Общие закономерности в природе

Автор ArefievPV, октября 05, 2015, 05:39:31

« назад - далее »

ArefievPV

Продолжаю размещение познавательно-развлекательного контента.

Темная энергия | Расширение Вселенной | Квантовая дрожь

https://www.youtube.com/watch?v=NIITexbvN1E

Вначале (и потом неоднократно, в течение всего рассказа) приводятся исторические факты, предшествующие формированию гипотез о тёмной энергии.

3:36 – «это означало только одно – пора валить с этой планеты...». :)
6:18 – про космологическую постоянную в уравнении Эйнштейна.
10:25 – про Хаббла и открытую им закономерность.
11:22 – упоминание о том, что Хаббл ошибся в своих расчётах примерно в 10 раз.
12:30 – Эйнштейн удаляет космологическую постоянную из своей формулы (и называет её величайшей ошибкой в своей жизни).
14:00 – про открытие ускорение расширения Вселенной.
14:37 – новая сущность, ответственная за ускоренное расширение, получает название «тёмная энергия».
15:36 – картинка: соотношение энергии и материи во Вселенной.
15:57 – про понятие «антигравитация» и космологическую постоянную. «Похоже, что величайшая ошибкой Эйнштейна было заявлять, что лямбда, это его величайшая ошибка». :)
Далее идёт рассказ о различных гипотезах, объясняющих тёмную энергию.
17:24 – про гипотезу «квантовой дрожи вакуума».
19:00 – про гипотезу квинтэссенции (скалярного поля, «энергетической жидкости»).
19:28 – про гипотезу фантомной (или призрачной) энергии.
20:02 – про гипотезу геод.

ArefievPV

Эксперимент подтвердил электрическую теорию преодоления сантиметрового барьера
https://nplus1.ru/news/2019/12/10/electric-dust
Эксперименты в условиях микрогравитации подтвердили способность частиц миллиметрового размера приобретать электрический заряд при соударениях, который помогает им слипаться в образования большего размера. Это позволяет преодолеть сантиметровый барьер роста структур в протопланетных дисках, после которого начинают работать другие механизмы, такие как потоковая неустойчивость, пишут авторы в журнале Nature Physics.
ЦитироватьПланеты формируются в протопланетных дисках из газа и выли вокруг молодых звезд. Изначально в них присутствуют частицы размером порядка микрометра. Существует достаточно ясное теоретическое понимание ключевых процессов, участвующих в росте объектов от метров, которые при соударениях объединяются в более крупные тела, которые в итоге начинают притягивать вещество собственной гравитацией. Однако полноценного объяснения перехода к частицам размером около метра и менее нет — эту ситуацию физики называют сантиметровым барьером.

Теоретические оценки показывают, что существует два проблемных явления. Во-первых, в численных симуляция частицы больше миллиметра испытывают преимущественно упругие соударения, из-за чего отскакивают друг от друга, а не теряют кинетическую энергию и слипаются. Во-вторых, при типичных относительных скоростях в протопланетных дисках тела с диаметром около сантиметра должны дробиться при соударениях, а не слипаться. Существует ряд гипотез, претендующих на объяснение этого перехода, но пока что ни одна из них не получила полноценного экспериментального подтверждения.

Ученые из Германии и США под руководством Герхарда Вурма (Gerhard Wurm) из Университета Дуйсбурга—Эссена провели эксперименты, которые подтвердили одну из предложенный идей. Ученые подбрасывали контейнер с имитирующими хондры стеклянными шариками диаметром 0,4 миллиметра внутри 120-метровой вакуумной трубы — испытательной башни в Бремене. В результате выяснилось, что соударения в условиях микрогравитации приводят к появлению электростатического заряда на поверхности даже одинаковых частиц. Затем эти заряды позволяют формироваться комкам размером до нескольких сантиметров.

Эксперименты осуществлялись в режиме катапульты, при котором ударопрочный контейнер с гранулами, высокоскоростными камерами и другим измерительным оборудованием выстреливается со дна башни. При этом в течение всего полета вверх и вниз (9,3 секунды) объекты внутри находятся в режиме микрогравитации, что позволяет изучать намного более слабые взаимодействия между телами, которые будут совершенно незначительны по сравнению с силой тяжести на поверхности Земли.

Перед запуском контейнер с частицами встряхивали, благодаря чему некоторые объекты получали заряд. В процессе полета, когда вес гранул становился пренебрежимо мал, электростатические силы между ними заставляли их объединяться в группы, некоторые из которых были размером в несколько сантиметров и состояли из более чем тысячи элементов. Также оказалось, что эти агрегаты обладают достаточной механической прочностью, которая позволяла им не распадаться при соударениях даже с относительно быстрыми частицами, легко разрушающими незаряженные скопления.

Для подтверждения полученных результатов авторы провели численные симуляции процессов. Оказалось, что учет электростатических взаимодействий приводит к согласованию результатов, но при игнорировании вклада данного процесса настолько больших групп не образуется.

Авторы заключают, что им удалось подтвердить один из возможных механизмов преодоления обоих проблем сантиметрового барьера. При этом в их экспериментах скорости частиц соответствовали ожидаемым в протопланетных дисках на расстоянии порядка одной астрономической единицы от звезды. Однако дополнительных исследований требует соотнесение состава частиц, так как в данном случае использовали лишь стеклянные гранулы. Ученые пишут, что изучили столкновительную электризацию базальтовых гранул, которая оказалась еще выше. Также они отмечают, что возможны другие механизмы электризации, связанные с космическими лучами или радиоактивными распадами.

Недавно астрономы выяснили, что столкновения планетезималей могут вернуть пыль в протопланетный диск, впервые обнаружили в таком образовании муравьиную кислоту, а также нашли первый околозвездный диск, напоминающий спиральную галактику.
P.S. Это важный момент, устраняющий пробел в объяснениях, как могут формироваться планеты...

василий андреевич

Цитата: ArefievPV от декабря 10, 2019, 19:01:36выстреливается со дна башни.
А ведь это изрядная "гравитация". Необходимо повторить просто сбрасывая контейнер.

Ромашишка1971

Цитата: василий андреевич от декабря 10, 2019, 21:01:11А ведь это изрядная "гравитация".
Нет там никакой гравитации, так как всякая гравитация заканчивается в момент, когда контейнер покидает катапульту, а не когда он летит вниз.    ;)

Evol


василий андреевич

Цитата: Ромашишка1971 от декабря 10, 2019, 21:37:47когда контейнер покидает катапульту
Да, весь свободный полет - невесомость, но разгон контейнера перед полетом?
  Я не против подобного эксперимента, ведь при разгоне контейнер наверняка встряхивался "мелкой дрожью". Однако есть понятие чистоты эксперимента, потому разгон необходимо исключить, что всего лишь в два раза сократит длительность эксперимента.

  Но, думаю, вероятная электризация поверхности в условиях протопланетного облака - еще не решение проблемы сантиметрового барьера.

ArefievPV

Цитата: василий андреевич от декабря 11, 2019, 18:59:35
Я не против подобного эксперимента, ведь при разгоне контейнер наверняка встряхивался "мелкой дрожью".
Вы невнимательны - не при разгоне:
Цитата: ArefievPV от декабря 10, 2019, 19:01:36
Перед запуском контейнер с частицами встряхивали

Цитата: василий андреевич от декабря 11, 2019, 18:59:35
Однако есть понятие чистоты эксперимента, потому разгон необходимо исключить, что всего лишь в два раза сократит длительность эксперимента.
Почему в два раза? Вы считаете, что полёт вверх - это разгон?

Разгон, это когда на контейнер сила действует (в катапульте) - краткий миг. При разгоне гранулы никуда не двигаются - они прижаты к стенке контейнера.

И там всё чисто - фиксируется и замеряется прямо в полёте (камеры и измерительное оборудование внутри контейнера):
Цитата: ArefievPV от декабря 10, 2019, 19:01:36
при котором ударопрочный контейнер с гранулами, высокоскоростными камерами и другим измерительным оборудованием выстреливается со дна башни.

Кроме того, результаты были проверены расчётами:
Цитата: ArefievPV от декабря 10, 2019, 19:01:36
Для подтверждения полученных результатов авторы провели численные симуляции процессов. Оказалось, что учет электростатических взаимодействий приводит к согласованию результатов, но при игнорировании вклада данного процесса настолько больших групп не образуется.

Цитата: василий андреевич от декабря 11, 2019, 18:59:35
Но, думаю, вероятная электризация поверхности в условиях протопланетного облака - еще не решение проблемы сантиметрового барьера.
Нормальное решение. Получше многих других...

ArefievPV

Ещё немного легкоусвояемой пищи для ума...

Хаос. Эффект бабочки и проблема трёх тел [Veritasium]

https://www.youtube.com/watch?v=Ee9yBJ6C8u4

Evol

Неплохой ролик.
Я бы сказал - из категории "Смотреть всем!". Можно продублировать в другой теме?

ArefievPV

Цитата: Evol от декабря 12, 2019, 07:45:41
Можно продублировать в другой теме?
Разумеется, можно.

василий андреевич

Цитата: ArefievPV от декабря 11, 2019, 19:24:32Разгон, это когда на контейнер сила действует (в катапульте) - краткий миг. При разгоне гранулы никуда не двигаются - они прижаты к стенке контейнера.
Именно этот "миг" и следует исключить. В нем сидит "ответ на догравитационное слипание".
  Почему не ограничиться простыми суждениями, ведь их математика крайне проста. В облаке тонких частиц число упругих столкновений статистически чаще в эпицентре, чем на воображаемой периферии. Следовательно, периферические частицы будут двигаться с ускорением от центра. Ускорение означает силу. Ей по закону симметрии должна быть противопоставлена противосила.
  Вот и получаем, что условное сжатие центрального облака происходит за счет растяжения окраины.
  А вторичных явлений при постоянном росте частоты столкновений будет много больше, чем поверхностная электризация. Образование хондр из обрывков сажистых структур - вот где надо копать.

Evol

Кстати, на канале ведущего ролика, см., пожалуйста, https://www.youtube.com/channel/UCY6zVRa3Km52bsBmpyQnk6A, имеется, оказывается, видеокурс лекций Роберта Сапольски «Биология поведения человека».
Стоит, наверное, посмотреть.


ArefievPV

Цитата: василий андреевич от декабря 12, 2019, 07:49:23
Цитата: ArefievPV от декабря 11, 2019, 19:24:32Разгон, это когда на контейнер сила действует (в катапульте) - краткий миг. При разгоне гранулы никуда не двигаются - они прижаты к стенке контейнера.
Именно этот "миг" и следует исключить.
Зачем?

Цитата: василий андреевич от декабря 12, 2019, 07:49:23
В нем сидит "ответ на догравитационное слипание".
Нет там такового - перечитайте заметку. Слипание начинается при микрогравитации за счёт электрических сил.

Цитата: василий андреевич от декабря 12, 2019, 07:49:23
Почему не ограничиться простыми суждениями, ведь их математика крайне проста. В облаке тонких частиц число упругих столкновений статистически чаще в эпицентре, чем на воображаемой периферии. Следовательно, периферические частицы будут двигаться с ускорением от центра. Ускорение означает силу. Ей по закону симметрии должна быть противопоставлена противосила.
Вот и получаем, что условное сжатие центрального облака происходит за счет растяжения окраины.
А вторичных явлений при постоянном росте частоты столкновений будет много больше, чем поверхностная электризация. Образование хондр из обрывков сажистых структур - вот где надо копать.
Рекомендую перечитать школьный курс физики и математики...

Evol

Перечитать курс никому не помешает. Но если писать более конкретно, что, например, во фразе о том, что условное - можно прочитать, наверное, как относительное - сжатие центрального объекта происходит за счет растяжения периферии не физичного и не поддающегося выражению в математической форме? По моему, сказано о действии закона сохранения углового момента (момента импульса).