Джеймс Джойс. «Улисс»
Учитывая правдоподобие вечной инфляции, я считаю, что скоро любая космологическая теория, не ведущая к вечному размножению вселенных, будет считаться невероятной, как вид бактерий, которые не могут размножаться. Алан Гус (1997)
С начала 1980-х годов активно развивается концепция, по которой Вселенная является квантовым объектом, динамика которого, с самого рождения до настоящего времени, определяется такими гипотетическими квантовыми феноменами, как поле инфлатона, элементарные частицы ВИМПы и отрицательное давление вакуума. Все используемые в квантовой космологии сущности были введены без каких-либо серьезных теоретических или экспериментальных обоснований, но с большой надеждой на их получение в будущем. Прошло сорок лет после «взрывного» распространения этой инфляционной концепции, так что уже можно подвести определенный итог ее обоснованности. ВИМПы для темной материи: не найдены
Интенсивные поиски WIMP большим количеством подземных экспериментов могут привести к их обнаружению в ближайшие годы или практически исключить существование этих частиц… Ю. Куденко. «Троицкий вариант» (13 сентября 2011)
Гипотеза, что черные дыры — это темная материя, не исключена, но сейчас столбовая дорога по объяснению существования темной материи — новые частицы. — Какой массы они могут быть? — Любой. Академик И. Ткачев отвечает на вопросы Б. Штерна («Троицкий вариант», 7 декабря 2021)
Следуя предсказаниям квантовых космологов (так как они были очень неконкретными — фактически «любыми», то их вернее назвать предчувствиями), уже несколько десятилетий подряд физики повсюду ищут ВИМПы — неуловимые частицы темной материи.
В разных странах организовано около десятка подземных лабораторий, которые спускают многотонные детекторы в шахты на глубины до двух километров в надежде зарегистрировать там загадочные частицы. Но ничего не получается. Детекторы темных частиц запускаются на воздушных шарах над Антарктидой и выводятся в космос — как в ходе кратковременных экспедиций, так и в качестве постоянных приборов. В 2011 году для поиска частиц темной материи на Международной космической станции был установлен бочкообразный альфа-спектрометр AMS-02 весом в 7,5 тонны и стоимостью два миллиарда долларов, что примерно в три раза больше, чем цена гравитационного детектора LIGO. Увы, в отличие от LIGO, постройка которого привела к грандиозному успеху (см. раздел 9.2), поиск частиц темной материи на AMS-02 оказался безрезультатным. Главная причина этого очевидна: если эксперимент LIGO был основан на теоретических расчетах и предсказаниях хорошо проверенной теории Эйнштейна, то все эксперименты по поиску элементарных частиц темной материи опирались лишь на многочисленные, но очень шаткие гипотезы.
Ученые проводили эксперименты по поиску темных частиц и на Большом адронном коллайдере (БАК) в Европе, бурно реагируя на любые признаки отклонения от Стандартной теории. В декабре 2015 года группа ученых, работавшая на БАК, сообщила о признаке существования новой частицы, которая не укладывалась в Стандартную теорию элементарных частиц. Результат имел невысокую статистическую достоверность, и в августе 2016 года эта же группа сделала вывод, что никакой новой частицы нет — приборы просто показали статистическую флуктуацию. Но для объяснения существования этой несуществующей частицы теоретиками за восемь месяцев было опубликовано 600 научных статей, включая публикации в самых престижных физических журналах. Был ряд подобных «темных» фальстартов на других инструментах, но все они закончились разочарованием.
В 2017 году я участвовал в конференции о «темной Вселенной» на французском острове Гваделупа. Сообщество сторонников темных частиц, собравшихся на конференции, впечатляло. Участники конференции были практически поголовно искателями частиц темной материи (ВИМПов, аксионов и других частиц). Они их искали везде — в подземных лабораториях, в космосе и на ускорителях. Мировую карту с десятком лабораторий гордо показывал каждый второй докладчик. Они искали эти темные частицы уже тридцать лет с нулевым успехом, но с большим бюджетом. От безрыбья они хватались за любую соломинку — например, загадочные годовые вариации в показаниях каких-то европейских приборов были объявлены возможными вариациями потока частиц темной материи из центра Галактики, хотя ежу понятно, что годовые вариации атмосферы тоже вызывают вариации локального мюонного потока — да мало ли сезонных факторов можно найти, которые могут повлиять на показания сверхчувствительных приборов. Отмечу, что попытки найти эти годовые вариации на аналогичных приборах, специально построенных для этой цели в других странах, оказались безуспешными. Эти неудачи вызвали скандальные сомнения в корректности методики оригинальных наблюдений, которая не отличается прозрачностью из-за каких-то секретных патентованных технологий.
На дискуссии в Гваделупе раздался робкий юный голос: что же нам делать, если уже все возможности для обнаружения WIMP исчерпаны? На что бодрые голоса постарше ответили, что далеко не все возможности испробованы, просто нужны новые эксперименты с лучшей чувствительностью. Детектор с тремя тоннами ксенона ничего не дает? Тогда нужно построить детектор в триста тонн! Будущие перспективы были усыпаны эпитетами: exciting, fascinating, amazing («волнующие, захватывающие, удивительные»). Было очевидно, что решение проблемы темной материи вне квантовой парадигмы (или вне концепции «темных» элементарных частиц) будет катастрофой для этих людей. Один докладчик начал свое выступление с категоричного заявления: «Я не собираюсь обсуждать, почему мы верим в темную материю из элементарных частиц». Действительно, альтернативы ВИМПам практически не рассматривались. Очевидно, что никакие научные доводы не изменят предубеждений фанатичных искателей темных частиц, которые даже не собираются рассматривать альтернативные варианты. Это сообщество будет существовать, пока есть питающий его денежный поток.
Обоснование квантовой космологии: отсутствует
Физики обсуждают разные типы гипотетических легких полей, энергия которых могла бы выступать в качестве темной энергии. В наиболее простом с теоретической точки зрения варианте плотность энергии нового поля убывает со временем. Для поля такого типа употребляют термин «квинтэссенция». Не исключена, однако, и обратная возможность, когда плотность энергии растет со временем; поле такого типа называют фантомом. Академик В. Рубаков
Неизвестные эффекты контролируют вакуумную энергию, неизвестные поля создают квинтэссенцию, неизвестные эффекты связывают квинтэссенцию с плотностью материи во Вселенной. Описание современной космологии по Кори Пауэлл
За последние 40 лет ни одна из основных гипотез квантовой космологии не получила своего обоснования. Как следует из обсуждения в предыдущем параграфе, элементарные частицы, которые отвечали бы за темную материю, не были найдены, при этом области возможных (еще не исследованных) значений масс и сечений рассеяний для ВИМПов кардинально сузились. Природа «заданного руками» инфлатона, ответственного за Большой взрыв, осталась такой же загадочной, как и в момент его сотворения. Хотя мощное начальное ускорение Вселенной решало проблему ее однородности и изотропии, впоследствии выяснились очень неприятные особенности такого решения. Например, «проблема начальных значений»: для получения современной Вселенной начальные условия в момент начала расширения должны быть заданы с точностью 10–79. Если начальная плотность отклонится от нужного значения на величину 10–79, то Вселенная станет совершенно иной: или разлетится практически в бесконечность к настоящему моменту, или (при отклонении в сторону чуть большей плотности) уже сколлапсирует. Стивен Хокинг пишет о проблеме начальных значений: «Если бы через секунду после Большого взрыва скорость расширения оказалась бы на одну сто-тысяча-миллион-миллионную меньше, то произошло бы повторное сжатие Вселенной, и она никогда бы не достигла своего современного состояния» (Хокинг С. «От большого взрыва до черных дыр», 1990).
Эта неприятность заставила инфляционистов генерировать огромное количество вселенных (фигурируют числа в 10500 миров и даже гораздо больше) — для получения хотя бы некоторых вселенных с приемлемыми условиями для жизни. Это использование антропного принципа5 в космологии выглядит очень спорно, как убедительно показано в работе M. Frankel «Fine Tuning», January 2022 (Foundational Questions Institute). Автор известного астрономического учебника Петер Шнайдер выразился иронично: антропный принцип можно рассматривать как «объяснение», но можно и как «капитуляцию».
Н. Турок и П. Стейнхардт пишут об инфляционной теории: «Инфляция была лидирующим сценарием ранней Вселенной в течение двух десятилетий и стала привычным элементом общепринятой космологической модели. Однако до сих пор теория не решила многих проблем.… Великая космологическая головоломка, начальная сингулярность — начало времени и образование наблюдаемого мира — остается столь же загадочной, как и всегда».
Гипотезе об отрицательном вакуумном давлении, которое должно объяснить наблюдаемую величину, космологическую постоянную и современное ускорение расширения Вселенной, уже больше 20 лет. Но не появилось никаких прорывных результатов, которые бы обосновали это антидавление вакуума. Надежды на теоретическое получение космологической постоянной из квантовых флуктуаций вакуума не оправдались: квантовая теория поля приводит или к нулевому значению космологической постоянной, или к значению, которое на 120 порядков превосходит наблюдаемое значение. Это известно как «самое плохое теоретическое предсказание в истории физики».
Трудной является и «проблема совпадения» (иногда ее называют проблемой Нэнси Кэрриган, по имени литературной героини, которую волновали схожие вопросы, хотя и не в области космологии). Согласно квантовой космологии, такие сущности, как темная энергия и темная материя, являются физически не связанными феноменами, которые определяются совершенно разными полями и сортами частиц. И тогда возникает вопрос: почему они совпадают по порядку величины?
Отсутствие теоретического обоснования мало смущает квантовых космологов: они часто утверждают, что их модели прекрасно согласуются с наблюдениями. Это, безусловно, миф. В настоящее время все космологические наблюдения хорошо описываются Стандартной космологической моделью, которая предполагает плоскую Вселенную с шестью свободными параметрами (например, барионная плотность, плотность темной материи и величина космологической постоянной), которые подбираются так, чтобы модель совпадала с наблюдениями. Эта модель основана на классических уравнениях Фридмана, и параметры этой модели носят феноменологический характер. Стандартную модель часто называют LCDM (Lambda-Cold Dark Matter) моделью. Она включает в себя плотность темной материи и величину космологической постоянной, но не делает никаких предположений о природе этих феноменов. Предположение о квантовой природе Вселенной не играет существенной роли в LCDM-модели — к ней могут приводить космологические теории разных типов.
Инфляционисты часто приводят наблюдаемый спектр флуктуаций реликтового излучения (см. рис. 2 и цветную илл. 7) в качестве своих достижений и подтверждения своих моделей. Но, как пишут в 2016 году в обзоре по космологиям отскока Р. Бранденбергер и П. Петер, «успешные предсказания, сделанные инфляцией для спектра космологических возмущений, не являются специфическими для инфляции. Фактически, за десятилетие до развития инфляционной космологии Сюняевым и Зельдовичем («Small-scale fluctuations of relic radiation», Astrophysics and Space Science, 1970), а также Пиблзом и Ю («Primeval adiabatic perturbation in an expanding universe», ApJ, 1970) было осознано, что приблизительный масштабно-инвариантный спектр адиабатических возмущений, которые присутствуют во времена равенства материи и излучения в суперхаббловских масштабах, приведет к масштабно-инвариантной асимптотике Сакса — Вольфа на больших углах и к акустическим колебаниям на шкале нескольких градусов в угловом спектре мощности реликтового излучения; это приведет к масштабно-инвариантному спектру мощности первичных флуктуаций плотности и наложенным барионным акустическим колебаниям малой амплитуды: все эти особенности сейчас наблюдаются».
Максимально упрощенное высказывание Бранденбергера — Петера означает следующее: все пики и провалы в распределении неоднородностей реликтового излучения, показанные на рис. 2, связаны с классической физикой акустических колебаний и т. д. Гипотезы квантовой инфляции влияют только на самые крупные флуктуации реликтового излучения (плато, отмеченное прямоугольником на графике рис. 2).
Современная квантовая космология — это дом без единого кирпича в фундаменте. Этот дом парит в воздухе лишь одной силой убежденности. Ученые, получившие университетское образование в последние десятилетия, выросли в атмосфере веры (не побоимся этого слова), что инфлатон, ВИМПы и прочие квантовые космические чудеса — это реальные и доказанные вещи. Ведь в этой области работают тысячи ученых, а бюджеты квантово-космологических исследований исчисляются миллиардами! Могут ли все они ошибаться? Да! Примеров массовой ошибочной увлеченности в истории науки — масса (например, теория эфира). У инфляционной модели столько свободных параметров (или вариантов модели), что позволяет подгонять эту теорию практически под любой набор эмпирических данных.
В июне 2024 года в издательстве "Питер" выходит второе, дополненное и исправленное издание книги, автор которой Николай Горькавый расставил всё по своим местам в нашей Вселенной. По сравнению с первым изданием она дополнена свежайшими данными: открытие наногерцовых гравитационных волн, которое было предсказано Автором.
Новейшая космологическая революция началась в 2015 году, когда были открыты гравитационные волны от слияния множества невидимых черных дыр звездных масс, составляющих темную материю космоса. Это открытие привело к созданию модели осциллирующей Вселенной, в динамике которой гравитационное излучение и черные дыры играют ключевую роль. В данной книге впервые описывается циклическая космология, объясняющая физический механизм Большого взрыва и современного ускорения расширения Вселенной (феномен положительной космологической постоянной или «темной энергии»). Основной текст книги написан на популярном уровне, но приложение содержит исчерпывающее математическое описание осциллирующей Вселенной с переменной гравитационной массой. Книга представляет интерес для широкого круга читателей, студентов-физиков и специалистов.
Об авторе: Горькавый Николай Николаевич, доктор
физико-математических наук (МГУ, 1990), лауреат Государственной премии СССР (1989) и премии им. Роберта Годдарда (NASA/GSFC, 2013). Автор более ста научных статей, трех научных монографий и шести научно-популярных книг.
Астероид 4654 Gor'kavyj назван в его честь.
В чём же скандальность данного издания? Горькавый убедительно показывает, что в современной космологии определенно существует не просто кризис, а тупик.
Современная квантовая космология – это дом без единого кирпича в фундаменте. Этот дом парит в воздухе лишь одной силой убежденности. Ученые, получившие университетское образование в последние десятилетия, выросли в атмосфере веры, что инфлатон, ВИМПы и прочие квантовые космические чудеса – это реальные и доказанные вещи.
Ведь в этой области работают тысячи ученых, а бюджеты квантово-космологических исследований исчисляются миллиардами! Могут ли все они ошибаться? Да! Примеров массовой ошибочной увлеченности в истории науки много (например, теория эфира).
У инфляционной модели столько свободных параметров (или вариантов модели), что позволяет подгонять эту теорию под практически любой набор эмпирических данных. Эта «свобода» подгонки вызвала знаменитую дискуссию 2017 года, после статьи
в журнале Scientific American видных астрономов Иджас, Стейнхардта и Лоеба, где утверждалось, что
ТЕОРИЯ ИНФЛЯЦИИ НЕ ЯВЛЯЕТСЯ НАУКОЙ, ПОТОМУ ЧТО МОЖЕТ ПРЕДСКАЗАТЬ ВСЁ, А ЗНАЧИТ – НИЧЕГО.
Новая космологическая революция на наших глазах создает убедительную модель Вселенной на основе доказанных фундаментальных теорий, в первую очередь – на основе Общей Теории Относительности. Более того, динамика современной Вселенной управляется слабыми гравитационными полями, для которых эйнштейновские тензорные уравнения переходят в скалярные уравнения Ньютона. Следовательно, основная пружина динамической модели Вселенной может быть описана не только в рамках теории Эйнштейна, но и на языке ньютоновского гравитационного потенциала.
Признаки правильности новой космологической модели очевидны:
она будет базироваться на доказанных теориях, и не будет вводить ни одного нового поля, или фундаментальной константы, или квантовой субстанции, или сорта частиц, или нового измерения;
она должна объяснить все основные факты наблюдательной космологии;
она сделает конкретные предсказания, которые можно будет проверить наблюдениями.
Ведь так просто!
В книге не просто описывается новая модель пульсирующей вселенной, но приводятся математические выкладки, обосновывающие эту модель.
В бескрайних просторах Вселенной, среди мириадов звезд и галактик, существуют загадки, которые ставят под сомнение наши представления о реальности. Одной из таких загадок является концепция сферы Дайсона – гипотетической мегаструктуры, окружающей звезду и способной полностью использовать ее энергию.
Идея сферы Дайсона была впервые предложена в 1960 году физиком Фрименом Дайсоном, который задался вопросом: как могла бы выглядеть высокоразвитая инопланетная цивилизация, достигшая такого уровня технологического прогресса, что смогла бы полностью использовать энергию своей родной звезды? Ответ, который он предложил, был поистине грандиозным и захватывающим.
Фримен Дайсон
Представьте себе огромную сферическую конструкцию, окружающую звезду и собирающую всю ее энергию. Такая мегаструктура могла бы обеспечить практически неограниченные ресурсы для развития цивилизации, позволяя ей достичь невообразимых высот. Но возможно ли вообще создание подобного гигантского сооружения? Или это всего лишь плод фантазии ученых?
Визуализация сферы Дайсона
В этой статье мы погрузимся в мир альтернативной истории и попытаемся разобраться, насколько реалистична идея сферы Дайсона. Мы рассмотрим различные теории и гипотезы, связанные с этой концепцией, и проанализируем, какие технологии потребовались бы для ее воплощения в жизнь. Возможно, где-то во Вселенной уже существуют следы подобных мегаструктур, созданных инопланетными цивилизациями?
Присоединяйтесь к нам в этом захватывающем путешествии по граням реальности и неизведанного. Вместе мы попытаемся приоткрыть завесу тайны и узнать, что скрывается за идеей сферы Дайсона – величайшей инженерной задачи, когда-либо задуманной разумными существами. Готовы ли вы бросить вызов своим представлениям о возможном и невозможном?
Идея сферы Дайсона поистине захватывает воображение. Представьте себе гигантскую сферическую конструкцию, окружающую звезду и полностью использующую ее энергию. Такая мегаструктура могла бы обеспечить практически неограниченные ресурсы для развития цивилизации, позволяя ей достичь невероятных высот.
Но что именно представляет собой сфера Дайсона и как она может работать?
В своей первоначальной концепции Дайсон предположил, что высокоразвитая инопланетная цивилизация, нуждающаяся в огромных количествах энергии, могла бы построить сферическую оболочку вокруг своей родной звезды. Эта оболочка, состоящая из множества отдельных элементов, могла бы полностью поглощать излучение звезды и использовать его для своих нужд.
Представьте себе, что вся поверхность сферы Дайсона покрыта солнечными панелями или другими устройствами для сбора энергии. Вся энергия, излучаемая звездой, будет собираться и преобразовываться в электричество или другие формы энергии, необходимые для поддержания жизни и деятельности цивилизации.
Но это лишь одна из возможных концепций сферы Дайсона. Другие ученые предлагали альтернативные варианты, такие как сфера, состоящая из множества отдельных станций, вращающихся вокруг звезды на определенном расстоянии. Эти станции могли бы собирать энергию звезды и передавать ее друг другу, образуя своего рода "энергетическую сеть".
Или же такие как "сфера Дайсона из облаков". В этой идее вместо сплошной оболочки используются миллиарды отдельных элементов, собирающих энергию звезды и передающих ее друг другу. Такая система может быть более гибкой и легче в реализации, но также имеет свои недостатки и сложности.
Независимо от конкретной реализации, идея сферы Дайсона поднимает множество вопросов и загадок. Какие технологии потребовались бы для ее создания? Сможет ли когда-нибудь человечество достичь такого уровня развития? И, самое главное, существуют ли где-то во Вселенной следы подобных мегаструктур, созданных инопланетными цивилизациями?
Ниже мы рассмотрим некоторые теории и гипотезы, связанные с возможностью создания сферы Дайсона, а также проанализируем, какие технологические достижения потребовались бы для ее воплощения в жизнь.
Несмотря на кажущуюся фантастичность идеи сферы Дайсона, ученые всерьез рассматривают возможность ее создания в далеком будущем. Для этого, однако, потребуются поистине гигантские технологические достижения и ресурсы.
Одна из ключевых проблем заключается в масштабах такого проекта. Для создания сферы Дайсона вокруг Солнца потребовалось бы огромное количество материалов – по некоторым оценкам, эквивалентное массе Юпитера или даже больше. Добыча и транспортировка такого объема ресурсов представляется крайне сложной задачей даже для высокоразвитой цивилизации.
Кроме того, необходимо решить вопрос о том, как удержать такую гигантскую конструкцию на орбите вокруг звезды. Одним из возможных решений может быть использование силы гравитации самой сферы для ее стабилизации. Однако это потребует невероятно точных расчетов и инженерных решений.
Несмотря на кажущуюся фантастичность идеи сферы Дайсона, ученые продолжают изучать возможности ее практической реализации. Одним из ключевых вопросов является выбор материалов и технологий для строительства подобной гигантской конструкции.
Традиционные строительные материалы, такие как сталь или бетон, не подходят для создания сферы Дайсона из-за их огромной массы и недостаточной прочности. Гораздо более перспективными являются прочные и легкие материалы на основе углерода, такие как углеродные нанотрубки или аэрогели.
Углеродные нанотрубки обладают удивительной прочностью на разрыв, в сотни раз превышающей прочность стали при гораздо меньшей плотности. Кроме того, они могут эффективно проводить электрический ток, что позволит использовать их для передачи энергии по всей сфере.
Визуализация нанотрубки
Аэрогели – это уникальные пористые материалы с очень низкой плотностью и высокой изоляционной способностью. Они могут быть использованы для создания легких и прочных конструкций, защищающих от экстремальных температур и излучения.
Кирпич массой 2,5 кг стоит на куске аэрогеля массой 2,38 г
Для сборки столь масштабного сооружения потребуются принципиально новые технологии автоматизированного строительства в космосе. Одним из вариантов может стать использование огромных 3D-принтеров, работающих с расплавленными материалами или специальными строительными составами.
Другой подход – применение нанороботов, способных самостоятельно собирать конструкции из отдельных молекул и атомов. Такие наноразмерные роботы смогут создавать прочные и сверхлегкие структуры, недоступные для традиционных технологий.
Для питания нанороботов и других систем автоматизированного строительства может использоваться энергия самой звезды. Часть излучения светила будет собираться и преобразовываться в электрическую энергию для обеспечения работы строительных механизмов.
Конечно, реализация подобных грандиозных проектов потребует колоссальных ресурсов и усилий. Однако некоторые ученые считают, что при достаточном технологическом развитии создание сферы Дайсона вполне возможно в отдаленном будущем.
Несмотря на теоретическую привлекательность идеи сферы Дайсона, ее практическая реализация сталкивается с огромными, возможно, даже непреодолимыми трудностями применительно к нашему современному уровню знаний. Создание подобной гигантской инженерной конструкции требует колоссальных ресурсов и технологий, которые на данный момент даже трудно себе представить.
Рассмотрим уровень технологии нашей цивилизации на данный момент согласно шкале Кардашева
Шкала цивилизаций Кардашева классифицирует цивилизации по их способности использовать и контролировать энергию. Вот объяснение различных типов цивилизаций по этой шкале:
Цивилизация 0 типа - это современная человеческая цивилизация, которая использует энергию, доступную на планете, такую как ископаемое топливо, гидроэлектроэнергию, ядерную энергию и возобновляемые источники энергии.
Цивилизация 1 типа - это цивилизация, способная использовать всю энергию, излучаемую их родной звездой. Это означает, что они могут собирать и использовать всю энергию, производимую звездой, что в миллионы раз превышает текущее энергопотребление человечества.
Цивилизация 2 типа - это цивилизация, которая может контролировать и использовать всю энергию своей родной галактики. Это потребляемая энергия на несколько порядков выше, чем у цивилизации 1 типа.
Для постройки сферы Дайсона - гигантской конструкции, окружающей звезду и улавливающей всю ее энергию - требуется цивилизация 1 типа. Сфера Дайсона является одним из способов использования всей энергии звезды, что является определяющей характеристикой цивилизации 1 типа по шкале Кардашова.
Таким образом, для создания сферы Дайсона необходимо достичь уровня цивилизации 1 типа, что означает полный контроль над энергетическими ресурсами родной звезды
Одной из главных проблем является масштаб проекта. Для того чтобы полностью окружить звезду типа Солнца, сфера Дайсона должна иметь радиус около 150 миллионов километров. Это означает, что для ее строительства потребуется невероятное количество материалов, исчисляемое массой целых планет.
Даже если использовать самые прочные и легкие материалы, известные науке, общая масса сферы будет астрономической. Доставка такого огромного количества ресурсов в космос с поверхности планеты представляется невыполнимой задачей.
Кроме того, сфера Дайсона должна выдерживать экстремальные условия открытого космоса: вакуум, перепады температур, интенсивное излучение звезды. Создание надежной защиты от этих факторов потребует применения передовых, возможно, пока даже не открытых технологий.
Еще одной серьезной, если не САМОЙ ГЛАВНОЙ проблемой, является стабилизация такой гигантской конструкции.
Сфера Дайсона должна сохранять свою форму и положение относительно звезды, несмотря на гравитационные возмущения и другие внешние воздействия. Решение этой задачи требует глубокого понимания законов физики и разработки принципиально новых инженерных решений.
Наконец, само строительство сферы Дайсона в космосе является беспрецедентной технологической задачей. Для ее выполнения потребуются полностью автоматизированные системы, способные работать в условиях открытого космоса без участия человека. Создание подобных самовоспроизводящихся роботизированных комплексов на сегодняшний день кажется фантастикой.
Таким образом, хотя концепция сферы Дайсона и привлекает воображение, ее воплощение в реальность в обозримом будущем представляется маловероятным. Для ее реализации человечеству потребуется достичь невиданного технологического и научного прогресса, преодолев множество фундаментальных ограничений. Возможно, более реалистичным вариантом будет создание менее масштабных инженерных сооружений в космосе, таких как орбитальные солнечные электростанции или поселения на других планетах.
Хотя создание полноценной сферы Дайсона на данный момент кажется фантастической идеей, ученые не исключают, что следы подобных мегаструктур могут быть обнаружены в космосе. Поиск признаков деятельности внеземных цивилизаций ведется уже несколько десятилетий в рамках проекта SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence).
Одним из потенциальных признаков существования сферы Дайсона может быть необычное инфракрасное излучение вокруг звезды. Поскольку сфера собирает большую часть энергии светила, она должна излучать огромное количество тепла в инфракрасном диапазоне. Такие аномалии могут быть зафиксированы современными телескопами.
Кроме того, ученые рассматривают возможность обнаружения индустриальных следов деятельности цивилизации, способной построить сферу Дайсона. Например, в окрестностях звезды могут присутствовать необычные химические элементы или соединения, характерные для промышленного производства.
Еще один возможный признак – наличие крупных инженерных сооружений вокруг звезды.
В 2015 году астрономы объявили об обнаружении необычной звезды KIC 8462852 (Звезда Табби), которая демонстрировала странные колебания яркости. Одной из гипотез, объясняющих это явление, была деятельность внеземной цивилизации по строительству крупной мегаструктуры вокруг светила. Однако позже были выдвинуты и более правдоподобные естественные причины.
Тем не менее, поиск следов инопланетных мегаструктур продолжается с использованием все более совершенных телескопов и методов наблюдения. Обнаружение сферы Дайсона стало бы величайшим открытием в истории науки, доказательством существования внеземного разума.
Поиск признаков сферы Дайсона и других следов деятельности внеземных цивилизаций остается одной из самых интригующих и перспективных областей современной астрономии и астробиологии. Возможно, уже в ближайшие десятилетия человечество получит первые достоверные доказательства того, что мы не одиноки во Вселенной.
Наш Telegram-канал. Еще больше тайн, паранормального и неизведанного.
Наш TikTok. Короткие ролики сверхъестественных явлений
Вид спиральной галактики во многом зависит от того, под каким углом мы на неё смотрим. Для эллиптических галактик такой разницы нет — всё равно, с какой стороны смотреть на шар. Но спиральная галактика по сути представляет собой диск, толщина которого плавно сходит на нет к его краям, а в середине этого диска есть некоторое вздутие — балдж — словно кабина летающей тарелки. Нет лучшей аллегории для спиральной галактики, чем "летающая тарелка", ведь и - плоская, как десертная тарелка, и - летает, причем, быстрее всех других физических образований нашей Вселенной.
Но, астрономы уже успели напридумывать для галактик странных имен. Впрочем, надо же было их как-то называть — каталожные номера безлики, и превращают астрономию (самую романтическую и возвышенную из наук) в бухгалтерксий учет. Астрономы, как могут, противостоят такому подходу, и по сей день выдумывают для небесных объектов оригинальные названия, одно другого остроумнее.
Зарисовка галактики "Игла" выполненная сыном Уильяма Гершеля - Джоном Гершелем - в 1833 году. Изображение зеркальное, как и любое изображение, полученное при помощи телескопа системы Гершеля.
Галактика "Игла" была открыта Уильямом Гершелем в 1785 году, и никаких тогда каталогов, кроме каталога Мессье, в ходу не было. Гершель как раз составлял следующий. Разумеется, ни о каких галактиках тогда речи быть не могло — все, непохожие на планеты, звезды и скопления звезд, объекты астрономы относили к туманностям. Это тоже было отнесено к ним, и названо "Туманность Игла" — за продолговатый и исключительно тонкий, если не сказать — острый, внешний вид объекта. Какой номер был ему присвоен, это сейчас выяснить трудно, потому что каталог Уильяма Гершеля широкого распространения не получил. Столетие спустя объекту был присвоен номер 4565 в Новом Общем Каталоге, с пометкой "Игла". Номер мало кто помнит, а название "Игла" практически для каждого астронома поднимает из архивов памяти образ космического объекта, о котором идет речь — ни с чем другим его не перепутаешь.
Галактика "Игла" необыкновенно красива. Есть в её облике и изящество, гармоничность формы, и грандиозность космического масштаба, легкая иррациональность, выраженная легким изгибом краев, и хаотичность фактуры пылевого наполнения, расчерчивающая галактику вдоль диаметра небрежными линиями. Этот звездный остров, хоть и достаточно далек от нас, но доступен в любительские телескопы средней силы. Квалифицированные астрофотографы с удовольствием фотографируют "Иглу" и получают очень детальные снимки. Видеоролик в начале статьи сделан на основе любительского снимка этой галактики. Её сфотографировала итальянская любительница астрономии Николетта Гарньера 5 мая 2024 года. Это совсем свежий снимок. В сети можно отыскать еще множество изображений галактики NGC 4565, среди которых есть совершенно поразительные — от крупнейших телескопов Земли и Космоса. Орбитальный телескоп имени Хаббла тоже на эту галактику смотрел.
Фрагмент галактики "Игла". Космический телескоп имени Хаббла
Столько внимания приковано к этой галактике не случайно. Её уникальная ориентация позволяет изучать спиральные ветви с редкого ракурса.. Существует не так много галактик, видимых точно с ребра. Даже знаменитая "Сомбреро" (тоже веселое название) на самом деле не столь точно ребром к нам ориентирована. Трудно было бы найти другую галактику, в системе координат которой наш Млечный путь попадал бы строго в галактический экватор... Да! Если переместиться в эту галактику, то окажется, что наша галактика для её жителей будет располагаться строго на линии их галактического экватора. Правда, это же обстоятельство сделает Млечный путь невидимым для большинства её наблюдателей — мы окажемся скрытыми за многочисленными пылевыми облаками, коих в галактике "Игле" предостаточно.
В это же самое время, в нашем небе "Игла" располагается практически точно в направлении галактического полюса Млечного пути. Это означает, что оттуда мы видны идеально плашмя.
Вот такая у нас невзаимность. Мы развернуты к Игле всей плоскостью, а она показывает нам лишь своё единственное ребро.
Расположение галактики NGC 4565 в созвездии Волосы Вероники
Галактический полюс Млечного пути расположен в пределах созвездия Волос Вероники. Именно в нем и находится галактика "Игла" — на расстоянии 56 миллионов световых лет. Долгое время расстояние до неё оценивалось в 40 миллионов световых лет, но потом оказалось, что "Игла" в полтора раза дальше, а следовательно заметно больше в линейных размерах и существенно ярче по абсолютной светимости. И последнее обстоятельство делает "Иглу" самой яркой галактикой среди относительно близких к нам звёздных городов.
Что подразумевается, когда говорится о необычно высокой яркости галактики "Игла"?
Ведь, увидеть её можно лишь в телескоп, да при том — не самый дешевый.
Астрономы разделяют понятия видимой яркости и светимости. Видимая яркость очень относительна. Всякая звезда, или галактика (являющаяся по сути скоплением большого количества звезд) может быть очень яркой, если находится поблизости, но может оказаться совершенно невидима с очень большого расстояния. Но светимость — некоторое абсолютное свойство, говорящее о том, сколько света во Вселенную испускает тот или иной источник. И чтобы сравнивать по абсолютной яркости — звезды, или галактики — не столь важно, что именно — необходимо поместить объекты сравнения в идентичные условия. Давайте проделаем такой фокус.
По видимой яркости на нашем небе (среди спиральных галактик) лидирует Галактика Андромеды. Она имеет интегральный блеск 3,5m. То есть сравнима по блеску с звездой 3-4 звездной величины.
Галактика "Игла" имеет видимую яркость 9,5m — на 6 звездных величин слабее Галактики Андромеды. Но она в 22 раза дальше.
Из физики (оптики) нам известно, что яркость объекта убывает обратно пропорционально квадрату расстояния. То есть, приближая "Иглу" на расстояние Галактики Андромеды (ставя её в те же условия) мы бы увидели как она поярчала в 22 в квадрате раз = 484 раза (почти в 500 раз).
Но сколько это звёздных величин?
Перепад яркости в 1 звездную величину равен 2,5 раза. Сколько таких перепадов в 500-кратном различии — эта задача решается через логарифмирование и соответствует разнице в 7 звездных величин. Из этого следует, что оказавшись на месте Галактики Андромеда, "Игла" была бы на половину звездной величины ярче... как говорится, хорошо, но мало — что такое "половина звёздной величины"? — на глаз не всякий заметит разницу.
Тут мы вспоминаем, что "Игла", хоть и оказалась заметно ближе (в этом мысленном эксперименте), но по прежнему демонстрирует нам свое узкое запыленное ребро. А что будет если мы развернём её на 12,5 градусов, чтобы она была видна под тем же углом, как и Галактика Андромеды? И вдруг окажется, что нашему взору откроются светящиеся пространства "Иглы" в несколько раз более широкие, что еще в несколько раз повысит её видимую яркость (сейчас-то она — как кольцо Сатурна при исчезновении — почти невидима, а всё еще какая яркая!). И в итоге галактика "Игла" окажется по меньше мере на пару-тройку звездных величин ярче Галактики Андромеды. Её яркость на земном небе оказалась бы примерно 1m, будь галактика NGC 4565 в совершенно тех же условиях, как Галактика Андромеды (относительно наблюдателя, расположенного в Галактике Млечный путь).
При этом, по размерам и массе "Игла" вполне соответствует Млечному пути. И содержит столько же шаровых звездных скоплений — как-будто типичная спиральная галактика, только очень и очень яркая.
Исторический самый первый астрофотоснимок галактики "Игла", выполненный пионером астрофотографии Исааком Робертсом в 1896 году. Эта же галактика была одной из первых, для которых Весто Слайфер смог измерить лучевую скорость — 1250 километров в секунду.
Что является причиной такой высокой светимости "Иглы"?
Прежде всего бурное звёздообразование, которое уже породило огромное количество ярких звезд-гигантов и несчетное количество молодых звезд средних масс. Причиной резкого всплеска рождения молодых звезд является поглощение небольшой галактики, неосторожно проплывавшей мимо "Иглы" от 300 до 500 млн.лет назад. Это "читается" по характерному искривлению плоскости диска галактики. Поглощение привнесло некоторое количество хаоса в размеренное движение звезд по их орбитам, и пробудило сверхмассивную черную дыру в ядре. И с тех пор ядро галактики NGC 4565 проявляет довольно высокою активность, что дает основания причислять галактику "Игла" к Сейфертовским галактикам (американский астроном Карл Сейферт положил начало изучения галактик с активными ядрами, и теперь этот класс носит его имя).
Яркий галактический центр прибивается сквозь густую пылевую завесу спиральных ветвей галактики "Игла". Снимок космического телескопа имени Хаббла
Хотелось надеяться, что с течением времени последствия слияния нивелируются, активность ядра угаснет, и галактика "Игла" сменит стиль жизни на менее расточительный. Но уже сейчас назревает новое слияние — к галактике NGC 4565 стремительно приближается карликовая галактика IC 3571, которая непременно повторит судьбу своей предшественницы.
Карликовая галактика IC 3571
Карликовая галактика IC 3571, которая обречена на слияние с Галактикой NGC 4565 в самой ближайшей перспективе. Это маленькое звездное облачко хорошо заметно на фотографии Николетты Гарньера, угадывается на историческом снимке Исаака Робертса, и присутствует даже на зарисовке Джона Гершеля, хотя официально эта галактика была открыта лишь в 1903 года немецким астрономом Максом Вольфом
Эти метагалактические просторы астрономы именуют как "Coma I" или галактическое облако "Волосы Вероники I". Это некоторый аналог Местной Группы Галактик, возглавляемой Галактикой Андромеды и Млечным Путем. Только там другие лидеры — спиральная галактика NGC 4274, эллиптическая галактика NGC 4278 и наша "Игла" — NGC 4565, а кроме того — еще пара десятков вполне солидных галактик, которые всем своим галактическим роем прямо сейчас вливаются в скопление Девы, совершая слияние более высокого порядка. Оказывается, сливаются между собой не только галактики, но и целые их скопления. Это гораздо более медленный и величественный процесс, таймлапс которого можно было бы заснять делая 1 кадр в миллион лет. Прокручивать же полученный ролик пришлось бы с умопомрачительным ускорением тока времени, в котором миллиард лет пронесся бы менее чем за минуту.
Снимок галактики NGC 4565 в инфракрасном диапазоне спектра. Получен космическим телескопом Спитцер
Не могу не поддержать волну своими снимками полярного сияния. Вид из Ростова-на-Дону в 1 час 23-26 минут. Впервые удалось взглянуть на нереальное для нас явление.
Сначала небо начало слегка розоветь. Сильнее и сильнее, пока не не накрыло с головой. Чуть выше горизонта зелёная полоска, которую приняли за застветку города. Но сравнив с предварительной фотографией до сияния застет не обнаружен. Значит это часть сияния.
Потом розовое. Исчезло. И вновь появилось, озарив полянку. Начало меняться, переливаться, перетекать. То там, то тут светлые столбы. Родовые, немного голубого.
Невооружённым глазом видно, но с помощью камеры удалось заснять то, что видно было очень плохо. Везде выдержка 8 секунд, iso 1600, 12mm.
Первое из дошедших сияний ушло на запад и затухло. На фото сильнейшее, ушло на восток, закрыв всё небо.
Кадры из наших чатов. Сделаны в Головинке, Сириусе, Эсто-Садке и Красной Поляне.
Кто пропустил, вот инфа на этот счёт:
После вспышек на солнце на Земле возникла мощная магнитная буря, что и привело к появлению полярного сияния. На юге его видим красным, поскольку таков цвет свечения на большой высоте. Институт прикладной физики зафиксировал сильную магнитную бурю уровня G4, прогноз — рост до G5.