Загадки космоса. Планеты и экзопланеты [заметки]
1
Для полноты картины следует заметить, что центр каждой планеты, по Копернику, располагается рядом с центром Солнца, но не в центре. В этом смысле его систему нельзя называть гелиоцентрической. – Здесь и далее примеч. автора.
2
Когда я пишу эти строки, мне на ум приходит афоризм Дэвида Мермина «Заткнись и вычисляй!», имеющий отношение, правда, к совершенно другой эпохе и проблемам совершенно иного рода.
3
Градус Кельвина (К) равен по величине градусу Цельсия (°С). Разница лишь в том, что принимается за ноль в этих двух системах измерения температур. В системе Цельсия это точка замерзания воды при нормальном давлении, а в системе Кельвина – минимальная температура, которую может иметь физическое тело. Таким образом, 0 °C соответствуют 273 К.
4
Цвет звезды зависит от ее температуры. Самые горячие звезды светят преимущественно в бело-голубых тонах, а самые холодные – в красных.
5
На самом деле классификаций звезд больше, а приведенную в тексте можно легко запомнить по мнемоническому правилу «Один Бритый Англичанин Финики Жевал, Как Морковь».
6
Если однажды капитан Джеймс Кирк предложит вам прокатиться на «Энтерпрайзе» по какой-нибудь галактике, хорошо подумайте, перед тем как взойти на борт этого корабля, имеющего максимальную скорость всего 9 000 скоростей света!
7
Свидетелем падения метеорита Weston в 1807 году в штате Коннектикут (США) стал некий судья Уиллер. Он сообщил об этом событии в Йельский университет, и к расследованию необычного происшествия приступили два уважаемых и скептически настроенных профессора. Они нашли осколки метеорита и не могли взять в толк, что это и как сюда попало. В конце концов им осталось признать, что «должно быть, камни упали с неба». История дошла до Белого дома, но Томас Джефферсон, в то время президент США, не поверил выводам судей, заявив: «Gentlemen, I would rather believe that two Yankee professors would lie than believe that stones fall from heaven».
8
Частота волны – это число колебаний в единицу времени (например, за 1 секунду). Для звуковых волн увеличение частоты приводит к росту высоты звука.
9
Перигелий – ближайшая к Солнцу точка орбиты небесного тела, а афелий – самая дальняя.
10
Замкнутые орбиты всех небесных тел (и искусственных спутников) имеют форму эллипса, в одном из фокусов которого обычно находится массивное тело. Ближайшая к этому телу точка орбиты другого тела или спутника называется перицентром, а самая дальняя – апоцентром.
11
На самом деле еще в 2001 году космический аппарат NEAR Shoemaker совершил первую успешную мягкую посадку на астероид Эрос, но она была импровизацией команды управления. Главная задача аппарата состояла все же в выходе на орбиту вокруг астероида.
12
Ожидается, что это произойдет 6 декабря 2020 года.
13
Для автора это событие еще в будущем. Но если вы читаете эту книгу после 2020 года, для вас оно наверняка уже в прошлом.
14
Если быть точным, Исаак Ньютон (1643–1727) застал живого Рене Декарта (1596–1650), хоть в те годы еще не мог вести с ним научные беседы. Сама теория появилась за десять лет до рождения Ньютона, но опубликована она была только через десять лет после смерти Декарта.
15
От латинского nebula – «туман».
16
Это вызвано тем, что для всех участков облака должна сохраняться такая физическая величина, как угловой момент, пропорциональный скорости этого участка и расстоянию до центра вращения. Если радиус вращения уменьшается, то скорость должна возрасти, чтобы угловой момент не изменился.
17
Поэтому протопланетные диски называют также аккреционными. Аккреционные диски возникают не только вокруг звезд, а могут окружать даже черные дыры.
18
Да, астрофизический лабораторный эксперимент наконец-то стал реальностью. Остается только мечтать, что однажды реальностью станет и космологический лабораторный эксперимент.
19
Метровый барьер – не единственное препятствие для твердого вещества в протопланетном диске, которое мешает ему вырасти до размеров планеты. Астрофизики сегодня говорят о четырех барьерах, сопровождающих аккреционный рост планет, преодоление каждого из которых нуждается в объяснении.
20
Так называют выпуклые многогранники, состоящие из правильных многоугольников: это тетраэдр, гексаэдр, октаэдр, додекаэдр, икосаэдр.
21
В современном значении этого слова: то есть здание, предназначенное для астрономических наблюдений.
22
В те времена люди любили называть свои книги длинно и развернуто. Так, полное название этой книги звучит: «Новая астрономия, причинно обоснованная, или небесная физика, основанная на комментариях к движениям звезды Марс, наблюдавшимся достопочтенным Тихо Браге».
23
Позволю себе вставить здесь философское замечание. Сами по себе наблюдения, кроме эмпирических данных, не дают ничего. Наука начинается тогда, когда ученые пытаются объяснить наблюдаемые явления и, самое главное, предсказать еще не обнаруженные. Например, наблюдение за звездами дает лишь знание характеристик испускаемого ими света – теории же, созданные физиками, позволяют описать термоядерные реакции, идущие в недрах звезд, по спектру определить состав звезд и их температуру, а также предсказать их будущее.
24
Да, астрономы очень оригинальны с названиями телескопов.
25
И все же это возможно: недавно с помощью радиотелескопа VLA был обнаружен газовый гигант по генерируемому им радиоизлучению (подробнее в статье Kao M., Hallinan G., Pineda J. S., Stevenson D., Burgasser A. The Strongest Magnetic Fields on the Coolest Brown Dwarfs // The Astrophysical Journal Supplement Series. 2018. Vol. 237. N 2.
26
То есть начал осуществлять астрономические наблюдения.
27
Он пытался определить изменение расстояния между двумя звездами – то есть решить более легкую задачу, чем определение годового параллакса.
28
Правнук Василия Яковлевича Струве, первым вычислившего параллакс p Альтаира.
29
К слову, через несколько лет незаменимыми работниками в уже функционирующем массиве оказались овцы, лучше и деликатнее справлявшиеся с уничтожением травы, чем газонокосилки в руках студентов.
30
Чем дальше радиоисточники от нас, тем лучше. Если взрыв сверхновой произойдет в окрестностях Солнца, он убьет все живое на нашей планете.
31
Аббревиатура PSR расшифровывается как pulsating radio source («пульсирующий радиоисточник»), а цифры обозначают положение на небе.
32
Более подробно история спектроскопии описана в прекрасной книге Hearnshaw J. B. The Analysis of Starlight: Two Centuries of Astronomical Spectroscopy. Cambridge: Cambridge University Press, 2014.
33
Переменные звезды – звезды, яркость которых меняется со временем. Магелланово облако – карликовая галактика, спутник Млечного Пути.
34
Коричневый карлик – субзвездный объект, то есть промежуточный между планетой и звездой. Обладает достаточной массой, чтобы переплавлять водород в гелий, но способен поддерживать и менее энергоемкие ядерные реакции.
35
Аналогом степени Doctor of Philosophy, или PhD, в России служит степень кандидата наук.
36
Именно с помощью этого телескопа в 1999 году на Марсе нашли метан.
37
С этого момента приходится использовать заглавные буквы, чтобы различать звезды в этой системе.
38
WASP (Wide Angle Search for Planets) – проект поиска экзопланет, объединяющий несколько научных групп.
39
Названа по имени телескопа KELT, c помощью которого и была обнаружена.
40
Спустя 10 лет наши знания об экзопланетах чуть менее скромны.
41
Интересно, что еще в 1727 году Джонатан Свифт в «Путешествиях Гулливера» предсказал, что у Марса есть два спутника.
42
Конечно, что-то пошло не так только с точки зрения землян. Марсианский микроб наверняка считает, что его родная планета – самое приятное место во Вселенной.
43
Падающие на планету лучи света поглощаются ее поверхностью и переизлучаются в атмосферу в виде инфракрасного, или теплового, излучения. В свою очередь, это излучение переотражается некоторыми газами, которые называют парниковыми, обратно на поверхность и нагревает нижние слои атмосферы. Это похоже на то, как «работает» теплица на садовом участке, с той лишь разницей, что в данном случае теплица – вся планета. В 2015 году Илон Маск предложил взорвать на Марсе ядерные бомбы, чтобы растопить на полюсах шапки из СО>2, одного из лучших парниковых газов, и таким образом сделать Марс пригодным для колонизации.
44
Такую область пространства астрономы называют сферой Хилла.
45
Есть еще миграция III типа, но даже теоретически она реализуется в достаточно экстремальных случаях.
46
Этот процесс называется динамическим трением.
47
MESSENGER – от англ. MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging.
48
Среди этих планет есть названные в честь тех самых Иоанна Липперсгея и Захария Янсена, которые оспаривают у Галилея звание изобретателя телескопа. Томас Хэрриот – человек, обладавший впечатляющим математическим талантом и не менее впечатляющей скромностью. Чтобы не лишать вас удовольствия узнать об этом человеке самостоятельно, я не скажу о нем здесь больше ни слова.
49
Подобное описание планеты можно найти в книге Summers M., Trefil J. Exoplanets: Diamond Worlds, Super Earths, Pulsar Planets, and the New Search for Life beyond Our Solar System. Smithsonian, 2017.
50
Детали этой истории я рассказывал в шестой главе.
51
Например, представьте себе шарик, находящийся в желобе, – его положение устойчиво, ведь даже если его подтолкнуть, он в конце концов все равно займет исходное положение. Напротив, шарик, расположенный на вершине крутого холма, пребывает в крайне неустойчивом положении.
52
Вообще говоря, существуют еще орбиты L-типа, находясь на которых планеты движутся вокруг точек Лагранжа L4 и L5.
53
Кстати, брат Джона Нолла Томас, в те времена еще студент, создал программу обработки изображений Photoshop в качестве своего летнего проекта. В дальнейшем Джон продал программу брата компании Adobe.
54
В оригинале его высказывание выглядит так: «Again and again we see that the science is stranger and weirder than fiction. The very existence of this discovery gives us cause to dream bigger».
55
Первый белый карлик открыл Уильям Гершель.
56
Ее величина зависит от неизвестного угла наклона орбиты.
57
Подробное жизнеописание Гершеля можно найти в прекрасной, но, к сожалению, пока не переведенной на русский язык книге: Hoskin M. William and Caroline Herschel: Pioneers in Late 18th-Century Astronomy. SpringerBriefs in Astronomy. Springer, 2014.
58
Это означает, что расстояние между основным зеркалом и отражателем равно почти двум метрам. Сегодня когда мы говорим, например, о 6-метровом телескопе, то имеем в виду не величину фокусного расстояния, а диаметр зеркал.
59
Account of some observations tending to investigate the construction of the heavens.
60
Группу из четырех открытых спутников Юпитера Галилей назвал «звезды Медичи» в честь четырех братьев Медичи.
61
Фазовое состояние водорода, которое он приобретает, находясь под крайне высоким давлением.
62
Скорее всего, они оказались бы микробами, конечно, но так ли это важно?
63
Один из прекрасных примеров сотрудничества космических агентств. «Кассини» был построен на деньги NASA, а «Гюйгенс» принадлежал Европейскому космическому агентству. Антенна дальней связи и радарный высотометр сконструировали специалисты Итальянского космического агентства.
64
Карликовые планеты, орбиты которых лежат за Нептуном, называются плутоидами – в честь Плутона, открытого первым и являющегося крупнейшим телом этого класса.
65
Как убедительно показали исследования, проведенные зондом InSight, на Марсе до сих пор случаются «марсотрясения» (что позволяет считать эту планету геологически живым миром с горячим ядром). Причина этих марсотрясений – охлаждение и сжимание марсианской коры. Это же явление ответственно за образование трещин на поверхности Меркурия.
66
На самом деле с помощью метода микролинзирования ищут и экзопланеты, обращающиеся вокруг своих звезд. Например, планета OGLE-2013-BLG-0341 B b у двойной звезды, как уже видно из названия, была найдена этим методом.
67
В данном случае подо льдом понимается не только водяной лед, но и лед из метана, аммиака и других летучих веществ.
68
Интересные мысли на этот счет можно почитать в блоге Майкла Брауна на сайте Калтеха, в статье How many dwarf planets are there in the outer solar system? (http://web.gps.caltech.edu/~mbrown/dps.html).
69
См. следующую главу.
70
С 2006 года на орбите находится телескоп COROT – первый космический телескоп, использующий транзитный метод для открытия экзопланет. Сегодня на счету этого телескопа около 30 открытых экзопланет.
71
Rogers L. A., Seager S. Three Possible Origins for the Gas Layer on GJ 1214b // The Astrophysical Journal. 2010. Vol. 716. N 2. P. 1208–1216.
72
Согласно гипотезе «Земли-снежка» это происходило несколько раз в период между 750 и 550 миллионами лет назад.
73
Подробнее в книге Лэйн Н. Энергия, секс, самоубийство. Митохондрии и смысл жизни. Питер, 2016.
74
У вирусов роль ДНК исполняет РНК.
75
В английской литературе для этого термина используется сокращение LUKA – the Last Universal Common Ancestor.
76
Дейтерий – изотоп водорода, ядро которого состоит из одного протона и одного нейтрона.
77
Так называемые кометы главного пояса.
78
Восемнадцатью годами ранее, в 1934 году, Гарольд Юри получил Нобелевскую премию за открытие дейтерия.
79
Количество ДНК не говорит напрямую о сложности организма: например, у амебы Amoeba dubia геном почти в 200 раз больше, чем у человека, хотя устроена она значительно проще.
80
Митохондрии – органеллы (внутриклеточные структуры), отвечающие за синтез АТФ.
81
Первая глава «Путеводителя вольного путешественника во времени» должна начинаться со слов о том, что микроскоп – самый важный инструмент из всех и его нужно всегда иметь при себе. Он точно поможет вам не умереть со скуки где-нибудь в мезопротерозое.
82
Цитата из книги Карла Сагана «Космос: Эволюция Вселенной, жизни и цивилизации».
83
Благодаря этому факту была составлена трехмерная карта подледного рельефа Антарктиды.
84
В широком смысле биомаркер – это биологический признак состояния организма (например, он может указывать на наличие заболевания) или биологической системы. Иногда понятия «биомаркер» и «биосигнатура» используются как синонимы.
85
Krasnopolsky V. A., Maillard J. P., Owen T. C. Detection of methane in the martian atmosphere: Evidence for life? // Icarus. 2004. Vol. 172. P. 537–547.
86
Фотолиз – это химическая реакция расщепления химических соединений под действием света.
87
Изначально телескоп хотели запустить в 2007 году, затем активно готовились к запуску в 2015–2016 годах.
Послевоенные годы знаменуются решительным наступлением нашего морского рыболовства на открытые, ранее не охваченные промыслом районы Мирового океана. Одним из таких районов стала тропическая Атлантика, прилегающая к берегам Северо-западной Африки, где советские рыбаки в 1958 году впервые подняли свои вымпелы и с успехом приступили к новому для них промыслу замечательной деликатесной рыбы сардины. Но это было не простым делом и потребовало не только напряженного труда рыбаков, но и больших исследований ученых-специалистов.
Настоящая монография посвящена изучению системы исторического образования и исторической науки в рамках сибирского научно-образовательного комплекса второй половины 1920-х – первой половины 1950-х гг. Период сталинизма в истории нашей страны характеризуется определенной дихотомией. С одной стороны, это время диктатуры коммунистической партии во всех сферах жизни советского общества, политических репрессий и идеологических кампаний. С другой стороны, именно в эти годы были заложены базовые институциональные основы развития исторического образования, исторической науки, принципов взаимоотношения исторического сообщества с государством, которые определили это развитие на десятилетия вперед, в том числе сохранившись во многих чертах и до сегодняшнего времени.
Монография посвящена проблеме самоидентификации русской интеллигенции, рассмотренной в историко-философском и историко-культурном срезах. Логически текст состоит из двух частей. В первой рассмотрено становление интеллигенции, начиная с XVIII века и по сегодняшний день, дана проблематизация важнейших тем и идей; вторая раскрывает своеобразную интеллектуальную, духовную, жизненную оппозицию Ф. М. Достоевского и Л. Н. Толстого по отношению к истории, статусу и судьбе русской интеллигенции. Оба писателя, будучи людьми диаметрально противоположных мировоззренческих взглядов, оказались “versus” интеллигентских приемов мышления, идеологии, базовых ценностей и моделей поведения.
Монография протоиерея Георгия Митрофанова, известного историка, доктора богословия, кандидата философских наук, заведующего кафедрой церковной истории Санкт-Петербургской духовной академии, написана на основе кандидатской диссертации автора «Творчество Е. Н. Трубецкого как опыт философского обоснования религиозного мировоззрения» (2008) и посвящена творчеству в области религиозной философии выдающегося отечественного мыслителя князя Евгения Николаевича Трубецкого (1863-1920). В монографии показано, что Е.
Эксперты пророчат, что следующие 50 лет будут определяться взаимоотношениями людей и технологий. Грядущие изобретения, несомненно, изменят нашу жизнь, вопрос состоит в том, до какой степени? Чего мы ждем от новых технологий и что хотим получить с их помощью? Как они изменят сферу медиа, экономику, здравоохранение, образование и нашу повседневную жизнь в целом? Ричард Уотсон призывает задуматься о современном обществе и представить, какой мир мы хотим создать в будущем. Он доступно и интересно исследует возможное влияние технологий на все сферы нашей жизни.
Что такое, в сущности, лес, откуда у людей с ним такая тесная связь? Для человека это не просто источник сырья или зеленый фитнес-центр – лес может стать местом духовных исканий, служить исцелению и просвещению. Биолог, эколог и журналист Адриане Лохнер рассматривает лес с культурно-исторической и с научной точек зрения. Вы узнаете, как устроена лесная экосистема, познакомитесь с различными типами леса, характеризующимися по составу видов деревьев и по условиям окружающей среды, а также с видами лесопользования и с некоторыми аспектами охраны лесов. «Когда видишь зеленые вершины холмов, которые волнами катятся до горизонта, вдруг охватывает оптимизм.
Основная цель книги – борьба со страхом и предубеждением к больным с психическими расстройствами. С одной стороны болезни психики, «безумие» рождают необычный и противоречивый интерес, с другой – «сумасшествие» является настолько пугающим, что в общественном сознании рождается желание закрыться, удалить психически больных из жизни общества. С третьей стороны, некоторое невежество, рожденное страхом, приводит к определенным спекуляциям в этой области. Зачастую родственники больных обращаются к неврологам, психологам, а то и вовсе к экстрасенсам и шаманам, а к психиатру боятся идти.
Эта книга – краткий путеводитель по псевдонауке, мифам и заблуждениям нашего времени. Она поможет ориентироваться в бушующем информационном потоке современности, объяснит, чем наука отличается от мнений, научный метод от лженаучного наукообразия и послужит помощником в выявлении разнообразных сомнительных идей и теорий.Для широкого круга читателей.
Как различные живые организмы защищаются от инфекций? Можно ли укрепить иммунитет витаминами и закаливанием? Вредят ли прививки организму или они необходимы? Есть ли иммунитет у младенцев и как лучше оберегать их от инфекционных болезней? Как защищается от инфекций наш мозг? Хорошо ли, если иммунитет работает очень активно? Книга, которую вы, дорогие читатели, держите в руках, хранит ответы на эти и другие вопросы! Для широкого круга читателей.
Книга об истории развития человеческой цивилизации с точки зрения химии. В книге последовательно описываются химические элементы в порядке, в котором они были открыты, и какой вклад они внесли в развитие технологий на момент их открытия. А вы когда-нибудь задумывались над тем, как открытие того или иного химического элемента влияло на быт человека, его технологии, на то, как менялись взгляды на устройство окружающего мира? Эта книга как раз об этом. Мы пройдем от медных орудий труда древних людей до современного ядерного оружия, чтобы воочию увидеть, как изменился наш мир.