Изображение дня. Исследователи с научного судна RV Polarstern (нем. Полярная звезда) устанавливают датчики в арктическом льду зимой 2019 года. Экспедиция MOSAiC (Междисциплинарная дрейфующая обсерватория по изучению арктического климата) стала одной из крупнейших научных экспедиций в Арктику. Судно с шестьюстами учеными и инженерами из 17 стран в течение года дрейфовало вместе с арктическими льдами. Ученые пытались выяснить, как именно изменение климата воздействует на арктическую природу. Множество фото- и видеоматериалов по ссылке - тыц.

#scimage

Новости науки. Иногда происходят вещи, которые невозможно обойти стороной, хоть они и звучат из каждого утюга. Но событие поистине важное - 28 апреля 2021 года космический зонд NASA Parker пролетел через внешние слои атмосферы Солнца, став первым рукотворным аппаратом, дотронувшимся до звезды. Границей Солнца считается так называемая поверхность Альфвена, внутри которой поведение солнечной плазмы доминировано магнитным полем. Область эта огромна и удалена от светила на несколько его радиусов, поэтому до самой поверхности звезды, конечно, ещё далеко. Но тем не менее, путешествие сопряжено с огромными температурами, колоссальными магнитными полями и сложными орбитальными маневрами. Зонд также стал самым быстродвижущимся устройством, созданным человеком, приблизившись к скорости в 200 км/с. Анализ данных аппарата позволит узнать то, о чем раньше только гадали, - какую именно форму имеет атмосфера солнца и какие процессы там происходят. Статья опубликована в Physical Review Letters 14 декабря 2021 года.

#news

Сегодняшний APOD. И ещё немного результатов от зонда Parker. Видео пролёта через солнечную корону, записанное широкоугольной камерой. На левом изображении видны интенсивные корональные стримеры, поднимающиеся от светила и опадающие к нему. Они представляют собой потоки электронов, захваченные магнитными полями, исходящими от неоднородностей солнечной поверхности. На правом же фрагменте влияние стримеров не так интенсивно, и мы можем наблюдать диск нашей галактики. И, конечно, обильно представлены сильные шумы, порожденные солнечным излучением.

Ещё пара слов об уже известных научных результатах миссии - зонд обнаружил, что поверхность Альфвена, отмечающая верхнюю границу солнечной атмосферы, вовсе не является гладкой. Она имеет выраженные выступы и впадины, коррелирующие с неоднородностями поверхности звезды.

В грядущие месяцы аппарат совершит ещё несколько оборотов и погрузится в атмосферу Солнца ещё глубже. Так что, будем следить за ним и ждать новых результатов.

#apod

Изображение дня. Интересный дизайн периодической таблицы химических элементов, в которой для каждого элемента показана форма электронного облака (плотность вероятности обнаружить электрон в определённой точке) внешнего электрона. Если у атома много электронов на внешней оболочке, то все электроны, кроме одного, удалены (так называемый водородоподобный атом). Конечно, это значительное упрощение не только вычислений, но и реальности - на самом деле многоэлектронные атомы выглядят иначе. Размеры орбиталей представлены не в масштабе для простоты восприятия. Ссылка на таблицу в высоком разрешении - тыц.

#scimage

История науки. Джон Белл, создатель знаменитой теоремы Белла, был истинным ирландцем, а поэтому каждый день в четыре часа пил чай. К этой маленькой церемонии он приучил и молодого постдока Рейнхолда Бертлмана, своего друга и коллегу, с которым они вместе работали в ЦЕРН. Мудрому и опытному Беллу пришлось терпеливо учить австрийца не только физике, но и искусству выбирать и заваривать чай. Фотография сделана женой Бертлмана в 1980 году. Это было время, когда казалось, что завеса тайны природы вот-вот распахнётся, над чем сами Белл и Бертлман неустанно трудились. Ну а знатоки английского и любители физики могут ознакомиться с абсолютно чудесными описаниями того времени от самого Бертлмана - тыц, тыц.

#scihistory

Наука и искусство. Микробиологи из Университета Райса научили бактерии создавать узоры, ощутимо напоминающие знаменитое полотно Ван Гога "Звездная ночь".

Миксобактерия M. xanthus является хищным видом, питающимся другими бактериями. Чтобы случайно не поедать представителей собственного вида, они используют особый сигнальный белок, который не только помогает опознавать родственников, но и выступает в роли клея, позволяя бактериям создавать кластеры, облегчающие охоту. Обычно такие кластеры являются короткоживущими и нестабильными. Ученым удалось вывести несколько штаммов, выделяющих гораздо больше сигнального белка, благодаря чему бактериальные кластеры значительно разрастаются, достигая миллиметровых размеров. А при добавлении в колонию другого вида, не реагирующего на избыточный белок, и создаются причудливые высокохудожественные водовороты. С оригинальным исследованием можно ознакомиться по ссылке - тыц.

#art

Сегодняшний APOD. Пульсации переменной звезды RS Кормы, расположенной в 6500 световых лет от нас в созвездии Корма. Может показаться, что от звезды радиально расходятся потоки вещества, но это иллюзия, называемая световым эхо. На самом деле, испущенный звездой свет просто отражается от окружающих облаков межзвездного газа.

RS Кормы относится к классу цефеид - огромных переменных звезд, пульсации которых вызваны изменением их радиуса, которое, в свою очередь, порождено периодической ионизацией гелия, в обилии содержащегося в атмосфере звезды. Видео с пояснением физики процесса - тыц. Период пульсации данного экземпляра составляет около 41 дня. Последовательность изображений получена Хабблом в 2010 году.

#apod

Новости науки. Комета Леонарда, приковавшая к себе внимание астрономов в это предновогоднее время, демонстрирует одну интересную закономерность - зеленоватый оттенок, часто присутствующий в кометной коме, начисто отсутствует в её хвосте - и это общее правило для всех комет. Данная особенность была впервые замечена 90 лет назад канадским физиком Герхардом Херцбергом. Он же предположил, что причиной этого является расщепление диуглерода (молекулы из двух атомов углерода), образующегося из вещества кометы, солнечной радиацией. И только сегодня физики наконец смогли экспериментально подтвердить, что эта теория на самом деле верна. Статья с открытием будет опубликована в предстоящем выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences. С экспериментальной проверкой этого явления тянули так долго, потому что диуглерод является весьма необычным веществом в земных условиях, и в обилии образуется преимущественно в межзвездной среде.

#news

Явление. Окружающий нас воздух состоит из мириадов молекул, которые, хотя мы не всегда это замечаем, участвуют в постоянном водовороте хаотических взаимодействий. Визуализировать их движение мы можем с помощью так называемого шлирен-метода - особой оптической установки, многократно увеличивающей контраст малейших изменений оптической однородности среды. Представленный видеофрагмент показывает, что происходит в воздухе вокруг задуваемой горящей спички с ускорением до 10000 кадров в секунду. Ну и как всегда, более полное видео и текст с пояснениями для интересующихся - тыц, тыц. Напомним, что проблема теоретического описания турбулентных потоков до сих пор остаётся нерешённой и одной из сложнейших в физике.

#effect

Изображение дня. Тысячи пузырьков воздуха, заключенных в кусочке антарктического льда. Анализ состава газа в таких пузырьках позволяет ученым узнать, какой была атмосфера Земли сотни и тысячи лет назад. Это важно, например, для определения динамики изменения количества парниковых газов в атмосфере.

Интересно понять, как формируются подобные образцы. Изначально воздух оказывается перемешан с рыхлой свежевыпавшей снежной массой. По мере дальнейшего выпадения снега, давление на нижележащие слои растёт, что в конечном итоге приводит к образованию льда, сковывающего газ навеки.

#scimage

Вне рубрики. Напоминаем, что на завтра (25 декабря, 12:20 UTC) запланирован долгожданный запуск телескопа Джеймса Уэбба. Событие действительно важное - аппарат призван заменить старичка Хаббла после более чем тридцатилетней службы и обладает по всем параметрам гораздо более продвинутыми характеристиками. Это значит, что в случае успешного вывода возможности человечества в нелёгком деле познания непознанного и узрения незримого значительно расширятся. Поэтому подключаемся к трансляции и держим кулачки!

Новости науки. Астрономы из Университета Аризоны впервые в истории сумели обнаружить признаки наличия магнитного поля у экзопланеты. Планета HAT-P-11b размером примерно с Нептун вращается вокруг оранжевого карлика в 123 световых годах от нас. Анализируя данные телескопа Хаббл в ультрафиолетовом диапазоне, ученые заметили выраженные хвосты из ионов углерода, расходящиеся от планеты на одну астрономическую единицу. Наилучшей моделью, объясняющей такое поведение частиц, является их взаимодействие с магнитосферой планеты и звёздным ветром, исходящим от звезды. Магнитное поле защищает планету от космической радиации, поэтому его наличие является важным фактором пригодности планеты для жизни. На самой HAT-P-11b жизни, вероятно, нет - она является слишком горячей из-за того, что находится близко к своей звезде. Но если мы научимся достоверно определять наличие магнитосферы у экзопланет, то сможем лучше оценивать их пригодность для жизни. Исследование опубликовано в Nature Astronomy 16 декабря 2021 года.

#news

История науки. Стивен Хокинг, Кип Торн и Джон Прескилл подписывают публичный спор об исчезновении информации в черных дырах, 1997 год. Торн и Хокинг утверждали, что информация, попадающая в черную дыру, пропадает в ней безвозвратно. Прескилл же полагал, что ей всё-таки каким-то образом открыт доступ во внешнюю вселенную, например, посредством излучения Хокинга. Спор этот затрагивает не только трех героев поста, но разбивает всех ученых на два лагеря и имеет краеугольное значение для структуры квантовой теории (более подробно - тыц). Наградой за выигрыш должна была стать любая энциклопедия на выбор победителя, из которой "можно будет свободно извлекать информацию". Позже, в 2004 году, Хокинг переосмыслил свои взгляды на теорию черных дыр и признал, что проиграл спор, вручив Прескиллу "Полную энциклопедию бейсбола". Кип Торн проигрыш не признал. Как бы то ни было, вопрос об исчезновении информации в черной дыре по-прежнему не решен и вызывает ожесточенные дебаты среди ученых.

#scihistory

Научная статья. В 2012 году физик Дмитрий Крюков, работавший в Калифорнийском университете в Сан-Диего, был оштрафован за неостановку у знака "Стоп". Дух физика взбунтовался, ведь он совершенно точно останавливался! К исправлению данной несправедливости ученый подошел основательно и научно, явившись на заседание суда с собственноручно написанной научной статьёй, в которой составил математическую модель дорожной ситуации. Физик показал, что при стечении определённых обстоятельств, у стороннего наблюдателя (дорожного инспектора) могло возникнуть кажущееся ощущение, что машина проехала знак без остановки. Физик апеллировал к тому, что при наблюдении со стороны измеряется не линейная, но угловая скорость, и что визуальный контакт был на долю секунды нарушен проезжающим третьим автомобилем. Всё это в совокупности привело к "кратковременному искажению восприятия пространства-времени сотрудником полиции". История умалчивает, внесла ли статья весомый вклад в судебное разбирательство, но процесс физик выиграл.

#paper

Сегодняшний APOD. Лунные затмения происходят, когда Земля отбрасывает на Луну тень, находясь между ней и Солнцем. При этом, угловой размер земной тени (умбры) гораздо больше, чем сама Луна. В частности поэтому не так просто увидеть, что эта тень круглая. Астрофотограф Jean-Francois Gout постарался показать истинные размеры и форму земной тени на этом композитном снимке лунного затмения 18 ноября. Пять фотографий различных фаз затмения были сделаны в течение полутора часов, а затем наложены друг на друга, позволяя нам увидеть практически полный полукруг земной тени. По счастливому совпадению, буквально краешек Луны остался не затронут затмением, позволив получить столь великолепную иллюстрацию. Внутри тени Луна не полностью затемнена, но имеет тусклый красноватый оттенок, благодаря свету преломленному земной атмосферой.

#apod

Анимация. Преобразование Фурье является едва ли не самой важной математической техникой, используемой в науке и инженерии. Оно позволяет разложить любую функцию - это может быть сигнал, кривая или изображение - на ряд гармонических сигналов (синусоид). Это можно представить, как набор векторов определенной длины, вращающихся с определенной частотой. Каждый следующий вектор прикреплён к концу предыдущего и символизирует более высокую гармонику. Самый последний вектор описывает некоторую кривую. Если векторов будет достаточное количество, и мы правильно подберём их длины и частоты вращения, то сможем начертить любой узор. Больше паттернов в видео по ссылке - тыц.

#animation

Явление. Многие атомы любят соединяться. Например, если два кусочка одного и того же металла поднести друг к другу, они предпочтут объединиться в единый кристалл. В повседневной жизни мы этого обычно не наблюдаем, ведь почти все металлы покрыты оксидными плёнками из-за взаимодействия с атмосферой. Однако, для очищенных поверхностей в условиях вакуума этот процесс, именуемый холодной сваркой, происходит с удивительной лёгкостью. Так, на представленном видео две нанопроволочки из золота свариваются в сверхвысоком вакууме. При этом, частицы действительно становятся одним целым, без каких-либо сварных швов. Видео получено с помощью просвечивающего электронного микроскопа.

#effect

Наука и искусство. Художественная инсталляция из дисков Биттера различных поколений и дизайна, установленная в прихожей Национальной лаборатории высоких магнитных полей в Флориде.

Подобные пластины из медного сплава сотнями укладываются в мощные цилиндрические катушки, служащие источником сверхвысоких магнитных полей. Для этого через пластины пропускается ток до 40 000 ампер, а через большое количество отверстий - охлаждающий раствор, без которого катушки расплавились бы за доли секунды.

#art

Изображение дня. Течь могут не только жидкости, но, при определенных условиях, и вполне себе твёрдые тела, например, коты металлы. В этом эксперименте 2012 года ученые из Университета Пердью наблюдали такие потоки вещества у металлической поверхности. Для этого медную пластинку тёрли об острый стальной уголок, который возбуждал на поверхности меди своего рода волну. Цветные линии отмечают траектории и скорости атомов в различных слоях металла. Ученые отметили, что наблюдаемое поведение вещества очень похоже на уже известные режимы течения жидкостей. Удалось даже провести различие между ламинарным и турбулентным течениями.

#scimage

История науки. Исследователи на борту научного судна USNS Kane в ходе его первой экспедиции по геологическому и геофизическому исследованию морского дна в 1967 году. Судно являлось частью десятилетней программы океанографических исследований США, основной целью которой было повышение конкурентоспособности страны в ходе холодной войны. Под завязку набитое научным оборудованием, оно было способно выполнять целый комплекс океанографических исследований. В 2001 году корабль был продан Турции и является частью её флота по сей день. Больше фотографий по ссылке - тыц.

#scihistory