центр вектор

Дороти Каунтс (Dorothy Counts) — первая в США темнокожая девушка, которая стала ходить в "белую" школу, в окружении издевающихся над ней белых учеников. 1957 год.

Туманность Лагуна

Астрономы смогли сделать высококачественные снимки туманности Лагуна

4782x6028

                                                         Туманность Лагуна. Фото NASA, ESA, STScI (в видимом диапазоне) 

                                                                                      Fullsize Original

Размеры туманности действительно впечатляют. Объект, который также известен ученым как M8 и NGC 6523, имеет ширину 20 световых лет, а длину – 55. Большинство звезд в туманности Лагуна образовались многие миллионы лет назад, но до сих пор астрономы отмечают активное звездообразование в данном регионе. Свидетельством этого являются многочисленные глобулы – газо-пылевые области темного цвета, которые можно найти на сделанных «Хабблом» фотоснимках.

4782x6028

                                                      Туманность Лагуна в инфракрасном диапазоне. Фото NASA, ESA, STScI

                                                                                    Fullsize Original

Наблюдение за туманностью велось не только в видимом свете. Инфракрасное «зрение» телескопа позволило ученым взглянуть за густые облака Лагуны. Отличие фотографий в видимом свете и инфракрасном – обилие звезд, которые можно наблюдать на снимке, сделанном без использования ИФ-зрения. И хотя практически все эти звезды можно отнести к фоновым объектом, есть несколько светил, которые «живут» непосредственно в самой туманности.

Генератор Пенроуза на пальцах

Все когда–то слышали фамилию Шварцшильд в разговоре о черных дырах, наряду с такими, как Шредингер, у которого кот или Гейзенберг, который никак не определится.

Карл Шварцшильд первым дал четкое математическое определение невращающихся черных дыр, то есть взял уравнения Общей Теории Относительности Эйнштейна и решил их. Вот представьте себе, что будет, если мы возьмем какую–нибудь, совершенно неважно какую, материю и сожмем до невероятной плотности?

Получится черная дыра Шварцшильда, с горизонтом событий, который находится на радиусе Шварцшильда. Короче, чувак вписал себя и свою фамилию в историю "просто решив уравнения Эйнштейна для одного конкретного случая". Ну, он не только этим всю жизнь занимался, конечно же, но вот никогда не угадаешь, каким образом попадешь в историю или как вляпаешься в нее.

Уравнения Эйнштейна — довольно серьезный матан (на самом деле просто длинный и жутко нудный, потому что его очень много, хотя ничего особо сложного там нет, 2–3 курс физики/математики профильного института), Шварцшильд решал их в течение месяца. Точнее сказать, через месяц после того, как Шварцшильд посетил лекцию Эйнштейна о Теории Относительности, он прислал Альберту письмо, в котором сообщил о том, что нашел одно из решений данных уравнений при помощи хитрого трюка/преобразования. Шварцшильд вычислял уравнения не в обычных–привычных, а в так называемых полярных координатах, это у которых в центре точка, и от нее отмеряются углы и расстояния. При соответствующем подборе коэффициентов данная точка оказывается точкой сингулярности, центром черной дыры, а радиусом черной дыры, который еще называют радиусом Шварцшильда, оказывается расстояние, на котором вторая космическая скорость равна скорости света. Все просто и гениально. Ну, не так, чтобы прям совсем просто, если хотите посмотреть вывод решений Шварцшильда, обратитесь к соответствующей статье в википедии. Статья на английском, русского перевода нет, но и так видно, что формул там предостаточно, хотя это действительно самое простое, что есть в Теории Относительности, реально детский лепет по сравнению с тем, какие заковырки можно в ней откопать. 

Кстати говоря, через 5 месяцев после этого Шварцшильд умер. Не потому, что так перетрудился с решением. Шла Первая мировая война, Карл воевал с Россией на стороне Германии. Точнее говоря, как раз в это время он не воевал, а лежал в госпитале, но не по ранению, а по какой–то гадкой неизлечимой тогда болезни, и вот, пока лежал, развлекался решением уравнений Эйнштейна. Судьба ученых вообще очень часто загадочная и неисповедимая штука. Тебе скучно, нет возможности убивать русских солдат и реально нечем заняться? Порешай уравнения Теории Относительности, развейся немного, фашист проклятый... Короче говоря, Шварцшильд развлекался как мог, через три месяца его комиссовали, и еще через два месяца он благополучно умер дома в своей постели.

Все это я к тому, что Шварцшильд выдал решение (нашел соответствующую метрику) для простейшего случая невращающейся черной дыры. За месяц. И тогда уже сразу ученые поняли, что в случае вращающейся черной дыры решение окажется гораздо–гораздо сложней, ибо появляется масса факторов, повышающих градус матана до предела. Но насколько все окажется сложней/горячей тогда еще не догадывались. Не буду тянуть интригу, решение для вращающейся черной дыры удалось найти только через 47 лет, это сделал в 1963 году новозеландский математик Рой Керр, потому топологию вращающейся черной дыры называют метрикой Керра.

То есть почти 50 лет все мировые ученые, элита человечества, элементарно не могли решить набор готовых уравнений. Представляете, какие они тупые, эти ученые? Ну, или, что тоже может быть, какие уравнения выходят сложные?

Не будем лезть в формулы, попробуем на пальцах™ описать, чем вращающаяся черная дыра отличается от невращающейся, хотя бы визуально, хотя бы по проявляющимся эффектам.

Основная (или одна из самых трудных для восприятия) заковырка получается в том, что черная дыра "вращается не сама по себе". Пространство–время вокруг вращается вместе с ней, черная дыра увлекает пространство–время за собой. Вокруг вращающейся черной дыры появляется водоворот пространства–времени, а это вообще практически невозможно визуализировать. 

Вот представьте себе, висите вы в скафандре перед черной дырой. Простой черной дырой, невращающейся. Какие есть пути? Есть путь падать в черную дыру, потому что она притягивает, есть путь попытаться избежать этого. Если в скафандре есть двигатель, можно включить его и постараться улететь от судьбы. И тут все уже знают — если ты еще не пересек горизонт событий, у тебя все еще есть такой шанс, если же провалился под него — никакого шанса, кроме как быть поглощенным черной дырой, больше не существует.

А когда ты висишь перед вращающейся черной дырой, ты не можешь просто так "висеть". У черной дыры образуется что–то вроде вихря пространства–времени, который наматывает все сущее вокруг нее. Не потому, что ты "совершил маневр и вышел на орбиту" или что–то в этом роде. Тебя просто начинает тащить по кругу (точнее по сужающейся спирали) вне твоей воли. Этому можно противиться, пока ты находишься над горизонтом событий, но выбираться придется не только вдаль от черной дыры, а еще и бороться с движением вращения.

ссылка на гифку

Если хочется совсем себе мозг поломать, можно вспомнить, что в Теории Относительности у нас везде не пространство, а пространство–время, и водоворот вокруг черной дыры заворачивает не только три координаты пространства, но и координату времени. Представить себе и рассчитать закрученное в спираль время — тот еще mindfuck, у решения Керра именно потому такие формулы сложные, эффекты там совершенно непредсказуемые. Но это действительно тема для сильных духом (и мозгом) людей, не будем глубоко в нее нырять, можно не выгрести, продолжим путь по нисходящей спирали к центру вращающейся черной дыры без учета эффектов искажения времени.

Как и любой вращающийся вокруг своей оси предмет, черная дыра тоже начинает раздаваться вширь и приплющиваться со стороны полюсов. В смысле горизонт событий начинает вытягиваться, поверхности–то у черной дыры нет. Мало того, горизонт событий разделяется на два независимых горизонта, внутренний и внешний.

Любое залетевшее под внешний горизонт событий тело уже никогда не выберется наружу само по себе. Даже фотон со своей скоростью света не сможет. Но тут есть и существенное отличие с обычной черной дырой. Внутренний горизонт событий — это точка (в смысле поверхность) полного невозвращения, оттуда убежать невозможно. А вот из–под внешнего горизонта событий вращающейся черной дыры нельзя выбраться лишь "самому по себе", но может получиться "с чьей–то помощью". Например с помощью ракетного двигателя. 

Вообще расхожий пример, что черная дыра похожа на воронку водоворота, уже заезжен до дыр, но он действительно очень хорошо описывает ситуацию. Вероятно вы слышали советы опытных пловцов: если начало засасывать в водоворот — бороться с потоком бесполезно. Начнешь грести против течения, только устанешь и все равно засосет. Наоборот, нужно устремиться вместе с потоком воды, набрать скорость и, чуть отвернув, по касательный буквально вынестись наружу. 

И у вращающейся черной дыры похожая штука. Иногда даже говорят, что пространство–время как бы втекает в черную дыру. Такая аналогия помогает в визуализации, но нужно быть осторожным. То есть не нужно думать, что черная дыра натуральным образом пожирает пространство–время, иначе могут начаться вопросы — а если оставить Вселенную на долгое время, что, черные дыры все наше пространство–время пожрут, раз оно в них постоянно втекает? 

Естественно, ничего никуда не втекает. Пространство–время настолько искривлено и закручено в непосредственной близости к вращающейся черной дыре, что у падающего тела просто нет другого пути, кроме как следовать изгибам водоворота. В какую сторону ни лети, все равно вынесет к горизонту событий, как будто натуральный поток воды мешает двигаться в каком–то ином направлении. Хотя еще раз четко укажу, не стоит понимать данную аналогию, как натуральный водопад пространства–времени, само по себе оно никуда не течет.

ссылка на гифку

Так вот, если находясь в правильной точке дать хороший реактивный импульс в правильном направлении (например включить ракетные двигатели на полную мощность под нужным углом к завихрению), из–под внешнего горизонта событий вращающейся черной дыры вполне можно выбраться. Мало того даже двигатель как таковой, не нужен. Достаточно разделить падающий в черную дыру предмет на две части. Одна часть продолжит падать в черную дыру, а вторая по закону сохранения импульса будет вытолкнута наружу. 

А теперь самое интересное. Если провести расчеты и найти оптимальный угол, массу и прочие параметры, окажется, что импульс (масса умноженная на скорость) вылетающего из–под внешнего горизонта событий обломка получается выше импульса влетевшего в него первоначального предмета. То есть, не смотря на то, что объект разделился на две части и каждая часть меньше целого, скорость вылетающего куска становится настолько высокой, что импульс оказывается больше первоначального. 

Что несколько подозрительно. Абзацем выше я упоминал закон сохранения импульса, а тут договорился до того, что впрямую нарушаю его. Естественно, на однородность пространства покушаться никто не собирался, Нётер не велит, и общее количество движения системы не изменяется. Своим хитрым маневром мы крадем энергию вращения черной дыры, и после подобного трюка она начинает вращаться чуточку медленней. Но где масса нашей ракеты и где масса черной дыры, нужно же сопоставлять! Для черной дыры это все блошиные укусы, а нам — существенная польза. Например, этот эффект использовали в фильме Интерстеллар, когда главный герой решил ценой своей жизни спасти любимую, они полетели в черную дыру, а потом часть корабля с Мэттью МакКонахи провалилась под горизонт событий, а другую часть с Энн Хэтэуэй выбросило наружу. Кто же знал, что в итоге МакКонахи попадет в книжный шкаф своей дочери, а "сила любви окажется выше сил гравитации"?

Но не будем о грустном. Гравитация вещь бессердечная, любовью не победить, раз у нее сердца нет. Вы лучше задумайтесь. Ведь только что я привел вам идею вечного дармового двигателя! Находим вращающуюся черную дыру (а по нашим представлениям они все подряд вращающиеся, во Вселенной вообще все вращается вокруг себя и друг друга, почему так — отдельный вопрос, придется поверить мне на слово), кидаем в нее "разделяющуюся болванку", одна ее часть падает в черную дыру, вторая вылетает назад с гораздо большим импульсом (и энергией), чем первоначальные. Теперь осталось поймать этот кусок и извлечь из него дополнительную энергию. Заставим его толкать какие–нибудь "лопасти турбины" или нагревать воду, как в атомных электростанциях, или неважно что. Главное — бесплатная энергия нахаляву.

Причем, вы бы знали, какая это энергия! Наверняка слышали, что хотя атомный взрыв это очень–очень–очень много тепла и света, в реальности энергетический выброс составляет лишь около 0.1% от вступающей в ядерную реакцию массы. У термоядерного взрыва КПД повыше, где–то около 1% изначальной массы водорода переходит в лучистую энергию. За счет этого процента светит Солнце и существует вся жизнь на планете Земля. А максимум, что можно выжать из формулы E=mc2, это полная аннигиляция вещества с антивеществом, тут можно получить выход 100% массы в виде энергии. 

Максимальный теоретический КПД процесса бросания болванки во вращающуюся черную дыру около 21%. То есть если мы скинули в черную дыру тонну железа (или чего угодно, хоть мусора, хоть токсичных отходов), назад мы получим чуть меньший кусок того же железа, плюс энергию, эквивалентную аннигиляции 210 килограммов вещества. Вот это я понимаю — завод по переработке вторсырья!

Первым расчеты по извлечению энергии из вращающейся черной дыры провел Роджер Пенроуз в работе 1971 года, потому данная статья и озаглавлена "Генератор Пенроуза на пальцах™".

Теперь дело за малым. Научиться создавать миниатюрные черные дыры и паковать их в некое подобие аккумуляторов, и вот вам — движок получше термоядерного реактора на борту DeLorean–а из "Назад в будущее II"!

Вообще, вращающиеся черные дыры Керра гораздо более интересные объекты, чем невращающиеся Шварцшильда. Хоть и ужасно более сложные в расчетах. Зато и дополнительных, взламывающих воображение эффектов, они порождают неизмеримо большее количество. Например, существует т.н. принцип космической цензуры того же самого Пенроуза.

Что происходит в сингулярности? Мы не знаем, есть лишь подозрение, что это место, в котором природа научилась делить на ноль, иными словами, "в матрице происходит сбой", и все перестает работать, но природа благоразумно научилась прятать свои ошибки от чересчур пытливых исследователей. Вокруг любой сингулярности всегда находится непроницаемый горизонт событий, и мы никогда не узнаем, что происходит в сингулярности, потому что природа закрылась от нас этим самым горизонтом, умело заметая свои косяки под ковер реальности.

Однако, как я написал выше, если черная дыра вращается, данный горизонт событий начинает растягивать в стороны и сплющивать сверху и снизу. Земля точно так же приплюснута с полюсов. И Солнце, и вообще любой вращающейся во Вселенной предмет. И чем выше скорость вращения, тем больше вращающийся предмет раскатывается в блин (см. например спиральные галактики). Теоретически можно рассчитать такую скорость вращения, при которой горизонт событий расплющит в тончайший диск, и если подлететь к такой черной дыре "сверху" (со стороны ее северного полюса), то появляется шанс взглянуть сингулярности прямо в лицо. Такое явление называют голая сингулярность, и пока непонятно, возможно ли подобное в принципе, или нет.

С одной стороны, в природе подобные голые сингулярности встречаться не должны, уж больно высокие скорости вращения требуются. Но ведь мы не природа, мы разумные гуманоиды! Если предположить "обратный генератор Пенроуза", и вместо того, чтобы черпать энергию из черной дыры, начать ее методично подкармливать, попутно раскручивая все быстрее, возможно мы сможем получить голую сингулярность? Или такую черную дыру разорвет от собственного вращения? С другой стороны, как ее может разорвать, там же сингулярность, там же скорость света! Непонятно...

Не говоря уже о том, что сама сингулярность во вращающейся черной дыре тоже перестает быть математической точкой, и вытягивается в структуру, чем–то похожую на кольцо или тор. И это только начало странностей. Закрученное в спираль пространство–время — это не шутки, а открытый простор для заморочек и парадоксов всех мастей.

Короче говоря — хватит морозиться в метрике Шварцшильда, любите и изучайте вращающиеся черные дыры, они гораздо интересней!

Реки крови и головы на кольях — вот что случается, если обидеть беззащитную старушку

На закате своей жизни Матушка Лю больше всего любила сидеть на скамеечке, греть на солнце свои старые кости и наблюдать за тем, как ее личный палач рубит головы чиновников из местной управы. Рядом полыхает здание суда, а насаженные на колья представители администрации молча, но красноречиво говорят о том, что восстание в самом разгаре, и дальше будет только круче. А все потому, что не надо было злить бабулю!

В далекой Палестине рос маленький Иисус и готовился перевернуть мир, а в Поднебесной все уже пошло наперекосяк. Император династии Хань потерял Небесный мандат — проще говоря, народ перестал верить в то, что Небо лично общается с правителем. Простолюдины рассказывали о царственном семействе скабрезные анекдоты, дворяне кривили лица на аудиенции, а конфуцианские священники думали о том, что династия растеряла все свое дэ.

В один момент что-то в королевстве прогнило окончательно, и власть в свои руки заполучил чиновник по имени Цзюцзинь. В 9 году нашей эры узурпатора короновали, и он стал известен как император Ван Ман. Как это обычно и бывает, дела у Цзюцзиня на троне не задались. Он взялся за реформы, но те оказались ему не по зубам. Он начать войну с гуннами, но продул. Он пытался опереться на простых людей и прижать к ногтю дворянство, но в результате разозлил и тех, и других. Неудивительно, что почти сразу у страны началось несварение, и ее безостановочно пучило восстаниями и локальными бунтами.

Узурпатор Ван Ман

Матушка Лю в эти неспокойные годы жила на острове Хайнань на самом юге Китая и занималась благородным ремеслом. Она держала заводик по производству вина и браги, единственных товаров, спрос на которые во время смуты не падает, а, наоборот, растет. Попутно пожилая женщина растила сына-оболтуса по имени Лю, который должен был унаследовать ее алкогольную империю. Собственно говоря, мы даже не знаем, как именно ее звали — в истории она так и осталась «матушкой Лю».

Отдать заводик с брагой сыну не получилось — в 14 году нашей эры скорая на расправу администрация узурпатора казнила Лю. Причем сделали это по обвинению в каком-то совершенно не значительном поступке категории мелкого хулиганства. Матушка Лю тихо похоронила сына, но затаила на всех причастных такую неистовую злобу, что та дошла вплоть до императора и самого Неба.

Пожилая женщина, которой тогда было уже за 60 (по меркам тех лет — дряхлая старушка), решила отомстить и сделала месть целью оставшейся жизни. Вместо того, чтобы писать жалобы в вышестоящие инстанции, она начала планировать истребление — ни больше, ни меньше — всех власть имущих. В этом смысле Матушка Лю не слишком отличается от бабок, сидящих на скамейке у подъезда, только в ее случае все пошло гораздо дальше пустых разговоров.

Алкогольный бизнес всегда подразумевает некоторые связи с криминальным миром. Вряд ли будет ошибкой думать, что у Матушки Лю было множество знакомых среди разбойников, рэкетиров и контрабандистов. Тем более, жили они на острове, который всегда был местом бойкой торговли и пристанищем для пиратов. Оскорбленная и демонически злая бабуля легко вошла в местное криминальное сообщество, приняв его правила и стратегии. Благодаря связям она наладила целую сеть подконтрольных ей агентов, но простого влияния на черный рынок и оборот контрабандного оружия ей было мало.

Матушка Лю создала вербовочные центры и начала набирать настоящую армию фанатичных последователей. Вчерашняя держательница винокурни и божий одуванчик неожиданно быстро стала лидером мощного подпольного движения и гордой правительницей империи маргиналов и отбросов.

О том, насколько в действительности была влиятельна эта женщина, говорит то, насколько стремительным стало поднятое ей восстание. Сеть агентов завербовала такую массу обедневших крестьян, нищих, преступников, а порой и натуральных пиратов, разбойников и душегубов, что сопротивление властей было смято в одно мгновение. Нехороший остров Хайнань и ближайшие берега дали пинка армии и устроили бойню для представителей администрации Ван Мана.

Восстание краснобровых

Матушка Лю провозгласила себя генералом повстанческой армии и повела ее на штурм столицы округа. Когда город был взят, в ее руки наконец-то попал тот самый магистрат, в котором вынесли решение о казни ее сына, а с этим магистратом и судья, огласивший приговор. Говорят, что он молил о пощаде и просил оставить ему жизнь ради самого Неба. Но разве могла она после всех этих лет подготовки, покупки контрабандного оружия и успехов восстания просто так отпустить его? «Ты осудил моего сына за незначительный проступок, а значит, повинен в его смерти», — ответила Матушка Лю. Телохранитель вытащил судью за седые редеющие волосы во двор, занес меч, и голова вельможи отлетела в сторону как гнилая тыква, а кровь забрызгала строгий конфуцианский халат чиновника.

Если вам кажется, что это чертовски брутально, и восхитительно зло, то знайте, что это было лишь началом. Удовлетворив свою жажду мести и казнив причастных к гибели сына, Матушка Лю решила уничтожить всю властную вертикаль вплоть до самого Императора. В глазах пожилой дамы едва ли не главным виновником гибели ее наследника был именно Ван Ман. Если бы он не нарушил равновесие Поднебесной, то стали бы пожилые матери поднимать восстания, а крестьяне — прибивать своих господ гвоздями к дверям горящих усадеб?

Матушка Лю с трофейным цзянем в руках

Самая восхитительная, опасная и злая бабушка в истории человечества отправила свои войска жечь, грабить и свергать власть императора на местах. Ее талант рекрутера и слава железной женщины привели под знамена восстания десятки тысяч бунтовщиков. В те времена даже по меркам Китая такая армия казалось чудовищной стихией. Сам Ван Ман смог направить для подавления восставших едва ли 100 тысяч солдат.

Неизвестно, чем кончилась бы история Матушки Ли, но, исполнив свою месть, она вскоре отправилась в загробное царство Диюй, чтобы терроризировать уже обитателей ада. Ее осиротевшее войско примкнуло к другим восставшим — армии «краснобровых», которые разукрашивали свои лица яростными алыми узорами. Там воины бабушки из Хайнаня стали основной ударной силой и авангардом наступления. Восстанию удалось взять и разграбить столицу, Чанъань, свергнуть и разорвать на куски узурпатора, а на его трон посадить пятнадцатилетнего пастуха по имени Лю Пэнцзы.

Дальше в истории Поднебесной началась более или менее спокойная полоса. Пастуха вскоре сняли с престола, заменив настоящим наследным императором. Но из-за того, что он сам был просто жертвой обстоятельств, не стали убивать, и даже наградили придворным титулом. Свергнутая было династия Хань восстановила свое величие, страну, наконец, перестало лихорадить, и на следующие двести лет Китай обрел спокойствие, но ценой невероятных жертв.

Не злите бабушек, не злите никогда.

источник

Обезжиривание блюда при помощи ледяной тарелки

ссылка на гифку

Немка с детьми проходит мимо тел убитых эсэсовцами советских остарбайтеров, закрывая сыну глаза. Всего было убито 57 человек. Американцы, обнаружившие захоронение, согнали всех местных жителей к месту преступления и заставили их пройти мимо тел убитых. 1945 год.

галактика NGC 1015

На этом изображении телескопа «Хаббл» запечатлена галактика NGC 1015. Она находятся в созвездии Кита и удалена от нас на 118 млн световых лет. Галактика расположена исключительно удачно по отношению к Земле. Мы видим NGC 1015 «сверху», что позволяет во всех деталях рассмотреть ее структуру.

1920х1200

Подобно Млечному пути, NGC 1015 является спиральной галактикой с перемычкой. Так называют утолщение из звезд и газа в центре галактики, из которого выходят спиральные рукава. Особенность перемычки NGC 1015 заключается в том, что она также окружена бледным желтым кольцом.

По мнению астрономов, перемычки могут играть роль своеобразных галактических топливопроводов. Посредством орбитальных резонансов, они пропускают сквозь себя газ из спиральных рукавов. Часть этого газа становится стройматериалом для формирования новых звезд, часть поглощается центральной черной дырой. Подобный механизм может объяснить, почему многие спиральные галактики с перемычкой имеют активные ядра.

В 2009 году в NGC 1015 вспыхнула сверхновая типа Iа, получившая обозначение SN 2009ig. На снимке ее можно увидеть как одну из ярких точек в верхней правой части кольца, окружающего центр галактики. 

3928х4538

https://cdn.spacetelescope.org/archives/images/large/potw1811a.jpg

Fullsize Original (102.0 MB)