Радиация и свечение: разбираем мифы

В массовой культуре существует стереотип о том, что радиоактивные вещества и процессы, связанные с радиоактивным излучением, всегда должны сопровождаться «спецэффектами» в виде зловещего призрачного голубоватого или зеленоватого свечения. Типа такого: 

Collapse )

Убьёт ли нас всех чудовищная магнитная буря в этом декабре?

На днях мне скинули заметку, активно распространяющуюся в соцсетях: дескать, в декабре 2019 года на Землю обрушится магнитная буря, которая выведет из строя всю электронику, на несколько дней мы останемся без связи и электроснабжения, что приведёт к полному коллапсу инфраструктуры, вспышкам паники, беспорядкам, актам массовой принудительной содомии и тому подобному. «Стоит беспокоиться?» - спросили меня. «Нет, не стоит», - с уверенностью ответил я.

Для того, чтобы понять, почему я так сказал, надо сначала понять, что есть магнитная буря и почему она происходит.

Магнитная буря – это реакция магнитного поля Земли на взрывообразный скачок солнечной активности в отдельно взятой точке поверхности Солнца – так называемую солнечную вспышку.

Бум
Бум
Collapse )

Тайна 9-й планеты: Нибиру, в которую никто не верит, может оказаться маленькой чёрной дырой?

Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Стаурн, Уран и Нептун – современные астрономы полагают, что список планет Солнечной системы этим и ограничивается. Однако с завидным постоянством возникают теории о том, что, возможно, на самом деле существует и девятая планета. 

Типа Солнечная система
Типа Солнечная система

Собственно, разговоры о девятой планете начались после того, как в 1846 году была открыта восьмая – Нептун. Учёные, анализируя орбиты самых удалённых планет Солнечной системы (того же Нептуна, а также Урана), предполагали, что в более удалённых областях космоса есть что-то ещё. 

Весьма драматичной была история американского промышленного магната Персиваля Лоуэлла, посвятившего немало сил поискам девятой планеты в начале XX века. Лоуэлл обладал спорной репутацией среди современных ему учёных, которая к тому моменту была к тому же немало подорвана его эксцентричной теорией обитаемости Марса. Проект по поиску Планеты Икс должен был вернуть ему доброе имя.

Увы, Лоуэллу не повезло: наблюдения на самых современных телескопах того времени не позволили обнаружить таинственную планету, что и окончательно подорвало его репутацию. В 1916 году Лоуэлл скончался от инсульта.

Collapse )

Звёзды: как они рождаются, какими бывают и как гибнут

Если неподготовленный читатель попытается разобраться в вопросе о том, какие бывают звёзды, то его ждёт знакомство с пугающе-сложной классификацией, существующей в современной астрономии. К примеру, ему расскажут о семи основных (O, B, A, F, G, K, M) и нескольких дополнительных классах звёзд. Параллельно ему сообщат о красных, чёрных, белых, жёлтых, оранжевых и коричневых карликах; красных, оранжевых, белых и голубых гигантах, сверхгигантах и субгигантах. Кроме того, он может встретить упоминания о гелиевых углеродных, циркониевых,  и бариевых звёздах; о типах звёзд с именами собственными, например, «звезда типа Т Тельца» или «звезда Вольфа-Райе»; наконец, о таких объектах, как нейтронные звёзды, пульсары, чёрные дыры и так далее. 

Солнце и его ближайшие соседи
Солнце и его ближайшие соседи

Однако прелесть физики вообще и астрофизики в частности заключается в том, что к формированию всего этого многообразия привели одни и те же процессы, и если их понять, то и «небесный зоопарк» окажется устроен просто и логично.

Начнём сначала: с того, как вообще образуются звёзды.

Местом рождения звёзд являются так называемые межзвёздные газовые облака – огромные (десятки и сотни световых лет в диаметре) области пространства, в которых по тем или иным причинам концентрация межзвёздного газа, на 80% состоящего из водорода, выше, чем в среднем по галактике. 

Если быть вполне точным, речь идёт о так называемых молекулярных облаках — наиболее плотных в своём роде.

Collapse )

Тёмная материя: скандальная знаменитость современной физики

«Пойди туда, не знаю куда, принеси то, не знаю что», — эта фраза из известной сказки довольно-таки неплохо описывает ситуацию, в которой оказалась современная физика в связи с теорией о существовании тёмной материи. 

Определение: тёмная материя — это особая форма материи, не взаимодействующая с электромагнитным излучением, и потому невидимая для привычных средств наблюдения. Предполагается, что основная масса вещества во Вселенной представлена именно тёмной материей. При этом мы не знаем, что представляет собой тёмная материя и, по большому счёту, не имеем доказательств того, что она вообще существует, хотя теория о её существовании позволяет нам объяснить некоторые вещи, которые иначе мы объяснить не можем (или не хотим). 

Collapse )

Почему взорвался Чернобыль?

В сериале «Чернобыль» события начинаются с момента взрыва реактора. События, предшествующие взрыву и приведшие к нему, не затрагиваются. Вероятно, авторы решили не погружать зрителя в физику (а возможно, и сами её не поняли). Исправим эту недоработку.

Как мы уже говорили, в основе работы что ядерного реактора, что ядерной бомбы, лежит явление вынужденного деления атомного ядра, которое, поглощая нейтрон, разваливается на две части, выделяя значительное количество энергии и некоторое количество новых нейтронов, каждый из которых способен, в свою очередь, вызвать вынужденное деление других нейтронов. То есть, продукты, нужные для следующего этапа реакции (нейтроны) выделяются в ходе предыдущего её этапа. Такие реакции называются цепными. Благодаря этому из относительно небольшого количества урана можно получить значительное количество энергии без особых усилий. 

Ну как «без особых». Усилия нужны, и довольно значительные. Подробнее здесь.

Collapse )

Спецвыпуск ко Дню Победы – о нацистском ядерном проекте и о том, почему он провалился

Нередко можно встретить материалы, в которых утверждается что, мол, нацисты были буквально в шаге от создания ядерного оружия, и что, дескать, если бы это случилось, то ход войны мог бы быть переломлен чуть ли даже не в 1945 году. Для того, чтобы понять, так ли это, посмотрим, как развивался нацистский ядерный проект – а заодно попробуем разобраться в том, как в принципе сделать атомную бомбу)))

В 1938 году немецкие физики Отто Ган и Фриц Штрассман установили: если «выстрелить» в ядро атома урана нейтроном, то ядро его поглотит. И тут же «взорвётся» - развалится на две части, попутно выделив, во-первых, некоторое количество энергии, а во-вторых – несколько (в среднем 2-3) нейтрона. Эти три нейтрона, соответственно, могут быть использованы для того, чтобы «взорвать» уже 2 ядра урана, с образованием (в среднем) 4 нейтронов. При «взрыве» 4 ядер урана этими 4 нейтронами образуется уже 8 нейтронов, которые могут «взорвать» уже 8 ядер и так далее. 

То есть, возникает цепная реакция – реакция, в которой продукты, требуемые для её течения, выделяются в ходе самого её течения. В результате может быть высвобождена весьма значительная энергия: полностью прореагировав, 1 килограмм урана даст столько же энергии, сколько 100 тонн угля!

Collapse )

Сказ о том, как чёрные дыры отрастили волосы

Чёрные дыры, фотографией одной из которых мы недавно имели возможность полюбоваться, являются одними из самых интересных и интригующих объектов во Вселенной. И они не перестают загадывать физикам всё новые загадки.

По определению чёрная дыра обладает слишком мощным гравитационным полем, которое не выпускает наружу чёрной дыры ничего, что попало внутрь неё – даже свет. И дело здесь даже не столько в массе чёрной дыры, сколько в её плотности.

Дело в том, что, как мы помним ещё из школы, сила гравитационного притяжения тела прямо пропорциональна массе гравитирующего тела и обратно пропорциональна квадрату расстояния до него. То есть, даже при относительно незначительных массах тел, при приближении на расстояния, близкие к нулю, гравитационное поле должно возрастать до бесконечности.

Collapse )

Первое фото чёрной дыры: почему с ним все так носятся?

Начнём с начала: что вообще представляет собой чёрная дыра? Согласно определению, это физическое тело, обладающее достаточно сильной гравитацией, чтобы удерживать любые приблизившиеся к нему объекты, включая даже свет. В терминах классической механики можно сказать, что для чёрной дыры вторая космическая скорость (то есть скорость, достаточная для того, чтобы движущийся объект смог улететь от данного небесного тела) равна скорости света. А так как быстрее света во Вселенной не движется вообще ничего, то улететь из чёрной дыры принципиально невозможно.

В целом, существование чёрных дыр было предсказано ещё 100 лет назад: к выводу о возможности существования таких объектов пришёл Карл Шварцшильд, решая гравитационные уравнения Эйнштейна. Впоследствии учёные неплохо описали закономерности существования таких объектов, разобрались, в каких условиях они могут возникать и тому подобное. Чёрные дыры стали такой «привычной» составляющей нашей картины мира, что в их существовании уже почти никто не сомневался: слишком уж хорошо предположение об их существовании описывало многие наблюдаемые процессы.

Однако между «могут существовать» (даже «должны существовать») и «существуют» есть большая логическая разница. Для того, чтобы уверенно заявлять о существовании объекта, его сначала надо пронаблюдать. А вдруг окажется, что на самом деле то, что мы считаем чёрными дырами в шварцшильдовском понимании – на самом деле некие совершенно иные объекты?

Collapse )