Ярчайший гамма-всплеск: требуется ли Новая Физика?

9 октября 2022 года был зарегистрирован самый яркий гамма-всплеск за всю историю наблюдений. Он произошел довольно близко: разные оценки (по линиям поглощения в послесвечении всплеска и по линиям родительской галактики) сходятся на красном смещении z = 0,151 (2 млрд световых лет).

Обзор новостей астрофизики: Песочные часы от «Уэбба», VLT стал лучше видеть, новая карта Вселенной, астрономы ищут себе подобных

Песочные часы от «Джеймса Уэбба». Очень Большой Телескоп (VLT) в Чили стал лучше видеть. Новая карта Вселенной: сотни тысяч галактик. Астрономы искали себе подобных и не нашли.

За пределами Стандартной модели: суперсимметрия и суперпартнеры

Беседа Бориса Штерна с директором Лаборатории теоретической физики ОИЯИ (Дубна), членом-корреспондентом РАН Дмитрием Казаковым. Видеозапись: https://youtu.be/YJhtPBtj9IU

Новая парадигма в научной фантастике

Фантастическая наука, как и наука обычная, переживает свои кризисы, застои, взлеты и революции. Одна из таких революций произошла незаметно для читателей (не исключено, что и для авторов) в 1970–1990-х годах, что, в частности, привело к нынешнему кризису новых научно-фантастических идей.

Деннис Шиама — катализатор талантов

Мой университетский друг, ныне член-корреспондент НАН Украины, делил всех ученых на «производителей» и «опылителей». Первые, как правило, упорно занимаются четко очерченным кругом проблем, бьют в одну точку и часто добиваются выдающихся результатов. Другие — собирают идеи, не обязательно свои, и щедро раздают их ученикам, которые нередко на голову превосходят своих наставников. Бывают и совмещающие обе эти ипостаси универсалы, как, например, Яков Борисович Зельдович. Деннис Шиама (Dennis William Sciama, 1926–1999) явно принадлежал к «опылителям».

Бытие из бита

Иногда случаются любопытные совпадения. Только вышел номер нашей замечательной газеты от 4 октября с моей заметкой о Дэвиде Боме, как тут же объявили лауреатов Нобелевской премии по физике. А присудили ее трем ученым, которые на практике показали, что взгляды Бома, скорее всего, неверны. В вышедшем почти десять лет назад сборнике «Наука и предельная реальность» есть статья одного из лауреатов — австрийского физика Антона Цайлингера. Сборник посвящен юбилею Джона Арчибальда Уилера и содержит доклады, прочитанные на проходившем в марте 2002 года симпозиуме…

Дэвид Бом: «белая ворона» в физике и в жизни

Герой нашего очерка родился в 1917 году в Пенсильвании, в семье еврейских эмигрантов: отец его был родом из закарпатского города Мука́чево (ныне Украина), а мать — из Литвы. У отца был довольно успешный мебельный магазин, так что семья не бедствовала. Ни о каких науках в доме и речи не шло. Интерес к науке возник, когда десятилетний Дэвид увлекся научной фантастикой. Он залпом проглотил классиков — Эдгара По, Жюля Верна и Герберта Уэллса. Тогда же он стал интересоваться астрономией, но чисто теоретически…

Телескоп «Джеймс Уэбб»: продвижение вглубь времен

Недавно появилось сообщение, что телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил рекордно далекую галактику с красным смещением z = 13, что соответствует возрасту Вселенной 300 млн лет, и еще одну с z = 11. Находки сделаны при обзоре всего 50 квадратных угловых минут неба. До этого рекорд был около z = 11. Здесь требуется уточнение. Результат получен так называемым фотометрическим методом: измеряется яркость объекта в разных спектральных полосах и потом методом максимального правдоподобия подбирается красное смещение, наилучшим образом описывающее результат измерения…

«Джеймс Уэбб» реализует лучшие методы наземной астрономии

Владимир Сурдин, канд. физ.-мат. наук, доцент физического факультета МГУ, ст. науч. сотр. Государственного астрономического института им. Штернберга, рассказал Алексею Кудря о космическом телескопе «Джеймс Уэбб» (James Webb Space Telescope — JWST), который спустя полгода после запуска наконец-то начал полноценную работу.

Вселенная, принимающая решение, очень вдохновляет

С большим интересом прочитала свежую работу Виталия Ванчурина, Юрия Вольфа, Евгения Кунина и Михаила Кацнельсона Toward a theory of evolution as multilevel learning. Одно только название публикации будоражит, а междисциплинарный характер работы возвращает нас к началам науки, что придает ей особую ценность. Статья написана специалистами в тех областях, к которым я не принадлежу, поэтому данная заметка — попытка постоять рядом и подышать общим воздухом.

«Мы, оглядываясь, видим лишь руины»

В прошлом году историк палеонтологии и знаток палеонтологических древностей Антон Нелихов внезапно выступил в неожиданном для себя жанре — написал не про отдаленное прошлое планеты и изучение этого прошлого, а напротив, про будущее. При смене направления взгляда парадоксальным образом ничего особенно не поменялось…

Происхождение жизни. От РНК‑мира к белкам

Сейчас будет редкое зрелище. Главный редактор (Борис Штерн) будет пытать своего зама (Михаила Гельфанда), причем главный редактор — в качестве студента, зам — в качестве профессора. Мы начинаем довольно большую серию интервью и статей с довольно простым месседжем: когда плохо вокруг тебя и тебе самому, иногда очень полезно вернуться к основам и освежить систему координат. Поэтому мы будем говорить о таких фундаментальных вещах, как происхождение жизни, ее ценность, Вселенная, экзопланеты, возможность колонизовать другие миры и так далее.

Александр Марков: «Я считаю вполне реальным, что в одной галактике есть несколько обитаемых планет»

Борис Штерн в интервью с Александром Марковым обсуждает узкие места в теории происхождения жизни: абиогенный синтез нуклеотидов, неферментативная репликация РНК, эволюция рибосомы, возникновение эукариотической клетки.

Самые яркие магниты Вселенной: реальность или иллюзия?

Я часто ловлю себя на мысли, что астрофизика — преимущественно наблюдательная наука в том смысле, что теории нередко приходится догонять наблюдения, а удачное наблюдение может взбудоражить и перевернуть целую область. Хорошим примером является неожиданное открытие в 2014 году нейтронных звезд в ультраярких рентгеновских источниках, что перевернуло наше представление о том, насколько яркими могут быть нейтронные звезды, а объяснение этого феномена по-прежнему является вызовом теоретикам. Но давайте по порядку.

Весь мир — нейросеть

За неделю до того дня, когда стало казаться, что весь мир — это война, мы записали интервью с физиком из Национальных институтов здоровья (NIH, США) и Института перспективных исследований Дулута (США) Виталием Ванчуриным, который считает, что весь мир — это нейросеть. Об этой гипотезе и совместной работе с Михаилом Кацнельсоном, Юрием Вольфом и Евгением Куниным над статьями о теории обучения и эволюции он рассказал Наталии Деминой.

Вся наша жизнь — задачи по оптимизации

Разговор о новой теории, объединяющей теорию эволюции, теорию обучения и статистическую термодинамику, мы продолжаем с Михаилом Кацнельсоном, лауреатом премии Спинозы и Гамбургской премии по теоретической физике, профессором теории конденсированного состояния Университета Радбода (Неймеген, Нидерланды), членом Королевской академии наук и искусств Нидерландов и Европейской академии. Беседовала Наталия Демина.

Жизнь как многоуровневое обучение

В феврале 2022 года в PNAS вышли две концептуальные статьи о теории эволюции «К теории эволюции как многоуровнему обучению» и «Термодинамика эволюции и происхождение жизни». Их авторы — физики Виталий Ванчурин и Михаил Кацнельсон, а также биологи Юрий Вольф и Евгений Кунин. Предлагаем вниманию читателей беседу Наталии Деминой с вед. науч. сотр. Института здравоохранения США, членом Национальной академии наук США, членом Американской академии искусств и наук, иностранным членом РАН Евгением Куниным.

Краткий курс истории Вселенной

После нескольких заметок по космологии было бы полезно совершить беглый экскурс по всей истории Вселенной — от Большого взрыва до наших дней. Впрочем, оставим за кадром то, что было до Большого взрыва, — космологическую инфляцию: там слишком много возможностей, которые заслуживают отдельного курса.

Нескучная темная материя

О разных гипотезах происхождения темной материи, о том, какие гипотезы уже можно отвергнуть, а какие кажутся перспективными, главред нашей газеты Борис Штерн поговорил с астрофизиком академиком РАН Игорем Ткачевым.

«Я мыслю, следовательно, мир таков…»

Ответьте, пожалуйста, на простой вопрос: почему мир вокруг нас и мы сами такие, какие есть? Почему Вселенная такая? Почему скорость света равна именно 300 тыс. км/с, а массы протона и нейтрона очень близки друг к другу? Для начала: что такое Вселенная? До второго десятилетия XX века понятие «вселенная» было скорее абстрактно-философским, чем конкретно-физическим…

Что такое вселенная. Динамика и размножение

Продолжаем публиковать заметки из серии «Космологический ликбез», которые, возможно, станут главами новой книги (рабочий вариант названия «Острые углы космологии», автор Б. Штерн, научный редактор Валерий Рубаков). В предыдущей статье речь шла о геометрии и кинематике вселенной (с маленькой буквы — имеется в виду обобщенное понятие). Теперь речь пойдет о динамике — что управляет расширением/сжатием вселенной, каким уравнением оно описывается и какие существуют основные варианты динамики.

Космологический ликбез. Что такое Вселенная

Мы в соавторстве с Валерием Рубаковым работаем над книгой с рабочим названием «Острые углы космологии». Она будет во многом полемической: рассмотрим основные темы, о которых спорят и судачат, и вопросы, ответы на которые пока еще не знают. Но для начала — ликбез. Это первая глава будущей книги.

Откуда взялись мощные ранние квазары?

Недавно были найдены квазары с очень большим красным смещением, содержащие черные дыры массой свыше миллиарда солнечных. Мы наблюдаем их из молодой Вселенной, когда ее возраст составлял сотни миллионов лет. Как эти черные дыры успели к тому времени поглотить миллиарды солнечных масс вещества? Как образовались зародыши сверхмассивных черных дыр? Насколько массивными изначально были эти зародыши?

Зачем религии наука?

Самопроизвольное возникновение жизни и человеческого разума — процесс настолько маловероятный, что нет смысла его даже рассматривать. Физические и астрофизические свойства Вселенной должны быть взаимно согласованы с такой тщательностью и вероятность случайного совпадения всех условий так мала, что для возникновения на Земле человечества потребовалось бы время на много порядков большее, чем время реальной жизни нашей Вселенной. Но мы-то существуем и можем задать сакраментальный вопрос: каким же образом случилось это крайне невероятное событие?

Как лететь с Земли до звезд

Тема межзвездного перелета нереспектабельна для физика: это, скорее, область литературы, точнее, научной фантастики. Однако меня вдохновил пример Фримена Дайсона, который всю жизнь пускался во всякие нереспектабельные мероприятия (включая проект межзвездного корабля) и при этом более-менее сохранил свою репутацию. Собственно, я подошел к этой теме как раз через научную фантастику…

Вселенная Эдгара По

Кто первым предположил, что в атомах заключена огромная энергия и, если ее «освободить», произойдет взрыв немыслимой мощности? Ожидаемый ответ: о возможности использования атомной энергии физики заговорили, когда в 1934 году Энрико Ферми построил первый атомный реактор.Однако еще в 1908 году русский писатель Александр Богданов опубликовал роман «Красная звезда», где описал космический корабль марсиан «этеронеф», двигатели которого использовали энергию атомов. А Герберт Уэллс в 1913 году опубликовал роман «Освобожденный мир»…

Нобелевское признание черных дыр

В 2020 году Нобелевская премия по физике была поделена пополам, и эти половины присуждены за разные работы, плохо связанные между собой. К сожалению, это входит в традицию: в прошлом году произошло то же самое, причем половинки были присуждены за достижения в совершенно разных областях — одна за космологию, другая за экзопланеты. Половины премии этого года связаны хотя бы предметом исследования — черными дырами. Хотя одна из них была присуждена за общие теоретические находки, а вторая — за исследования конкретного объекта.

Слияние чемпионов

На днях опубликована статья про событие слияния двух черных дыр, зарегистрированное детекторами LIGO и VIRGO 5 мая 2019 года. Необычное в этом событии — рекордные массы компаньонов. Многие комментаторы пишут, что эти объекты относятся к классу «черных дыр промежуточных масс». Это не совсем точно…

Прикоснуться к исходному коду мироздания

Физик-теоретик Игорь Иванов рассказал Яну Махонину о своей просветительской деятельности и летних школах по физике элементарных частиц и смежным темам на Байкале и на Камчатке.

Нейтрино нужно разговорить

Почему нейтрино почти не взаимодействует с обычным веществом и прошивает насквозь миллиарды звезд? Могут ли нейтрино быть частицами загадочной темной материи? Какую информацию они нам сообщают об эволюции галактик и Вселенной? Об этом и многом другом журналист Ян Махонин поговорил с докт. физ.-мат. наук Дмитрием Наумовым, зам. директора по научной работе Лаборатории ядерных проблем Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне.

Куда исчезло антивещество?

Существует не только гамбургский счет, но и Гамбургский приз, присуждаемый за работы в области теоретической физики. Приз этого года присужден Валерию Рубакову за работы по космологии. Таких работ у Рубакова много, причем они относятся к разным аспектам происхождения Вселенной. Поэтому мы прокомментируем лишь одно направление, отмеченное в пресс-релизе по премии и, пожалуй, наиболее известное: работы в области барионной асимметрии Вселенной.

Космологические сенсации в затишье после штурма

В последнее время в СМИ часто мелькают сенсации из серии потрясения основ космологии. Причем большинство вытекают из реферируемых публикаций вполне профессиональных и зачастую известных ученых — это отнюдь не лженаука… Что представляют собой основы современной космологии? Начнем с теорий и моделей…

Альберт Эйнштейн и «теория всего»

Трудно сказать, когда Альберт Эйнштейн впервые стал размышлять над проблемой единой теории поля. В своей нобелевской лекции, прочитанной 11 июля 1923 года не в Стокгольме, где обычно выступают нобелевские лауреаты, а в Гётеборге, на собрании естествоиспытателей Скандинавии, Эйнштейн рассказал о первых попытках построить всеобъемлющую теорию…

О темной энергии замолвите слово

Это классно, когда люди умеют читать. Особенно на английском языке. Еще больше радует, что любители астрономии читают статьи по астрофизике и активно их обсуждают. Другое дело, что большая масса обсуждаемых популярных статей, написана либо по аннотациям, либо содержит излишне усиленные выводы. В последний год целое направление астрофизики — наблюдательная космология — буквально бурлит от революционных новостей…

Астрофизика-2019: есть что вспомнить

Мне кажется, что на протяжении многих лет радиоастрономы были в тени своих коллег по цеху. На первом плане оказывались данные рентгеновских, оптических, гамма-, инфракрасных наблюдений плюс гравитационно-волновые исследования, детекторы нейтрино и космических лучей. Разве что ультрафиолетовый диапазон традиционно уступал радио- в популярности. Однако в 2019-м перед нами предстала иная картина.

К2–18 b: вода — вероятно, жизнь — едва ли

11 сентября опубликованы работы двух групп, интерпретировавших одни и те же данные космического телескопа «Хаббл», снявшего восемь транзитов планеты по диску звезды ­К2–18. Звезда — большой красный карлик (0,4 массы Солнца), планета — суперземля, примерно 8 масс Земли. Расстояние до системы — 34 парсека. Планета находится в зоне обитаемости.

Теперь не хватает лишь Нобелевской

Премии российским космологам за прорывные работы ­1980–1990-х годов прошлого века по-прежнему исправно присуждаются. На сей раз медаль и премия имени Дирака, учрежденная Международным центром теоретической физики в Триесте, присуждена Вячеславу Муханову, Алексею Старобинскому и Рашиду Сюняеву. Официальная формулировка такова: «За вклад в развитие современной космологии». Попробуем объяснить, что это за вклад.

Наука на Луне

20 июля 1969 года на лунную поверхность впервые ступили двое землян — астронавты Нил Армстронг и Эдвин Олдрин из экипажа космического корабля «Аполлон-11». За ними последовали еще шесть экспедиций к Луне, пять из которых тоже прошли успешно. Триумф величайшего технического достижения и мощнейший геополитический резонанс затмили научное значение программы «Аполлон», и сегодня мало кто способен вспомнить, какие новые знания дало нам непосредственное изучение Луны.

Что придет на смену эйнштейновской теории гравитации?

В ОТО проявления тяготения моделируются искривлением пространства-времени, которое оказывает воздействие на любую материю в нем. Важнейшие свойства пространства-времени — метрические характеристики, то есть правила, исходя из которых определяются расстояния. Эти правила задаются метрикой (или, более точно,метрическим тензором). Именно с помощью метрики определяют, насколько и каким образом пространство-время искривлено.

Есть ли проблемы с согласованием скорости расширения Вселенной?

За последние двадцать лет в наших представлениях о Вселенной произошла революция. Была построена согласованная стандартная космологическая модель, называемая ΛCDM, которая удовлетворяет практически всем наблюдательным данным и описывает эволюцию Вселенной от момента ее возникновения до десятков миллиардов лет вперед. Модель включает конечное число параметров и имеет расширения (дополнительные параметры), которые также удается измерить с высокой точностью.

Увидеть черную дыру

Возможно, еще никогда размытая и невразумительная на первый взгляд картинка не вызывала такого воодушевления, как 10 апреля 2019 года. Это изображение обошло все уважающие себя СМИ, заполонило социальные сети, стало героем фотошопа, попало на футболки и успело поднадоесть. На картинке — первое в истории изображение реальной черной дыры — сверхмассивной дыры в центре галактики М 87. Изображение плохое, но настоящее.

Вероятность зарождения жизни

Методы наблюдений постепенно прогрессируют. С помощью усовершенствованного инструмента HARPS будут обнаружены новые близкие землеподобные планеты. В следующем десятилетии с помощью таких инструментов, как исполинский Чрезвычайно большой телескоп (ELT) и космический телескоп «Джеймс Вебб», мы узнаем кое-что об атмосферах некоторых планет земного типа. И не исключено, что в спектре поглощения атмосферы какой-то транзитной планеты (проходящей по диску звезды) про­явится кислород. Так может быть обнаружена внеземная жизнь. Реально ли это?

Многоканальная астрономия

Книга представляет собой совместный труд более двадцати ведущих ученых, работающих в различных областях астрономии и астрофизики. Насколько нам известно, это первая книга в нашей стране (и, по-видимому, одна из первых в мире) о современной многоканальной астрономии и ее методах. Книга адресована старшеклассникам, студентам и преподавате­­лям, а также всем интересующимся проблемами современного естествознания. Отличное дополнение к популярной книге «Астрономия: век XXI».

Новый космический горизонт

В начале января знатоки космонавтики отмечали шестидесятилетний юбилей запуска первого межпланетного аппарата «Луна-1». По удивительному совпадению в те же дни исследовательская беспилотная космонавтика преподнесла два достижения, которые, без сомнения, имеют историческое значение. Причем они были восприняты как должное, ведь минувший год отличался активизацией космической деятельности, а в новом она обещает стать еще более бурной.

Проблема SETI и кризис философии

В начале января появилось сообщение, что канадская обсерватория CHIME (четыре полуцилиндрические антенны стометровой длины, сканирующие небо Северного полушария) детектировала повторяющиеся серии радиосигналов от источника, удаленного на 1,5 млрд световых лет. С этими радиовспышками вспыхнула и надежда, что они являются маяком внеземной цивилизации...

Физика в сослагательном наклонении, или Еще раз об антропном принципе

Я прочитал фундаментальный 700-страничный труд под названием «Антропный космологический принцип» почти сразу после его выхода в свет. В какой-то момент мне стало интересно, а почему вообще физики вдруг стали рассуждать о том, что было бы, если бы нейтрон был чуть полегче или протон чуть потяжелей, или если немного увеличить константу сильных взаимодействий и т. д. и т. п. Ведь как-то же физика на протяжении многих веков обходилась без сослагательного наклонения, принимая нашу Вселенную такой, как она есть, принимая, например, как данность, что масса протона в 1836 раз больше массы электрона, а заряды у них одинаковые (с точностью до знака). Похоже,…

Что нового во Вселенной

За менее чем две недели с конца ноября вышли две публикации важнейших астрофизических данных. Первая, от 30 ноября 2018 года, — препринт за авторством двух коллабораций — LIGO (США) и VIRGO (Италия). Вторая интересная публикация, о которой хотелось бы кратко рассказать, — это пресс-релиз NRAO (Национальной радиоастрономической обсерватории США) с подборкой 20 снимков протопланетных дисков, сделанных массивом субмиллиметровых телескопов ALMA.

Вселенная до горячего Большого взрыва

Все, кто сколько-нибудь интересуется космологией, знают, что на ранних этапах эволюции Вселенной вещество в ней было очень горячим и плотным, а темп расширения Вселенной — огромным. Пожалуй, менее известно, что данные наблюдательной космологии неопровержимо свидетельствуют о том, что эта стадия, которую называют стадией горячего Большого взрыва (ключевое слово здесь — «горячего»), была не самой первой, что до этой стадии была еще какая-то эпоха (а возможно, и не одна) с кардинально иными свойствами…

Во славу темной материи

Темная материя дослужилась-таки до популярного мема. Почти столь же популярного, как динозавры. В свое время как могли пытались связать то или иное явление с вымиранием динозавров, это считалось сильным пиар-ходом. А вот теперь на русском вышла книга «Темная материя и динозавры» (Лиза Рэндалл, АНФ, 2017), где предполагается, что дата вымирания динозавров связана с темной материей…

Антропный принцип

В этой статье речь пойдет о хорошо известном мировоззренческом понятии, связанном с самим фактом нашего существования. Термин «антропный принцип» фигурирует довольно часто, но столь же часто он трактуется некорректно и путается с антропоцентризмом. Начнем с того, что существуют как минимум два антропных принципа — сильный и слабый, хотя подавляющее большинство, произнося «антропный принцип», имеет в виду его слабый вариант. Поэтому мы сначала «разделаемся» с сильным антропным принципом, чтобы больше к нему не возвращаться.

Десять лет гамма-телескопу «Ферми». Часть 2. Блазары

Во второй статье, посвященной юбилею проекта «Ферми», основное внимание мы уделим самым ярким из долговечных объектов во Вселенной — блазарам разного типа. В данной статье приводятся рисунки, отображающие данные «Ферми» за 10 лет без пяти дней. Нескольких дней вполне достаточно, чтобы нарисовать простейшие предварительные распределения, иллюстрирующие феноменологию блазаров.