Методические рекомендации по организации работы с одаренными детьми (стр. 2 )

Таким образом, если вы увидите нейтронную звезду, температура поверхности которой существенно ниже полагающейся по возрасту или если ее радиус окажется заметно меньше 10 км, то можно предположить, что наблюдаемый вами объект не нейтронная, а странная звезда. (Но сначала надо еще и еще раз проверить насколько точны полученные значения температуры и возраста или радиуса объекта.)

Иллюминация темной материи

Астрономы из Германии и Дании сумели получить изображение окрестностей далекого квазара в линии Лайман-альфа водорода. Удалось измерить и доплеровское смещение этой линии в разных точках изображения, т. е. оценить скорость падающего газа в зависимости от расстояния до квазара. Тем самым получается оценка гравитационного потенциала, который определяется массой и распределением темной материи, т. е. проведенные наблюдения позволяют косвенно померить структуру гало темной материи вокруг квазара.

Уже обнаружено несколько квазаров при красном смещении z>6, т. е. они вспыхивают, когда формируются первые галактики. Скорей всего квазар – это проявление падения газа в поле сверхмассивной черной дыры. Такой сколлапсировавший объект и так рано может образоваться только там, где имеется глубокая потенциальная яма гравитации. А первые возмущения гравитационного поля нарастают там, где сгущается темная материя (Dark Matter), так как из наблюдений реликтового излучения известно, что возмущения обычного барионного вещества были исходно настолько слабы, что никаких галактик и квазаров не было бы и по сию пору, т. е. при z=0.

В номере журнала Nature от 01.01.01 г. опубликована статья [1] астрономов из ESO (European Southern Observatory) в Гархинге, ФРГ, и из Копенгагена и Орхуза (Aarhus) в Дании, в которой сообщается о получении первых подробных изображений квазара Q1205-30 при z=3 в линии Лайман-альфа водорода - см. рис.1.

Квазар облучает падающий газ в некотором широком конусе. Жесткое излучение квазара ионизует водород, который частично рекомбинирует обратно, причем не на основной уровень, а на возбужденные. При переходе с первого возбужденного уровня на основной и порождается Лайман-альфа фотон, который удается зарегистрировать на Земле (на длине волны в 4 раза больше начальной при z=3!).

Главная ось конуса повернута к нам под некоторым углом наклона. Авторы работы [1] подбирают угол раствора конуса (они получили 110°) и наклон (27°), которые дают наилучшее совпадение с наблюдениями.

Рис.1. Изображение в линии Ly-alpha в сравнении с моделями.

a. Снимок области 10 x 10 секунд2 в линии Ly-alpha вокруг Q1205-30. Квазар удален с этого снимка, иначе он засветил бы все поле. Показана щель спектрографа шириной 1.2 секунды (с позиционным углом 7.9° к северо-востоку), а крестик указывает на близкую галактику g1, случайно попавшую на луч зрения. Отрезок слева равен 1 секунде.

b-d. Модель для того же поля зрения при конусе облучения с раствором в 110° для трех различных углов наклона.

b. Модель, лучше всего описывающая наблюдения (с углом наклона 27°).

c. Наклон 10°, исключается на уровне 3.5σ.

d. Наклон 50°, исключается на уровне 3 сигма.

Картина в несколько секунд дуги соответствует на таких расстояниях нескольким десяткам килопарсек, т. е. мы видим газ в гало вокруг гигантской галактики (которая, возможно, еще и не полностью сформировалась). Главное, что удалось проделать впервые, это получить, хотя и грубо, распределение скоростей падающего газа (рис. 2).

Рис.2. Развертка спектра Q1205-30 и протяженной области свечения в линии Ly-alpha.

Длина волны отложена по абсциссе, а положение на небе - по ординате. Спектр снят при положении щели, указанном на рис.1a.

a. Спектр квазара. Свечение Ly-alpha едва заметно на волне 4920 Ангстрем.

b. Спектр квазара вычтен между Ангстрем, при этом линия Ly-alpha ясно видна, а ее искривление за счет доплер-эффекта позволяет оценить скорость газа.

По скоростям авторы оценили массу гало из темной материиx1012 масс Солнца. Они говорят, что их результаты лучше всего согласуются с распределением темной материи в стандартных моделях (так называемая модель NFW - Наварро, Френка и Уайта). По-видимому, точность наблюдений пока еще слишком мала для строгих выводов о распределении темной материи и даже для опровержения модели с модифицированным законом тяготения (MOND), но важный новый шаг на пути изучения темной материи сделан.

Разработки интегрированных курсов, способствующих интеграции знаний на основе междисциплинарных связей

К Марсу за две недели

Исслдеователи из университета Бен-Гурион (Ben-Gurion University) заявляют, что предлагаемое ими новое ядерное топливо может свести время полета от Земли к Марсу до двух недель. (Для современных космических кораблей на химическом топливе этот срок составляет от восьми до десяти месяцев.)

Ученые продемонстрировали, как в довольно редком ядерном материале америции-242m (Am-242m) можно поддерживать продолжительное цепную реауцию деления ядра, при этом Am-242 выполнен в виде тончайшей пленки, толщиной менее одной тысячной миллиметра.

В результате, высокоэнергетичные и высокотемпературные продукты распада можно использовать в качестве топлива для космического реактивного двигателя. Получение аналогичного эффекта невозможно в случае более известных компонентов: урана-235 и плутония-239, для них требуется использовать стержни большого размера, которые в свою очередь поглощают продукты распада.

Критическая масса америция в 100 раз меньше, чем у урана или плутония. Поэтому ученые определили, что реакция расщепления, в случае использования такого материала, может происходить даже в тонких пленках, а конечные продукты расщепления будут обладать при этом большой энергией.

Получаемые в результате реакции продукты распада могут быть использованы для нагревания газа реактивных двигателей или выработки электричества с помощью генераторов.

Основной проблемой пока остается получение Am-242m в достаточных количествах. Предстоит так же разработать дозаправляемые реакторы и изучить вопросы безопасности управляемых космических полетов, использующих эту технологию.

Тем не менее, ученые полны оптимизма, они считают что америций-242m является единственным материалом, чьи продукты расщепления можно использовать для создания высокоскоростных реактивных двигателей.

Крест Эйнштейна

"Крест Эйнштейна" - это явление, при котором одиночный объект виден одновременно "в четырех экземплярах". На картинке изображен очень далекий квазар, расположенный за некоторой массивной галактикой. Гравитационное влияние галактики на свет квазара похоже на преломление: так при прохождении света от удаленного источника через стакан с водой создаются множественные изображения. К тому же и отдельные звезды передней галактики действуют как гравитационные линзы! Из-за этого яркость каждого из изображений изменяется. Эти изменения яркости видны при сравнении двух фотографий Креста Эйнштейна, разделенных трехгодичным интервалом. Более подробно о картинке можно посмотреть в книге, посвященной IAU Symposium 173 "Astrophysical Applications of Gravitational Lensing" ("Астрофизические приложения гравитационного линзирования"), проходившего в Мельбурне (Австралия) 9-14 июля 1995 года. Фото: Г. Левис и М. Ирвин, Телескоп им. Вильяма Гершеля

Марс: детальная разведка

Национальный исследовательский совет США (National Academies' National Research Council) опубликовал отчёт, в котором призвал NASA более тщательно исследовать химию и биологию Марса в преддверии колонизации планеты.

В рапорте указано, что в целях более тщательной и корректной подготовки к колонизации NASA должно подготовить трёхмерную марсианскую карту в высоком разрешении для оценки климатических и геологических изменений на поверхности "красной планеты". В докладе указывается, что аэрокосмическому агентству следует более серьёзно отнестись к риску и непредвиденным сложностям во время миссии.

Например, во время лунной миссии "Аполлона" астронавты не смогли предотвратить проникновение пыли в так называемую "среду обитания" астронавтов. А ведь марсианская пыль может содержать высокие концентрации микроскопических частичек серы и хлора, которые крайне токсичны для кожи и лёгких.

Кроме того, до сих практически неизвестно количество токсичных металлов в марсианской почве, таких как шестивалентный хром. Подобные химические элементы могут спровоцировать рак при длительном контакте, причём негативное воздействие будет проходить практически незаметно, а последствия могут оказаться катастрофическими для астронавтов сразу же после их возвращения на Землю.

Ещё одна проблема, на которую указывается в докладе - отсутствие определённости в вопросе наличия на Марсе жизни. Как бы там ни было, по мнению специалистов, необходимо определить наименее рискованные зоны для высадки первого земного десанта с учётом наличия какой бы то ни было микрофлоры на планете. Здесь же указывается на опасность занесения "грязи" на Землю по возвращению. До сих пор не продумана система <дезинфекции> прилетевшего с Марса корабля.

Согласно марсианской программе NASA, вплоть до 2011 года на Марсе будут работать роботизированные миссии. Программа полностью координируется NASA, однако агентство обязано предоставлять регулярные отчёты. В это же время Национальный исследовательский совет, который и представил этот строгий и несколько ворчливый доклад, является исполнительным органом (читайте - правой рукой) Национальной академии наук США (National Academy of Sciences) и Национальной академии инженерии США (National Academy of Engineering). Это частное некоммерческое учреждение, которое осуществляет консультирование под эгидой конгресса.

Маяки на космических трассах

Землю часто называют большим кораблем, тогда каменные астероиды можно уподобить опасным скалам, а каменно - ледяные кометы айсбергам. Иногда они непредсказуемо меняют курс, а некоторые неожиданно “выныривают” из космических глубин. От возможного столкновения с ними наш многонаселенный лайнер может получить большие пробоины, со всеми вытекающими последствиями. Но неровно отражаемые ими световые волны могут помочь вовремя увидеть опасность.

Предполагается, что раннее распознавание потенциально опасного объекта на дальних подступах к Земле позволило бы отвернуть его в сторону, либо “торпедировать”.

Уже “выставлены вахтенные” – развернут специальный мониторинг с помощью крупнейших оптических и радиоастрономических инструментов. (Некоторые из них следят еще и за космическим мусором, угрожающим космическим кораблям.) Теперь речь идет о создании единой международной системы раннего предупреждения об астероидной опасности, с повышенными требованиями к ее чувствительности.

Если продолжать сравнение с морской навигацией, то есть еще одно немаловажное обстоятельство – небесные тела отчасти уподобляются мерцающим маякам. Образовавшиеся в результате многочисленных соударений, малые планеты имеют неправильные формы с крайней степенью изрытости. Действие силы тяжести на них ничтожно, поэтому не вызывает сминающего выравнивания поверхности и придания им шарообразной формы.

Эти осколки причудливых очертаний, вращаясь, неоднородно отражают солнечные лучи. Порой интенсивность их блеска быстро меняется с изменением фазового угла.

Например, яркость объекта 1998 SM165 в поясе астероидов меняется приблизительно на 50%. Имея вытянутую форму, напоминающую картофелину (594 x 353 км), он каждые 4 часа обращается к Земле либо своей вытянутой стороной, либо торцом.

Часто блеск малых планет варьируется потому, что они вообще не являются монолитными глыбами. В последнее время выяснилось, что многие из них держатся парами. Например, двойной объект 1999 KW4 состоит из двух тел, расстояние между которыми не более полутора километров. Только в окрестностях Земли, в пределах нескольких ее радиусов, как сообщалось в апрельском выпуске журнала Science, астрономами обнаружено с помощью телескопов-радаров пять двойных систем астероидов размерами больше 200 метров.

Более того, исследователи полагают, что многие из наблюдаемых в космосе объектов представляют собой агрегаты – “скученные груды камней”, состоящие из отдельных блоков, удерживающихся друг около друга гравитационными силами, но не сливающихся друг с другом.

Для повышения эффективности дистанционных наблюдений нужно разобраться в этом “калейдоскопе” мигающих отражений от разнообразных тел. Столь большое многообразие их кинематических и оптических характеристик усложняет получение точных сведений о потенциально опасных объектах и требует тщательной настройки систем мониторинга, для чего необходимы дополнительные исследования. Теперь на очереди пробные эксперименты с искусственными объектами, имитирующими реальные астероиды. Подобным образом поступают звукорежиссеры, настраивая аппаратуру в отсутствии певца по собственному голосу, и телеоператоры перед приездом “звезд” наводят камеры на их “дублеров”.

В России недавно запатентован способ представления визуальных эффектов с использованием вращающихся неоднородно отражающих поверхностей (НОП) – патент RU 2166803. Это техническое решение предполагает проведение необходимых испытаний – развертывание в околоземном космосе объектов, имитирующих (в зависимости от размеров и дальности от Земли) либо осколки околоземного космического мусора, либо астероиды на разных дальностях от нашей планеты. Имея точные данные о свойствах НОП, можно будет сравнивать, насколько точно наземные и околоземные системы слежения определяют их параметры.

Суть изобретения довольно проста – имитация мерцания. Первоначально предполагалось использовать множество мерцающих объектов – для создания “облаков блистающих огней”, своего рода “космических фейерверков”, которые можно использовать для рекламы и тому подобного. Тема эта в последнее время становится довольно популярной.

Причем, если подобрать соответствующие орбиты отражающих объектов, чтобы эффекты были видны на закате и на рассвете, помех астрономическим наблюдениям не будет.

Но пока и “наземной” рекламы глобальным корпорациям вполне достаточно, а по поводу опасности мерцающих астероидов в последнее время озабоченность заметно нарастает. Постепенно начинают понимать, что “если хочешь жить – сумей увернуться”. Разрабатываются все новые устройства слежения, но их эффективность трудно проверить, поскольку небесные тела слишком далеки и наши знания об их характеристиках во многом состоят из догадок.

Необходимо проведение реальных испытаний, которые могут дать более точные данные, на практике. Тут искусственные визуальные эффекты вполне могли бы помочь перепроверить результаты наблюдений, моделирований и т. д.

Кроме того, в этом изобретении предполагается развертывание нескольких НОП одновременно. Это дало бы возможность сопоставлять данные наблюдений за ними. Если запускать НОП на околоземную орбиту, то сделать это можно довольно дешево. Патент выдан не только на способ, но и на устройство, довольно простое по конструкции, которое можно использовать с относительно малыми затратами.

Реальный эксперимент с серией дистанционных наблюдений за НОП покажет насколько правильными окажутся зарегистрированные характеристики и сколь велики окажутся величины ошибок. Это позволит повысить эффективность дистанционных наблюдений за реальными объектами. Конечно, в данном случае речь может идти об использовании облегченных конструкций НОП – раскладных или надувных. Отчасти может пригодиться опыт военных разработок, где при запусках баллистических ракет используются надувные баллоны в качестве ложных мишеней для отвлечения перехватчиков от настоящих боеголовок. “Фотопробы” вращающихся астероидных “двойников” могут помочь детальнее распознать свойства многоликих межпланетных странников. Тогда для землян они будут не изворотливыми созданиями, подстерегающими на опасных космических перекрестках, но сигнализирующими маяками, предупреждающими о возможных угрозах и дающими возможность избежать опасности.

Моделирование черных дыр на суперкомпьютере

Современные суперкомпьютеры моделируют мощные энергетические джеты (струи), выходящие из черных дыр - самых экзотических и мощных объектов во Вселенной.

"Эти исследования помогут нам открыть загадку черных дыр и подтвердить, что вследствие их вращения действительно происходит выход энергии," - говорит астрофизик Дэвид Мейер (David Meier), один из соавторов статьи, которая скоро выйдет в международном научном журнале Science.

Черные дыры - это сверхплотные объекты с такой сильной гравитацией, что даже свет не может из них выйти. Черные дыры захватывают в себя любое приблизившееся к ним вещество, включая другие черные дыры. Эти необычные объекты образуются одним из двух способов - при коллапсе звезды или когда много звезд и черных дыр коллапсируют вместе в ядре галактики.

Оба типа черных дыр могут вращаться очень быстро, увлекая за собой пространство вокруг них. Когда много вещества падает на черную дыру, оно закручивается, как в водовороте. С помощью рентгеновских и радионаблюдений астрономы могут быть свидетелями таких событий, в том числе и струй из черных дыр, но они не могут увидеть саму черную дыру.

"Мы не можем совершить путешествие к черной дыре, и мы не можем сделать ее в лаборатории - поэтому мы используем суперкомпьютеры," - продолжает Мейер. С помощью компьютеров ученые объединяют данные о плазме, падающей на черную дыру, и свои познания того, как гравитация и магнитные поля могут воздействовать на плазму. Ученые также исследуют способы того, как магнитное поле может использовать энергию вращения черной дыры и образовывать мощные струи.

Феномен струй был предсказан Роджером Блэндфордом и Романом Знажеком в 1970-х годах. Новые компьютерные исследования подтверждают это предсказание. Последние работы были проведены в конце 2001-го года с помощью суперкомпьютера японского института National Institute for Fusion Science.

Объекты со струями в ядрах галактик были идентифицированы в начале 1900-х годов. В 1960-х годах ученые исследовали возможность того, что этими объекты со струями могут быть сверхмассивные черные дыры с массами от одного миллиона до нескольких миллиардов масс Солнца.

В 1990-х годах было установлено, что такие струи могут испукаться менее массивными черными дырами в двойных звездных системах. Черная дыра с массой в десять масс Солнца может образоваться при коллапсе звезды массой от 20 до 30 масс Солнца. При этом образуется крошечный невидимый объект размером всего лишь в несколько километров, но с очень мощным гравитационным полем. Сверхмассивные черные дыры образуются при коллапсе большого количества звезд и черных дыр в ядрах галактик.

Трехмерная иллюстрация показывает (Рис. 1), как вблизи вращающейся черной дыры перекручиваются силовые линии магнитного поля в падающей на черную дыру плазме. Черная сфера в центре рисунка - это сама черная дыра, а желтая область вокруг нее представляет область закрученного пространства. Красные линии показывают линии магнитного поля, проходящие через область закрученного пространства, а зеленые - магнитные линии, еще не входящие в эту область.

На других картинках представлена компьютерная эволюция черной дыры. Слева вверху - плазма медленно падает по направлению к черной дыре, линии магнитного поля в плазме показаны белыми линиями. На следующих картинках движение плазмы сильно ускоряется. Однако вращающаяся черная дыра закручивает само пространство (и линии магнитного поля) и испускает мощное электромагнитное излучение в направлениях северного и южного полюсов (показано красным и белым цветом), которое захватывает с собой частицы плазмы и образует струи.

Определена масса SS433

Наконец-то удалось померить массу компактного объекта в уникальной системе SS433. В этой системе массивная звезда в сверхкритическом темпе (выше Эддингтоновского предела) истекает на компактный объект. В результате чего большая часть этого вещества (а темп аккреции в этой системе составляет примерно 10–4Mсолн./год) выбрасывается из системы, образуя вокруг компактного объекта непрозрачную истекающую оболочку дискообразной формы. Кроме того, вдоль оси аккреционного диска бьют два джета – узкие струи вещества движущегося со скоростью 0.26 c км/с). Причем эта околосветовая скорость движения вещества в струях не изменяется ни при вариациях темпа перетекания вещества, ни при изменении направления струй (диск в этой двойной системе меняет свою ориентацию в пространстве – прецессирует). [Приведенная в начале статьи иллюстрация сделана на основе наблюдательных данных и, по-видимому, близка к действительности.]

В общем, система была известна давно и всегда привлекала внимание астрономов из-за своих уникальных особенностей (я перечислил только часть того, что в ней открыли). Массу оптической звезды в ней удалось измерить с достаточно хорошей точностью, а вот с компактным объектом была очень большая проблема: результаты различных измерений давали в несколько раз различающиеся массы – от 1 массы Солнца до 10 и даже больше. То есть нельзя было даже сказать что за объект прячется под непрозрачной оболочкой – черная дыра или нейтронная звезда.

На самом деле двойная звезда – самый удобный объект для определения массы в астрономии. Если вы знаете период ее обращения (с момента измерения периода мы и начинаем, обычно, считать звезду двойной) и вам удалось померить по эффекту Допплера изменение лучевой скорости одного из компонент системы – вы немедленно получаете нижнюю оценку массы второй звезды (не той, лучевые скорости которой вы мерили). А если вы по каким-либо другим данным знаете как плоскость орбиты системы наклонена к лучу зрения (для SS 433 наклон орбиты известен по наблюдению прецессии джетов и по затменям), то нижняя граница массы превращается в достаточно хорошо определенное значение.

Кривая лучевых скоростей компактного объекта по линиям излучения релятивистских джетов была построена давно и позволила оценить массу оптической звезды (~20Mсолн.). А вот померить аналогичным способом массу компактного объекта не удавалось, поскольку слабые линии поглощения в спектре оптической звезды "забивались" мощным излучением аккреционного диска.

И вот это наконец удалось сделать! Наблюдения велись на 2.7-м телескопе в обсерватории Техасского университета. Были получены три высококачественных спектра, показанных на этом графике.

В них, с помощью достаточно сложно обработки, удалось выделить линии оптического компонента. Этот спектр изображен на следующем графике жирной линией. А ниже для сравнения приведены спектры трех звезд ранних спектральных классов.

Обработка наблюдений дала следующие результаты:

Масса оптической звезды	Mo=(19±7)Mсолн.
Масса компактного объекта	Mx=(11±5)Mсолн.
Отношение масс в системе	Mx/Mo=0.57±0.11

Значит в SS 433 все-таки черная дыра!

Открыта космическая струна

В препринте astro-ph/0302547 сообщается от открытии необычного объекта CSL-1 (Каподимонте-Штернберг[ГАИШ]-кандидат в линзы No.1), изображение которого вы видите на фотографии. Красное смещение этого объекта составляет z=0.46. Причем, изофоты объекта практически не искажены.

Это может быть пара почти идентичных галактик, причем данная система может оказаться как физической, так и визуальной двойной. Но гораздо более интересной была бы ситуация гравитационного линзирования на космической струне. В отличие от обычных гравитационных линз (см., например, APOD от 01.01.2001) струна создает два идентичных и практически не искаженных изображения объекта. Возможное положение космической струны показано на рисунке красным цветом. Для проверки данной гипотезы требуются наблюдения с более высоким разрешением.

Прикроемся подушкой

Американский ученый Германн Берчард (Hermann Burchard) из университета штата Оклахома предложил весьма оригинальный способ защиты от потенциально опасных для Земли астероидов, последствия столкновения которых с нашей планетой могут быть самыми ужасающими. Так, Берчард предлагает использовать не ядерный заряд, который в некоторых случаях может оказаться неэффективным, а гигантскую надувную подушку, после соприкосновения с которой траектория астероида несколько изменится. Для вывода подушки в космос предполагается использовать космический аппарат, который, приблизившись к объекту на достаточное расстояние, надует мешок газом, образовавшимся в результате химической реакции. Переданного подушке импульса будет достаточно, чтобы оттолкнуть астероид размером до десяти километров в поперечнике – при этом сам мешок, естественно, будет иметь еще более внушительные габариты. По мнению Берчарда, мешок будет состоять из сверхпрочного пластика, способного выдержать столь большую массу – например, полиэфирного полимера под названием майлар (mylar).

Разгадана одна из самых таинственных загадок Вселенной

Hаша Вселенная никогда не начнет сжиматься, она будет расширяться и расширяться, пока звезды не исчезнут и мир не превратится в гигантское облако сильно разреженного газа. В последнем номере главного физического журнала "Physical Review Letters" опубликована статья, ставящая окончательную точку в загадке, над разрешением которой физики всего мира бились около тридцати лет.

Международная команда, включающая в себя около ста ученых из США, Канады и Великобритании, разобралась, наконец, куда деваются солнечные нейтрино по пути к Земле, сколько они весят и что из этого всего следует.

Hейтрино иногда называют частицей-призраком, поскольку, как долго считалось, она вообще не имеет массы. Ее очень трудно зарегистрировать, она пронизывает Землю, словно это не Земля, а вакуум; лишь редко-редко, при очень большом "везении", она вступает во взаимодействие с каким-нибудь нейтроном и это взаимодействие можно зафиксировать. Когда первые нейтринные детекторы, помещенные глубоко под земной поверхностью, чтобы отсечь "шум" от остальных космических гостей, стали в начале семидесятых считать нейтрино, зарождающиеся во время термоядерных реакций, идущих в центре Солнца, то выяснилась удивительная вещь - этих нейтрино оказалось намного меньше, чем предсказывает теория. Физикам предстояло выбрать одно из двух объяснений - либо мы не понимаем процессов, идущих внутри Солнца, либо солнечные нейтрино куда-то деваются на пути в сто пятьдесят миллионов километров, отделяющих нас от светила.

Довольно скоро возникло подозрение, что верно второе объяснение. Дело в том, что вообще-то нейтрино бывают трех типов - электронные, мюонные и тау-нейтрино. В недрах Солнца рождаются электронные нейтрино. Из всех трех видов они намного чаще вступают в реакцию с нейтронами - остальных двух первые нейтринные детекторы практически не видели. Возникла гипотеза, что по пути от Солнца электронные нейтрино меняют свой "аромат" (квантовая характеристика, по которой три вида нейтрино отличаются друг от друга) и превращаются в тау - или мюонные.

Hо для такого превращения необходимо было, чтобы нейтрино имело умопомрачительно маленькую, почти незаметную, но все-таки массу. И все эти годы ученые бились над тем, чтобы эту массу найти. Год назад результаты наблюдений на мощнейшем японском нейтринном детекторе Суперкамиоканде косвенно подтвердили подозрения физиков насчет массивности безмассовой частицы. Сегодня результаты наблюдений на канадском детекторе SNO (Sudbury Neutrino Observatory) и сравнение их с данными других детекторов дали этим подозрениям прямое подтверждение.

SNO находится на дне двухкилометровой никелевой шахты. Там, в естественной пещере размером с десятиэтажный дом, в акриловом "аквариуме" хранится тысяча тонн тяжелой воды. Примерно раз в час солнечное нейтрино проходит так близко от одного из нейтронов, входящих в состав этой тысячи тонн, что происходит реакция, которая сопровождается еле заметной световой вспышкой; она улавливается специальными детекторами, и потом, по ее параметрам, физики определяют, каким типом нейтрино она вызвана.

Данные полученные на SNO, показали, что примерно две трети электронных нейтрино по пути от Солнца превращаются частично в мюонные, частично в тау-нейтрино. Вычислена, наконец, и масса частицы-призрака - это параметр необычайной важности как для современных физических теорий, так и для судьбы нашей Вселенной. Оказалось, что все нейтрино Вселенной весят примерно столько же, сколько все видимые звезды вокруг. Это очень мало. Это не решает загадки "темной массы Вселенной", о которой "Пресс-Центр. Ру писал несколько раз, - нейтрино, как выяснилось, восполняют дефицит массы всего на 18 процентов, а где остальное, пока не знает никто. Вдобавок, слишком малая масса у нейтрино приводит к тому, что наша расширяющаяся Вселенная никогда не начнет сжиматься, она будет расширяться и расширяться, пока звезды не исчезнут и мир не превратится в гигантское облако сильно разреженного газа.

Связь с космосом

Европейское Космическое Агентство (ESA) и Южная Европейская Обсерватория (ESO) планируют провести испытания технологии, способной оказать значительную помощь при поиске соседствующих со звездами планет.

Обнуляющая интерферометрия (nulling interferometry) позволяет так скомбинировать сигнал нескольких телескопов, что яркая звезда будет вычленена из изображения, на котором останется лишь значительно более тусклая планета. Обычная интерферометрия предусматривает сложение пиков сигнала для достижения его значительного усиления. В данном же случае все происходит с точностью до наоборот: пики складываются с провалами сигнала, а звезда при этом попросту исчезает. В тоже время это не касается планет, вращающихся вокруг звезды, так как они сдвинуты по отношению к ней, а их свет проделывает различные пути через оптическую систему телескопа.

Совместными усилиями ESA и ESO планируют построить GENIE (Наземный Исследовательский Аппарат Обнуляющей Интерферометрии - Ground-based European Nulling Interferometer Experiment), который вкупе с четырьмя 8-метровыми чилийскими телескопами поможет провести полномасштабное изучение перспективной технологии. Полученные в ходе испытаний данный ученые используют для разработки узлового космического аппарата флотилии Дарвина. Запланированный к запуску в середине следующего десятилетия этот проект предполагает отправку в космос двух специализированных кораблей и шести телескопов, свет которых будет собираться в центральном, узловом корабле.

По мнению ученых, GENIE должен сыграть необычайно большую роль в развитии проекта Darwin, по той простой причине, что с его помощью можно будет заниматься настоящими научными исследованиями. Предполагаемая дата ввода GENIE в эксплуатацию - 2006 год.

Скрученное Землей пространство

Подтверждено еще одно предсказание теории относительности, причем в этот раз для Земли. Согласно ОТО, любое вращающееся тело искривляет или, скорее, скручивает пространство вокруг себя таким образом, что заставляет окружающие его тела двигаться в сторону своего вращения.

Эффект был обнаружен по 11-летней лазерной локации двух спутников LAGEOS (LAser GEOdynamics Satellites). Вращение Земли вызывает сдвиг их орбиты примерно на 2 метра в год.

Данный эффект известен под разными именами: эффект увлечения (инерциальных) систем отсчета, гравимагнитный эффект или эффект Лензе-Тирринга. В последнем названии упомянуты имена Австралийских физиков Джозефа Лензе (Joseph Lense) и Ганса Тирринга (Hans Thirring), которые предсказали этот эффект в 1918 году, всего через два года после публикации Эйнштейном своей теории гравитации.

Экспериментально подобный эффект был с достаточной точностью зафиксирован в системах двойных пульсаров, где релятивистские эффекты существенно выше. Первое сообщение о возможном обнаружении его в \"окрестностях Земли\" было опубликовано той же группой исследователей спутников LAGEOS-I и II в конце 90-х, но тогда точность результатов была невелика. Сегодня же увлечение спутников вращающейся Землей можно считать достоверно установленным

Спутники LAGEOS, за которыми велось наблюдение, представляют собой сплошные металлические шары диаметром 60 см поверхность которых усеяна уголковыми отражателями. Никакой другой аппаратуры или электроники на их борту не установлено.

На приведенном вверху изображении показана Земля (в виде глобуса силы тяжести на поверхности) с обращающимся вокруг неё спутником LAGEOS.

Темная материя выпадает в осадок

Физики и астрономы уверены, что примерно на 20-30 процентов наша Вселенная состоит из т. н. темного вещества. Его природа остается загадкой. По всей видимости это какие-то элементарные частицы, слабовзаимодействующие с обычным веществом, а потому из присутствие пока обнаруживается только по гравитационному воздействию. Существует много кандидатов на роль частиц темной материи (нейтралино, аксионы и т. д.).

Для окончательного решения проблемы темной материи необходимо зарегистрировать частицы в лаборатории (“ухватить за бороду”, как пел о нейтрино Владимир Высоцкий

В настоящее время проводится несколько соответствующих экспериментов, но пока частицы незарегистрированы. Проблема усугубляется тем, что экспериментаторы не знают точно, что им нужно искать: теоретики дают слишком много вариантов. Не все из существующих теоретических возможностей проверены одиноково хорошо.

С. Митра (S. Mitra) из университета Амстердама и Р. Фут (R. Foot) из Мельбрунского университета обращают внимание на то, что пока недостаточно проверена одна из гипотез. Она заключается в том, что кроме того, что частицы темной материи могут достаточно сильно взаимодействовать друг с другом, чтобы образовывать “гранулы” (grains), они могут достаточно сильно взаимодействовать с обычным веществом, чтобы находиться вокруг нас. Такие частицы получаются в некоторых теориях с т. н. “зеркальной симметрией”. Например, ряд интересных явлений (типа аномальных болидов) предсказывается Митрой и Футом, если темная материя имеет электромагнитную связь с обычной материи на уровне от 10-10 (одной десятимиллиардной) до 10-6 (одной миллионой) от обычной кулоновской энергии видимого вещества.