ЖИВОЕ ПРОСТРАНСТВО

Есть ли жизнь за пределами Земли?

Обнаруженная экзопланета может быть обитаема
Кислород ранней Земли
Звуки космоса
Загадка гигантских планет
Черные дыры. Факты и теория
Убежище на Луне
Каналы Марса
Пожиратель планет
Столкновение нейтронных звезд
Опасное Солнце
Arrow
Arrow
ArrowArrow
Shadow
Slider

“Мы — невозможность в невозможной Вселенной”. Рэй Брэдбери

Звуки космоса

мы пришли с миром

Проникающие далеко в глубины нашей Вселенной космические корабли бродят по космосу, передавая нам изображения необыкновенных  чудес. У всех космических аппаратов есть приборы, способные принимать радиоизлучения. Когда ученые преобразуют их в звуковые волны, получаются странные звуки…

Черные дыры. Факты и теория

черные дыры

Черные дыры – одни из самых странных и увлекательных объектов во Вселенной. Они являются объектами с чрезвычайно высокой плотностью,  и таким сильным гравитационным притяжением, что даже свет не может убежать от их чудовищных “объятий”.

Альберт Эйнштейн впервые предсказал существование черных дыр в 1916 году в своей общей теорией относительности. Термин «черная дыра» был придуман в 1967 году американским астрономом Джоном Уилером , и первый был использован в 1971 году.

Существует три типа черных дыр: обычные черные дыры, сверхмассивные черные дыры и промежуточные черные дыры.

Обычные черные дыры – небольшие, но смертельные

Когда звезда сжигает свое последнее топливо, оно сильно уменьшается в размерах. Небольшие звезды имеющие массы примерно в три раза больше массы Солнца, превращаются в нейтронные звезды или белых карликов. Но когда коллапсирует звезда побольше, она продолжает сжиматься и создает обычную черную дыру.

Черные дыры, образованные коллапсом отдельных звезд относительно невелики, но имеют невероятную плотность. Такой объект содержит в три массы Солнца в области размером с небольшой город. Это приводит к возникновению колоссального гравитационного поля. Черные дыры поглощают пыль и газ из пространства вокруг них, и от этого растут в размерах.

Согласно данным исследования Гарвардско-Смитсоновского Центра астрофизики, наша галактика Млечный Путь содержит несколько сотен миллионов черных дыр.

Супермассивные черные дыры – рождение гигантов

Маленьких черных дыр достаточно много во Вселенной, однако доминируют в пространстве дыры побольше. Супермассивные черные дыры в миллионы или даже миллиарды раз массивны, чем Солнце, но имеют радиус, близкий к радиусу ближайшей звезды Земли. Считается, что такие черные дыры лежат в центре почти каждой галактики, включая Млечный Путь.

Ученые пока до конца не определились, как именно возникают такие крупные черные дыры. Как только они формируются, они собирают массу из пыли и газа вокруг них, то есть материал, который изобилует в центре галактик. И это позволяет им расти до огромных размеров.

Супермассивные черные дыры могут быть результатом слияния сотен или тысяч небольших черных дыр. Большие газовые облака также могут быть вовлечены в процесс и позволять черным дырам быстро наращивать массу. Третий вариант – крах звездного кластера, когда группа звезд коллапсирует одновременно.

Промежуточные черные дыры – застрявшие посередине

Ученые когда-то считали, что черные дыры имеют только малые и большие размеры, но недавние исследования показали возможность существования средних или промежуточных черных дыр (IMBH). Такие тела могут образовываться, когда звезды в кластере сталкиваются по цепной реакции. Некоторые из этих звезд, образующиеся в одной и той же области пространства, в конечном итоге могут коллапсировать вместе в центре галактики и создать сверхмассивную черную дыру.

В 2014 году астрономы обнаружили объект, который оказался черной дырой промежуточной массы в руке спиральной галактики.

Теория черных дыр – как они работают

Черные дыры невероятно массивны, но занимают только небольшую область пространства. Из-за взаимосвязи между массой и гравитацией это означает, что они обладают чрезвычайно сильным гравитационным полем. Практически ничто не может уйти от них – в классической физике даже свет попадая в черную дыру, не может покинуть ее.

Такое сильное притяжение создает проблему наблюдения, когда дело доходит до черных дыр – ученые просто не могут «видеть» их так, как они могут видеть звезды и другие объекты в космосе. Для обнаружения этих объектов ученые полагаются на излучение, которое испускается когда пыль и газ поглощается черной дырой. Супермассивные черные дыры, лежащие в центре галактики, могут оказаться окутаны пылью и газом, находящимися вокруг них, что может блокировать контрольные выбросы.

Иногда, когда материя двигается к черной дыре, она рикошетом покидает горизонт событий и вылетает наружу, а не втягивается внутрь. Создаются яркие струи материала, движущегося с практически релятивистскими скоростями. Хотя сама черная дыра остается невидимой, эти мощные струи можно увидеть с больших расстояний.

Черные дыры имеют три «слоя» – внешний и внутренний горизонт событий и сингулярность.

Горизонт событий черной дыры – это граница вокруг нее, то место, где свет теряет способность к “бегству”. Когда частица пересекает горизонт событий, она уже не может покинуть объект. На горизонте событий гравитация постоянна.

Внутренняя область черной дыры, где содержится ее масса, известная как сингулярность – единственная точка в пространстве-времени, где сосредоточена масса черной дыры.

По представлениям классической механики и физики ничто не может выйти из черной дыры. Однако, когда к уравнению добавляется квантовая механика, все немного меняется. В квантовой механике для каждой частицы имеется античастица, частица с одинаковой массой и противоположным электрическим зарядом. Когда они встречаются, пара частица-античастица могут аннигилировать.

Если пара частица-античастица создается вне досягаемости горизонта событий черной дыры, одна может упасть в черную дыру, а другая быть вытолкнута. В результате масса черной дыры уменьшается, что уменьшает массу объекта. И черная дыра может начать распадаться, что который отвергается классической механикой.

Ученые все еще работают над тем, чтобы создать уравнения, с помощью которых можно было понять, как функционируют черные дыры.

Сияющий свет двойных черных дыр

В 2015 году астрономы, использующие гравитационно-волновую обсерваторию лазерного интерферометра (LIGO), впервые обнаружили гравитационные волны. С тех пор с помощью этого инструмента наблюдалось несколько других подобных инцидентов. Гравитационные волны, замеченные LIGO, возникли от слияния небольших черных дыр.

Наблюдения LIGO также дают представление о направлении вращения черной дыры. Когда пара черных дыр вращаются по спирали вокруг друг друга, они могут вращаться в одном направлении или направления могут быть совершенно разными.

Существует две теории о том, как образуются бинарные черные дыры. Первый предполагает, что они образовались примерно в одно и то же время, от двух звезд, которые родились вместе и погибли примерно в одно и то же время. Звезды-компаньоны имели бы такую же ориентацию спина, поэтому черные дыры, которые они оставили, тоже вращались бы подобным образом.

По второй модели черные дыры в звездном кластере опускаются в центр кластера и соединяются. У этих компаньонов были бы случайные ориентации спина по сравнению друг с другом. Наблюдения с помощью LIGO черных дыр с различной ориентацией спина дают более убедительные доказательства этой теории образования.

Интересные факты о черных дырах

Ваша смерть наступит прежде, чем вы достигнете сингулярности. Но исследование 2012 года предполагает, что квантовые эффекты приведут к тому, что горизонт событий будет действовать как стена огня, мгновенно сжигая вас до смерти.
Черные дыры не «засасывают». Всасывание вызвано выталкиванием чего-то в вакуум, которым массивная черная дыра определенно не является. Вместо этого объекты просто попадают в них.
Первым объектом, считающимся обнаруженной черной дырой, является Cygnus X-1. С В 1971 году ученые обнаружили радиоизлучение, исходящие от Cygnus X-1, и был обнаружен массивный скрытый объект, который был идентифицирован как черная дыра.
Cygnus X-1 был предметом товарищеского спора 1974 года между Стивеном Хокингом и физиком-физиком Кипом Торном, который утверждал, что этот источник был черной дырой. В 1990 году Хокинг признал поражение.
Миниатюрные черные дыры могли образоваться сразу после Большого взрыва. Быстро расширяющееся пространство, возможно, сжало некоторые свои области в крошечные плотные черные дыры, менее массивные, чем Солнце.
Если звезда проходит слишком близко к черной дыре, она сможет быть ей поглощена.
По оценкам астрономов, в Млечном Пути от 10 миллионов до миллиарда черных дыр с массами, примерно в три раза превышающими массу Солнца.
Теория струн предполагает больше типов массивных гигантских черных дыр, чем обычная классическая механика.
Черные дыры остаются потрясающим материалом для научно-фантастических книг и фильмов. Фильм « Интерстеллар » в значительной степени полагался на теоретического физика Кипа Торна, чтобы привнести настоящую науку в продукт Голливуда. Фактически, работа со спецэффектами для блокбастера привела к улучшению научного понимания того, как могут выглядеть далекие миры, когда они расположены вблизи быстро вращающейся черной дыры

Убежище на Луне

Убежище на Луне

Исследование, опубликованное в « Geophysical Research Letters», подтверждает существование большой открытой лавовой трубки в районе Холмов Мариуса на Луне, которая может быть использована для защиты поселенцев от опасных условий на поверхности.

Никто никогда не был на Луне более трех дней, главным образом потому, что космические костюмы сами по себе не могут защитить космических путешественников от экстремальных колебаний температуры, радиации и воздействия метеоритов. В отличие от Земли, Луна не имеет атмосферы или магнитного поля для защиты своих гипотетических обитателей.

Согласно исследованию, самым безопасным местом для убежища является внутренняя поверхность неповрежденной лавовой трубки.

Лавовые трубки являются естественными каналами, образованными, когда поток лавы разрушает твердую кору, которая утолщается и образует “крышу” над потоком лавы. Как только лава перестает течь, образуя пустоту.

«Важно знать, где на Луне существуют большие лавовые трубки, если мы когда-нибудь соберемся построить лунную базу», – сказал Джунити Харуяма, старший научный сотрудник JAXA, космического агентства Японии. «Знание этих вещей также важно для фундаментальной науки. Мы можем получить новые типы образцов горных пород, данные о тепловом потоке и данные наблюдения за лунными землетрясениями».

JAXA проанализировал радиолокационные данные с космического аппарата SELENE для обнаружения лавовых трубок. В области Холмов Мариуса, был обнаружен вход в трубку по отличительной эхо-картине. Было выявлено уменьшение мощности эха, за которым последовал большой второй эхо-пик, который, по их мнению, свидетельствует о трубке. Два эхо-сигнала соответствуют радиолокационным отражениям от поверхности Луны, а так же “дну” ” и “потолку” открытой трубки. Команда обнаружила похожие эхо-паттерны в нескольких местах вокруг отверстия, что указывает на то, что их может быть несколько.

Радиолокационная система SELENE не была предназначена для обнаружения лавовых трубок -она ​​была построена для изучения происхождения Луны и ее геологической эволюции. По этим причинам она не летала достаточно близко к поверхности Луны, чтобы получить чрезвычайно точную информацию о том, что находится внизу.

Когда команда JAXA решила использовать свои данные, чтобы попытаться найти лавовые трубки, они консультировались с учеными из миссии GRAIL, организованной NASA по сбору высококачественных данных о гравитационном поле Луны. Проанализировав области, где GRAIL определила дефицит массы под поверхностью, они сузили данные, необходимые для анализа.

«Они знали о “провале” в исследуемых горах, но они понятия не имели, как далеко могла простираться подземная полость», – сказал Джей Мелош, со-исследователь и заслуженный профессор в Университете Пердью «Наша группа в Пердью использовала данные о гравитации в этой области, чтобы сделать вывод, что открытие было частью более крупной системы. Используя технику радиолокации, они смогли выяснить, насколько глубоки и высоки полости».

Лавовые трубки существуют и на Земле, но их лунные копии намного больше. Для того, чтобы лавовая трубка могла быть обнаружена по данным гравитации, она должна простираться на несколько километров в длину и по крайней мере на один километр в высоту и ширину. Это означает, что лавовая трубка вблизи холмов Мариус достаточно просторна для размещения любого из самых крупных городов мира.

Существование лавовых трубок на Луне было предсказано в прошлом, но комбинация данных радара и гравитационных данных дает самую полную картину того, как они выглядят и насколько они велики. Эта информация может быть более полезной, чем ожидалось ранее.

по материалам https://www.sciencedaily.com/

Массовые вымирания

Исчезновение видов

Из пяти массовых вымираний живых организмов, произошедших на Земле, два привели к гибели более половины всех существующих на тот момент видов. Анализ того, как выжившие животные распространились по всему миру после массовых вымираний, может помочь ученым сделать выводы о том, как может измениться биосфера Земли в будущем.

Дэвид Дж. Баттон (David J. Button), научный сотрудник Института естественных наук Северной Каролины вместе со своими коллегами изучили ископаемые останки почти 900 видов позвоночных, относящихся к периоду от 260 до 175 миллионов лет назад – от позднего пермского до триасового и раннего юрского периодов. В этот период произошло два массовых исчезновения живых организмов на планете. Баттон заявляет, что модели происходящих тогда процессов, созданные по результатам проведенных исследований, могут пролить свет на происходящие в наше время явления, включая текущую утрату биоразнообразия.

Доминирование выживших

«Массовые вымирания не только уменьшили разнообразие животных, но также повлияли на распределение животных и экосистем, или биогеографию», – сказала Баттон. «По мере исчезновения видов в результате вымирания их экологические ниши остаются пустыми. После массового исчезновения эти ниши занимают выжившие и начитают развиваться. Эти немногочисленные виды распространяются и начинают доминировать на какое-то время, что приводит к развитию «фауны стихийного бедствия» с низким разнообразием ».

Одним из этих примеров такого доминирования был листозавр (Lystrosaurus), родственник ранних млекопитающих. Он питался растениями, а габариты его варьировались в разное время примерно от размеров собаки до размеров свиньи. У листозавра были клыки, и это помогало ему добывать растительную пищу.

Поздняя пермь датируется около 252 миллионами лет назад. Именно в этот период начали развиваться некоторые группы животных, в том числе самые ранние динозавры, крокодилы и родственников млекопитающих и ящериц”, – сказал Баттон. События позднего триаса, которое произошли около 201 миллиона лет назад, вызвали уничтожение многих существовавших видов, создав благоприятные условия для расцвета динозавров.

Причины распространения динозавров

«События поздней перми вызвали вымирание около 90 процентов морской жизни и 70 процентов наземных позвоночных. Это, вероятно, произошло в результате изменения климата от гиперактивного вулканизма – когда вулканы извергли базальтовую лаву и выпускали газы в атмосферу. Это вызвало увеличение в атмосфере содержания двуокиси углерода и, как следствие, сильное потепление, приводящее к опустыниванию », – заявляет Баттон. «События позднего триаса также связаны с вулканами».

«Массовые вымирания являлись глобальными катастрофами, которые коренным образом изменили экосистемы», – сообщает соавтор исследования, Ричард Батлер (Richard Butler), профессор палеобиологии Бирмингемского университета. «Новый анализ дает нам важные данные, показывающие, насколько глубоко эти катастрофические события повлияли на распределение животных на Земле».

Результаты исследований

«Истории окаменелостей дают возможность протестировать эволюционные гипотезы на длительных промежутках времени, что невозможно, если эволюционные исследования ограничены существующими растениями и животными», – сказал Мартин Эзкурра (Martín Ezcurra), исследователь Музея аргентинского искусства Ciencias Naturales, который был соавтором доклада.

“Идентификация образцов в местах массовых окаменелостей может помочь исследователям сделать прогнозы о последствиях нынешней потери биоразнообразия”, – сказал Баттон.

«Хорошее понимание этих древних кризисов поможет скорректировать мероприятия по охране природы, чтобы помочь современным животным избежать подобной участи», – добавил он.

по материалам https://www.astrobio.net/

Где искать жизнь?

энцелад

Если предположить, что жизнь в Солнечной системе существует где-то еще, кроме Земли, сложно представить, что она развилась до сложных форм. Скорее всего она будет представлять из собой примитивные организмы. Ведь таких условий, как на Земле, в нашей системе нет нигде. Основная уникальная черта Земли – это существование на ее поверхности жидкой воды. Именно вода, и это подтверждается всеми последними исследованиями, является ключевым фактором, основой существования жизни. Ученые рассматривают возможность возникновения жизни и на основе других биохимических принципов. Например на основе кремния, однако расчеты показывают, что жизнь на основе углерода является наиболее энергетически эффективной. Ученые Земли пока не могут дотянуться до других звездных систем, поэтому их внимание приковано к тем мирам, которые находятся в Солнечной системе. Какие из же них вызывают наибольший интерес астробиологов?

Энцелад

Один из самых крупных спутников Сатурна. Попал в центр внимания ученых, занимающихся поисками жизни, после установления его характеристик.  Небесное тело, как подтвердили данные, полученные с космического аппарата “Кассини” почти полностью покрыто водяным льдом. Есть основания предполагать что под поверхностью этого океана находится жидкая вода. Те же исследования, проведенные в 2005 году, выявили присутствие на Энцеладе углерода, кислорода и азота – а эти элементы, как известно являются основой земной органики. Ученые предполагают, что спутник имеет горячее внутреннее ядро, поддерживающее температуру на луне Сатурна, достаточную для существования жизни.

Европа

Один из четырех галилеевых спутников Юпитера — Европа по праву занял свое место в перечне кандидатов на роль носителя жизни в Солнечной системе. Подобно Энцеладу, Европа имеет замерзший океан на поверхности, и есть гипотеза, что и у Европы под ним находится жидкая вода и активные вулканы.  Установлено, что живые организмы, которые встречаются и сейчас на Земле у глубоководных гидротермальных источников, могли бы выжить на Европе без особых усилий.

Марс

Среди планет Солнечной системы только Марс имеет условия, наиболее близкие к земным. Только на Марсе температура поверхности может колебаться вокруг точки замерзания воды не слишком экстремально и резко. На Марсе обнаружено огромное количество льда, и есть гипотезы о том, что под поверхностью до сих пор существуют огромные океаны жидкой воды.  Атмосфера планеты схожа с земной, однако она гораздо разреженнее и в ней мало кислорода.  Она не способна защитить  живые организмы от солнечной радиации. Марс имеет крайне слабое магнитное поле, которое не может задерживать быстрые частицы солнечного ветра, что так же крайне пагубно для жизни. 

Титан

Следующим объектом, представляющим интерес для исследователей является крупнейший спутник Сатурна – Титан. Он обладает плотной атмосферой с органическим соединениям. Атмосфера Титана состоит в основном из метана, который быстро распадается под воздействием солнечной радиации. Большое количество метана может быть объяснено деятельностью живых организмов, как это происходит на нашей планете, однако температура на Титане крайне низка, что полностью исключает существование на его поверхности жидкой воды.

Ио

Еще один представитель галилеевых спутников Юпитера, – Ио, так же может быть гипотетическим местом присутствия внеземной жизни. Ио имеет атмосферу, содержащую многие сложные органические вещества. Геологическая активность на спутнике очень высока, и это еще один довод исследователей в пользу существования там живых организмов. Ведь там где вулканы есть тепло, и возможно, жидкая вода. Однако солнечная радиация на Ио очень существенна, и это один

факторов, снижающих вероятность  обнаружения  микроорганизмов.

Внеземная жизнь

Существует ли внеземная жизнь? Когда люди осознали, что Земля – это не центр мироздания, они обратили свои взоры к небу в поисках «братьев по разуму». У передовых представителей рода человеческого озарение наступило довольно рано. Так, греческий философ Эпикур, живший еще на рубеже IV-III веков до н.э. был убежден, что Вселенная бесконечна и в ней имеется множество обитаемых миров.

Сегодня ученых, занятых поисками мест, где может существовать внеземная жизнь за пределами Земли, можно условно разделить на два лагеря. В одном из них собрались представители и сторонники молодой, бурно развивающейся науки – уфологии. Уфологи и их единомышленники убеждены в существовании высокоразвитых внеземных цивилизаций и в том, что представители этих цивилизаций посещают Землю с незапамятных дней, еще с эпохи динозавров. По мнению уфологов, за последние 50 лет собрано огромное количество неопровержимых доказательств того, что летающие тарелки, т.е. НЛО, пилотируются разумными существами и что множество людей вступало с этими существами в контакт.

К сожалению, все эти доказательства косвенные. Живых, или, на худой конец, мертвых энлонавтов «широкая публика» до сих пор не видела, их космических кораблей – действующих или разбившихся при авариях – тоже. Правда, циркулируют слухи, что немало погибших (и даже живых!) энлонавтов, так же, как их кораблей, находится на строго засекреченных базах-лабораториях США и в ряде других стран, в том числе и в России. И что появлению таких технических новинок, как самолеты-невидимки, построенные по технологии «Стеллс», или микропроцессоры, во многом способствовало общению их разработчиков с весьма «продвинутыми» инопланетянами.

Последние комментарии

Использование материалов сайта

Текстовые материалы, размещенные на сайте могут быть использованы любыми пользователями без получения письменного разрешения Редакции и на безвозмездной основе при условии установления активной гиперссылки.

(С) Живое пространство 2017