История науки. Математик Джон Конвей, автор важных открытий в топологии, теории групп и ряде других разделов математики, был большим любителем пошалить. Его друг Саймон Фрейзер из университета Торонто увековечил характер математика в представленной каррикатуре, опубликованной в книге Шиван Робертс "Genius at play". Голову математика украшает один из патологических объектов топологии - рогатая сфера Александера - известный своим атипичным поведением, как бы намекая на сложный характер ученого, а хвост изображен в виде графа. Жизнь Джона Конвея оборвал коронавирус 11 апреля 2020 года.

#scihistory

Новости науки. Что появилось раньше - курица или яйцо?... Ладно, вопрос не в этом. До сегодняшнего дня математики всего мира бились над другой неразрешимой проблемой - математическим описанием формы яйца. Яйцо является отправной точкой развития множества живых организмов, поэтому не удивительно, что эволюция над ним изрядно потрудилась. Яйца должны быть достаточно большими для развития эмбриона, но достаточно маленькими, чтобы не вызывать проблем при откладывании; достаточно прочными, чтобы не сломаться раньше времени, но и достаточно хрупкими, чтобы дать зародышу возможность проклюнуться. И вот, ученым из Кентской школы биологических наук наконец-то удалось отыскать уравнение, способное описать форму яйца всех известных живых организмов. Авторы прорывного открытия уверены, что результаты найдут применение во всех областях науки, искусства и промышленности и станут отправной точкой к поиску гармонии между математикой и природой. Исследование опубликовано 23 августа 2021 года.

#news

Сегодняшний APOD. Снимками протопланетных дисков, да и самих планет, вокруг других звёзд уже никого не удивишь. Вот так постепенно они превратились из научной сенсации в обыденность. Поэтому, кажется, что в этом протопланетном диске вокруг звезды PDS 70 нет ничего необычного - перед нами молодая звёздная система с планетами формирующимися и планетой уже сформированной. Но, как это часто бывает, самое интересное трудноуловимо. Похоже, что на этом изображении впервые удалось запечатлеть протолунный диск вокруг планеты (да-да, мы вставили протопланетный диск в протопланетный диск, чтобы планеты могли образовываться, пока образуются планеты). Исследователи считают, что вокруг центральной планеты размером с Юпитер в недалёком будущем образуется до трёх каменистых лун довольно крупного размера. Снимок получен с помощью чилийского радиотелескопа ALMA.

#apod

Научное изображение дня. Практически не остаётся сомнений, что солнечная энергия займёт прочное место в энергетике будущего. Посему, задача миниатюризации и удешевления солнечных панелей занимает умы многих исследователей. Ученым из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы в Саудовской Аравии удалось методом 3D-печати произвести настолько маленькую и лёгкую солнечную панель из органического материала, что она легко покоится на поверхности мыльного пузыря. Хотя эффективность таких панелей не очень высока (около 5%), они могут занять свою нишу там, где требуется лёгкость и малый размер. А ещё они напечатали солнечную панель в форме морской черепашки, ня!

#scimage

История науки. Уже очень давно по всем пабликам мира гуляет фотография ученого NASA Маргарет Гамильтон рядом с томами программного кода, который доставил человека на Луну. Более современная версия этого снимка представляет события совсем недавние, но уже ставшие классикой - Кэтрин Боуман на фоне жестких дисков, содержащих сотни терабайт данных о первой сфотографированной человечеством черной дыре в центре галактики М87. Напомним, что снимок получен в 2019 году с помощью телескопа горизонта событий. Кэтрин является ключевым разработчиком алгоритмов обработки данных, которые позволили получить это историческое изображение. Ну и бонусом - воодушевляющая TED-лекция Кэтрин об этом открытии - тыц.

#scihistory

Сегодняшний (видео)-APOD. Представленное видео иллюстрирует, с каким ускорением и за какое время тела падают вблизи различных небесных тел солнечной системы. За отправную точку берётся высота в 1 км над поверхностью. Для газовых планет, у которых нет определённой поверхности, за поверхность принимается высота с атмосферным давлением в одну атмосферу. Влияние атмосферы на падение не учитывается. Анимация подготовлена James O'Donoghue и Rami Mandow.

#apod

Новости науки. Установка зубных имплантов является дорогостоящим мероприятием в частности потому, что они иногда вызывают отторжение и, как следствие, необходимость замены. Ученые из Университета Темпл в Пенсильвании предложили бороться с этой проблемой с помощью использования умных имплантов. Материал импланта содержит наночастицы титаната бария, которые во-первых, препятствуют образованию бактерий и во-вторых, обладают пьезоэлектрическими свойствами, что позволяет питать встроенные крошечные источники света, которые могут использоваться для фототерапии дёсен в месте установки. Выработка энергии происходит при механическом воздействии на имплант во время чистки и приёма пищи. Конечно, пока доступны лишь прототипы технологии и нужны дальнейшие исследования, но весьма вероятно, что скоро у нас появится возможность установки кибернетических зубов. Работа опубликована в ACS Appl. Mater. Interfaces 18 Августа 2021 года.

#news

Сегодняшний APOD. Коллаж, составленный из планет Солнечной системы, от Меркурия сверху до Плутона снизу. Никакого глубокого смысла, просто красиво. Автор - Ika Abuladze.

#apod

Научное изображение дня. В погоне за более эффективными солнечными панелями физики исследуют не только новые материалы, но и способы их обработки. Выращивание подобных массивов из наностолбиков кремния на поверхности фотовольтаических элементов позволяет значительно увеличить поглощение света материалом и, как следствие, повысить их эффективность. Высота такого столбика составляет всего 2 микрона (примерно 1 / 30 толщины волоса), а толщина - 100 нанометров. Столбики структурируют с помощью нанесения на поверхность материала полистироловых сфер и последующего травления через образовавшуюся маску. Изображение получено в институте науки о свете имени Макса Планка в немецком Эрлангене.

#scimage

История науки. Бельгийский астроном Жорж Леметр объясняет Папе Пию XII основы теории Большого взрыва. Леметр и сам был священником, что, однако, не помешало ему предложить теорию расширяющейся вселенной, которой христианская церковь того времени несказанно обрадовалась. В 1951 году Папа Пий XII выступил с речью, в которой заявил, что теория Большого Взрыва является убедительным доказательством существования творца. Научная сторона Леметра не смогла с этим мириться, и он попытался убедить Папу, что науку и религию смешивать не стоит. Проникся ли Понтифик его советом, мы уже не узнаем.

#scihistory

Новости науки. Ученые из национального института естественных наук в Японии составили самую подробную на сегодняшний день симуляцию вселенной, которую назвали Uchuu (в переводе с японского "внешний космос"). Модель содержит 2.1 триллиона частиц, расположенных в кубе со стороной в примерно 10 миллиардов световых лет (это примерно 3/4 расстояния до самых далёких наблюдаемых галактик). Симуляция концентрируется на крупномасштабной структуре вселенной, и её самым маленьким элементом являются отдельные галактики. Зато в ней учтена тёмная материя, играющая большую роль в эволюции вселенной. Преимуществом данной модели перед аналогами является то, что она прорабатывает эволюцию вселенной от самых ранних этапов её формирования и до наших дней. Ради обработки модели 40200 процессоров самого мощного в мире астрономического суперкомпьютера ATERUI II трудились в течение двадцати миллионов совокупных компьютерочасов, сгенерировав 3 Петабайта данных. Но самое интересное - данные модели опубликованы в открытом доступе, и любой маленький любитель астрономии, вооружившись алгоритмами обработки данных, может самостоятельно отправиться в путешествие по самой большой виртуальной вселенной (утрись, майнкрафт!).

#news

Сегодняшний APOD. В истории Земли было уже несколько событий, когда столкновение с астероидом приводило к крупному ущербу экосистеме планеты. Чтобы предсказать подобные события в будущем, человечество картографирует крупные астероиды, которые могут потенциально угрожать Земле. На этой карте нанесены орбиты тысячи небесных тел с размером от 140 метров, приближающихся к Земле на 7.5 миллионов километров (примерно 20 радиусов орбиты Луны) и менее. Конечно, на таком расстоянии они не представляют опасности, но солнечная система динамична, и орибты относительно лёгких объектов могут существенно измениться за короткое время. Столкновение любого из этих объектов с Землей вызовет серьёзный природный катаклизм как минимум, а как максимум - новое массовое вымирание. Уже в этом году NASA планирует запустить миссию DART, задача которой состоит в испытании технологии предотвращения таких столкновений с помощью изменения орбиты небесного тела.

#apod

Новости науки. Равновесные физические системы обычно представляют мало интереса для исследователей, так как ведут себя довольно тривиально. Вывод же системы из состояния равновесия, напротив, способен породить экзотическое поведение и создать необычные состояния. Поэтому физики всего мира соревнуются во всё более экзотических способах получения неравновесных систем. Вот и ученые из университета Аалто в Финляндии придумали способ создавать упорядоченные структуры, подобные кристаллическим решеткам, в смеси из нескольких жидкостей, находящейся в электромагнитном поле особой конфигурации. Такие системы оказались способны порождать структуры, никогда не встречающиеся в природе - квадратные и гексагональные капли, фракталоподные интерфейсы и многие другие. Помимо того, что это просто красиво, подобные жидкостные метаматериалы могут найти применение, например, в оптике, позволяя быстро и обратимо изменять оптические свойства вещества контролируемым образом. Исследование опубилковано в Science Advances 15 сентября 2021 года.

#news

Научное изображение дня. Сотрудники всемирного хранилища семян на норвежском Шпицбергене ожидают очередную поставку, призванную пополнить коллекцию зернохранилища. Комплекс глубиной 130 метров был построен в 2008 году и имеет целью создать надёжные условия для сохранения биологического разнообразия сельскохозяйственных культур на случай глобальных катастроф. По состоянию на лето 2021 года в комплексе хранится более миллиона образцов семян со всего мира, представляющих 13 тысяч лет истории сельского хозяйства.

#scimage

История науки. Вероятно, Галилео Галилей не был первым человеком, посмотревшим на ночное небо через оптический прибор. О конструкции простого телескопа задумывался ещё Леонардо Да Винчи, а первые подзорные трубы были сконструированы за несколько лет до первого телескопа Галилея. Однако, он точно был первым, кто всё тщательно задокументировал. Его астрономический трактакт Sidereus Nuncius, написанный на латыни, содержит подробные наброски Луны и её фаз, увиденные им в телескоп собственного изготовления. Помимо Луны, он задокументировал спутники Юпитера и сотни звёзд, невидимых невооруженным глазом, и, в общем-то, положил начало астрофизике, как науке.

#scihistory

Сегодняшний APOD. Не так давно мы писали о финалистах конкурса астрофотографии 2021 года, организуемого гринвичской королевской обсерваторией. И вот жюри вынесло решение касательно победителя - им стал китайский фотограф Shuchang Dong, представивший снятую в Тибете фотографию "Золотое Кольцо", увековечившую кольцевое солнечное затмение июня 2020 года.

"В этом месте круглый год солнечная погода, но в день затмения мы увидели тёмные облака по всему небу. Мы ждали с тревогой, но удача улыбнулась нам - в минуту затмения солнечный свет пробился сквозь облака, после чего солнце опять скрылось за тучами. Нам так повезло!"

Фотография даже позволяет различить некоторые детали лунных гор, блокирующих свет на границе кольца.

#apod

Премьера рубрики. Физическая анимация. Наглядные, поучительные или же просто залипательные анимации физических процессов.

Теория хаоса это раздел нелинейной динамики, изучающий системы, поведение которых крайне чувствительно к начальным условиям. Один из излюбленных примеров таких систем - двойной маятник - два стержня, скрепленных шарниром. Представленная анимация иллюстрирует, что даже крошечное изменение начального положения маятников приводит к совершенно различным траекториям уже после первого колебания.

#animation

Сегодняшний (видео)-APOD. Анимация падения в черную дыру с возможностью обзора в 360 градусов. Особая атмосфера создаётся при просмотре с телефона. Анимация строилась с опором на реальные теоретические модели. Дополнительно - видео с пояснениями (на английском) - тыц. Автор - Alessandro Roussell, канал ScienceClic.

#apod

Забавная научная статья. Пугающим является порой полёт мысли учёного, которому нечем заняться. В 2018 году исследователь из Оксфордского университета Андерс Сандберг задался вопросом, что произойдёт, если всё вещество Земли мгновенно превратить в плотно упакованную, но не сжатую чернику. Для ответа на этот важнейший для науки вопрос ученый составил модель, учитывающую эффекты гравитации и термодинамики черничной материи. Результаты исследования показывают, что наблюдатель, находящийся на поверхности планеты в момент первращения, прежде всего ощутит значительное уменьшение гравитации - на 87%. Затем планета начнет стремительно сжиматься по мере того, как черника сдавливает себя, обращая недра в твёрдый черничный лёд, а поверхность - в океан черничного джема. Атомсфера же при этом превратится в практически чистый водяной пар, исторгнутый из недр планеты горячими потоками. Исследователь отмечает, что в модели остаётся ещё множество белых пятен, и необходимы дальнейшие исследования для её уточнения.

#paper

Математические этюды. Проблема 196.

#math

https://telegra.ph/Problema-196-09-27