Rambler's Top100
Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Книжная лавка | Голосование | Топ-лист | Регистрация | Дискуссия
Лучшие молодые
ученые России

Авторские научные обозрения в "Русском переплете"
"Физические явления на небесах" | "Неизбежность странного микромира" | "Биология и жизнь" | "Terra & Comp" | Научно-популярное ревю | Теорфизика для малышей
Семинары - Конференции - Симпозиумы - Конкурсы

TERRA & Comp
С 07 августа 2003 года обозрение ведет Александр Семенов
До 10.07.2002 вел Кирилл Крылов

НАУКА

Новости

Научный форум

Научно-популярный журнал Урания в русском переплете

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Кто перым провел клонирование?

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

 Журналы в сети:

Nature

Успехи физических наук

New Scientist

ScienceDaily

Discovery

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology


"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

13.07.2019
17:07

На Байконуре запустили космическую обсерваторию «Спектр-РГ»

    Космическая обсерватория «Спектр-РГ» стартовала с космодрома Байконур в 15:31 по московскому времени на борту ракеты-носителя «Протон-М». Трансляция запуска велась . . .

13.07.2019
14:08

Физики создали "черную дыру" внутри компьютерного чипа

    Ученые из Принстона создали уникальный микрочип, способный имитировать структуру пространства-времени внутри черной дыры или миниатюрной двумерной Вселенной . . .

13.07.2019
14:02

Вселенная вращается?

    Если вы посмотрите в небо, то увидите бесчисленное множество вещей: планеты, звезды, луны и даже саму галактику. У них есть одна общая черта: они вращаются. Итак, . . .

13.07.2019
13:51

Астрофизики нашли новое место синтеза тяжелых элементов

    Ученые теоретически обосновали, что во внешних слоях быстровращающихся низкометалличных крупных звезд может протекать s-процесс, то есть относительно медленный . . .

12.07.2019
18:05

NASA создает целую когорту новых роботов для исследования космоса

    Лемур, геккон, обезьяна, черви — это не зоопарк, а новые проекты Космического агентства США. Инженеры из Лаборатории реактивного движения NASA заявили о создании . . .

12.07.2019
16:24

Ученые предрекли повышение температуры на 5,5 градуса в Москве к 2050 году

    Максимальная температура самого теплого месяца года в Москве к 2050 году может увеличиться на 5,5 градуса, сообщается в исследовании, опубликованном на официальном . . .

12.07.2019
16:05

Искусственный разум обыграл всех лучших игроков в покер

    Новая версия машинного интеллекта Libratus, выигравшего почти два миллиона долларов при игре в покер два года назад, смогла победить сразу пять чемпионов в эту . . .

12.07.2019
15:53

Астрономы впервые увидели, как формируется луна у другой планеты

    Микроволновая обсерватория ALMA получила первые фотографии газопылевого диска у новорожденной экзопланеты в созвездии Центавра, внутри которого формируется одна . . .

12.07.2019
15:49

Изменение цвета Земли поможет в поисках жизни в космосе

    Цвет Земли значительно менялся с течением времени, и этот факт может помочь астрономам глубже понять эволюцию других планет, на которых, возможно, существует . . .

12.07.2019
15:01

Раскрыты детали наступающей климатической катастрофы

    Ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха выяснили, что к 2050 году климат по всей Земле претерпит серьезные трансформации, а погодные условия в . . .

12.07.2019
14:51

Найден опровергающий законы физики объект

    Международная группа астрономов обнаружила вокруг сверхмассивной черной дыры в малоактивной галактике NGC 3147 необычное образование. Оно представляет собой . . .

12.07.2019
14:07

Пересмотрены сроки появления человечества на Земле

    Международная группа ученых пришла к выводу, что череп возрастом 210 тысяч лет является самым древним свидетельством существования человека современного типа за . . .

11.07.2019
19:03

К 2100 году население Земли году достигнет 11 млрд человек

    Ученые подсчитали, что к 2100 году на Земле численность населения может превысить 11 миллиардов человек. Специалисты советуют готовиться к этому уже сегодня . . .

11.07.2019
18:59

Умные удобрения сократят глобальное потепление

    Сейчас фермеры бездумно тратят тонны удобрений, что не только вредит почвам, но и провоцирует возделывать участки, на самом деле плохо приспособленные для . . .

11.07.2019
18:56

«Водород — это ключ к безуглеродной экономике»

    Согласно новому отчету, сделать Великобританию углеродно-нейтральной к середине века вполне возможно. Однако одних ветровых установок для этого мало. Нужно уже . . .

11.07.2019
18:33

Искусственный интеллект способен моделировать квантовые системы без привлечения масштабных вычислительных мощностей

    Не секрет, что моделирование процессов квантовой физики – трудная задача. С усложнением квантовой системы потребности в вычислительных мощностях многократно . . .

11.07.2019
18:29

Пхоханское землетрясение 2017 года заставило пересмотреть подходы к оценке рисков геотермальной энергетики

    При эксплуатации геотермальных электростанций важно, чтобы на «рабочей» глубине, куда закачивается вода и где она нагревается, в породах было много трещин. Для . . .

11.07.2019
15:54

Результаты проекта Galaxy Zoo заставляют пересмотреть теорию образования спиральных рукавов галактик

    В 1924 году Эдвин Хаббл окончательно доказал, что во Вселенной есть и другие галактики помимо нашего Млечного Пути. В 1926 году он опубликовал первый вариант классификации галактик по их внешнему виду и строению. Эта классификация уточнялась в течение всего XX века и в итоге стала общепринятой. Однако новое исследование, использовавшее результаты работы проекта гражданской науки Galaxy Zoo, участники которого вручную классифицировали тысячи галактик, показало, что здесь далеко до полной ясности. Выяснилось, что зависимость между массой балджа галактики и плотностью спиральных рукавов на самом деле не является прямой, как считалось ранее: у галактик с небольшим балджем рукава бывают как слабо, так и плотно намотаны вокруг центра. Из-за этого, по-видимому, надо пересматривать и теории формирования рукавов в спиральных галактиках.

    В последнее десятилетие XIX века астрономы стали подозревать, что обнаруженные в середине того века «спиральные туманности» (тут надо оговориться, что несколько ближайших галактик — Большое и Малое Магеллановы облака, Туманность Андромеды и галактика Треугольника — были известны еще в средние века, но об их истинной природе ученые не догадывались), которые в то время можно было наблюдать только в несколько самых крупных телескопов, могут быть такими же звездными системами (галактиками их тогда еще не называли), как и наш Млечный Путь. Чтобы доказать это, нужно было узнать расстояние до этих структур, поскольку небольшая планетарная туманность в пределах нашей Галактики и огромная спиральная галактика, удаленная от нас на миллионы световых лет, будут иметь одинаковый угловой размер и выглядеть очень похоже.

    Дискуссии велись не один десяток лет (см., например, Большой спор), а окончательную точку в них поставил в 1924 году Эдвин Хаббл (Edwin Hubble). Имея доступ к самому совершенному на тот момент телескопу — 2,5-метровому телескопу Хокера в обсерватории Маунт-Вилсон, он первым разглядел отдельные переменные звезды в этих туманностях и, использовав установленную за несколько лет до этого зависимость между светимостью звезды и периодом ее пульсаций, смог надежно установить, что эти звезды и туманности не могут находиться в Млечном Пути, а значит, представляют собой отдельные, очень удаленные от нас структуры, которые мы сейчас называем галактиками. Этот поразительный результат настолько увеличивал размеры известной человечеству Вселенной, что был впервые опубликован — неслыханное дело — не в научном журнале, а в газете The New York Times в виде небольшой заметки Finds Spiral Nebulae Are Stellar Systems. Dr. Hubbell confirms view that they are ‘Island Universes’ similar to our own (ее полный текст можно прочитать здесь). Забавно, что репортер ошибся в написании фамилии Хаббла.

    В 1926 году в Astrophysical Journal вышла ставшая знаменитой статья Хаббла, в которой была предложена первая классификация галактик (E. P. Hubble, 1926. Extragalactic nebulae). Он разделил галактики по внешнему виду на эллиптические и спиральные. Эллиптические галактики он классифицировал по степени вытянутости (от сферических, E0, до сигарообразных, E7), а спиральные, в свою очередь, — на два подтипа: с перемычкой (по-английски bar, SB) и без нее (S). В этой статье также высказывалась сильная идея о том, что существуют еще не открытые на тот момент галактики переходного типа — линзовидные (обозначенные S0). Ветвь эллиптических и две ветви спиральных галактик встречались как раз в точке S0, образуя знаменитый камертон Хаббла (рис. 1).

    Спиральные галактики (и с баром, и без него) делились на 3 класса в зависимости от размера внутренней, наиболее яркой части, которая имеет сферическую форму и называется балджем, а также от степени закрученности спиралей вокруг нее: галактики классов Sa и SBa имеют самый большой балдж и самую плотную намотку спиральных рукавов, затем идут классы Sb и SBb, а у галактик из классов Sc и SBc балдж, как правило, трудно различим, а рукава слабо закручены.

    Как видно, уже в самом начале исследования спиральных галактик была замечена связь между размерами балджа и формой спиралей: чем более выражен балдж, тем сильнее намотаны на него спирали.

    Несмотря на то, что многие предположения Хаббла об эволюции галактик (например, о переходе эллиптических галактик в спиральные по мере развития) позже не нашли подтверждения и были отвергнуты научным сообществом, сама классификация оказалась очень удобной. Второй половине XX века в работах Аллана Сэндиджа и Жерара де Вокулера были установлены более четкие критерии классификации, добавлен еще один класс спиральных галактик с самым тусклым балджем (Sd), а камертон Хаббла был окончательно утвержден в качестве удобной и универсальной классификации галактик, вошедшей во все учебники по астрономии.

    Дальнейшее накопление наших знаний о галактиках показало удивительно тесную связь между морфологией (фактически — орбитами звезд) галактики и ее эволюционным путем. Это значит, что благодаря классификации можно многое сказать об истории галактики (как в ней шло звездообразование, были ли столкновения с другим галактиками, как менялись содержание газа и полная звездная массы и т. д.) в тех случаях, когда другой информации нет. В итоге со временем некоторые свойства галактик стали определять просто исходя из ее классификации: сначала после визуальной классификации относить ее к одному из типов (например, к типу SBc), а потом из этого выводить соотношения между массами различных ее компонентов (балдж, спиральные рукава, гало) и другие характеристики (даже средний возраст ее звездного населения).

    Возникает вопрос: а насколько такой подход правомочен? Насколько можно доверять классификации, которая была составлена по результатам исследований нескольких сотен галактик (в оригинальной работе Хаббл анализировал всего около трех сотен галактик)?

    Сейчас, в эпоху Big Data, количество известных галактик превысило несколько десятков миллионов и очень соблазнительно использовать этот объем информации для уточнения и перепроверки некоторых старых гипотез и теорий, на которые принято полагаться в астрономическом сообществе. Несмотря на то, что автоматические классификаторы, использующие машинное обучение, уже существуют и помогают в работе, для точной и надежной классификации все еще нужны люди — много людей, и даже астрономов всей планеты тут не хватит. На помощь приходит так называемая гражданская наука — привлечение добровольцев, многие из которых могут не иметь специального образования, для решения научных задач: в 2007 году был основан проект Galaxy Zoo, участники которого должны были помочь с визуальной классификацией галактик Слоановского цифрового обзора неба (SDSS).

    Для них подготовили специальные цветные снимки галактик, полученные наложением оригинальных снимков, сделанных в трех разных фильтрах. Эти снимки нужно описывать, отвечая на вопросы вроде «Галактика эллиптическая или спиральная?», «Видите ли вы признаки перемычки?», «Есть ли на снимке признаки спиральных рукавов?», «Насколько велик балдж по сравнению со всей галактикой?» одним из предложенных вариантов ответа. Несмотря на кажущуюся простоту вопросов, участники проекта, фактически, повторили работу Эдвина Хаббла, только на намного большем числе объектов: вместо трех сотен галактик, учтенных в оригинальной работе Хаббла, на этот раз были классифицированы почти 300 000 галактик — в том числе намного более тусклых и меньших по размеру. Поскольку любой человек — неважно, астроном он или нет — может ошибиться, то каждую галактику независимо классифицировали 40 человек и ее финальное описание определялась с учетом разброса мнений.

    Работу участников проекта Galaxy Zoo проанализировала группа астрономов под руководством Карен Мастерс (Karen L. Masters) из Хаверфордского колледжа. К их удивлению обнаружилось, что существующая классификация по Хабблу не точна, а значит определение физических характеристик галактики по ее принадлежности к тому или иному классу может приводить к ошибкам.

    Как говорилось выше, разделение спиральных галактик по классам Sa, Sb, Sc, Sd было завязано одновременно на размер балджа и на степень закрученности спиральных рукавов. В неоднозначных случаях классификация определялась именно по закрученности: например, если балдж не очень большой и, скорее, соответствует типу Sс, но при этом спиральные рукава плотно намотаны, то галактику относили к типу Sa. Сейчас стало понятно, что закрутку рукавов нельзя использовать в качестве надежного критерия и надо опираться только на размер балджа.

    Чтобы показать это, авторы статьи охарактеризовали степень «намотки» спиральных рукавов через численный параметр wavg: при wavg = 1,0 рукава очень плотно прилегают к балджу, а при wavg = 0,0 — расходятся от него достаточно просторно. Размеры балджа определяются параметром Bavg, который меняется от нуля (для галактик без балджа) до единицы (для галактик, в которых балдж является самой значительной частью). Мастерс с коллегами значительно проредили изначальный каталог галактик, оставив только те снимки, где галактики не скрыты за областями газа или пыли, а также располагаются так, что структура рукавов и балджей ясно видна, а значит возможность ошибки при классификации минимальна. В итоговую выборку попали только 4830 галактик, но этого количества вполне достаточно, чтобы увидеть несоответствия между существующей теорией и текущими наблюдениями (рис. 3).

    О том, что галактики с массивными балджами могут иметь только туго намотанные спирали, было известно и раньше. Это неудивительно, ведь обычно такие балджи бывают у массивных и ярких галактик, которые можно было уверенно наблюдать еще во времена Хаббла. Галактики же с малым балджем (то есть заведомо менее яркие), как оказалось, могут иметь все возможные типы спиралей. Это наблюдение можно интерпретировать как открытие переменной скорости эволюции спиралей в зависимости от размера балджа (чем он массивнее, тем быстрее спирали, которые изначально могут иметь любую форму, окажутся плотно намотанными и прижатыми к балджу) и, вероятно, оно приведет к смене основной теории, объясняющей формирование спиралей — теории статических волн плотности.

    Эта теория, предложенная в 1964 году астрофизиками Цзя-Цзяо Линем и Фрэнком Шу, впервые дала математическое описание спиральных рукавов как неподвижных участков повышенной звездной плотности, в которые периодически попадают отдельные светила во время своего многомиллионнолетнего обращения вокруг центра галактики. Аналогией этой теории может быть автомобильная пробка, которая сама не движется, хотя машины сначала приближаются к ней на обычной скорости, потом медленно ползут в пробке, а потом снова ускоряются (такие эффекты обсуждаются в задаче Волновые эффекты в пробках). Математические уравнения, описывающие рукава в теории волн плотности, увязывали углы, под которыми спирали намотаны на балдж, с массой галактики (которая напрямую зависит от размера балджа). Немного неуклюжая, эта теория тем не менее смогла дать стройное объяснение долговременности спиралей: все предыдущие модели (а также наш жизненный опыт) показывали, что в любой динамической системе спирали должны исчезать, либо быстро удаляясь от центра, либо наоборот, «наматываясь» на центральную область.

    За последующие 50 лет копились наблюдения и результаты набирающих силу компьютерных симуляций, из которых следовало, что теория Линя и Шу неполна и, возможно, требует пересмотра. Однако результаты симуляций не считаются доказательством в астрофизике, а наблюдения были основаны либо на конкретных галактиках, не вписывающихся в теорию, либо на небольших выборках таких галактик, так что эта теория оставались на плаву.

    Со временем появились теории, в которых поведение спиральных рукавов объясняется приливными силами: в них рукава являются самостоятельными объектами — они гравитационно связывают звезды и вместе со звездами вращаются вокруг центра галактики, изменяясь со временем. Если какая-нибудь из этих теорий верна, то наблюдения, представленные на рис. 3, легко объяснить: в молодых спиральных галактиках изначально могут образовываться спиральные рукава разной формы и закрученности. При этом рукава не являются статическими образованиями, они эволюционируют и плотнее наматываются на галактику под воздействием массы ее центральной части и чем балдж массивнее, тем быстрее это происходит.

    Возможно также, что дополнительно на формирование спиралей играют перемычки (бары), которые есть в ряде галактик — по наблюдениям авторов обсуждаемой статьи, чем более ярко выражена перемычка, тем слабее намотка спиралей в галактике.

    Авторы замечают, что, как это ни удивительно, но через 170 лет после открытия первых спиральных структур в «звездных туманностях», мы все еще не до конца понимаем, как они формируются. На самом деле в уточнении классификации нет ничего страшного: ситуация, когда по мере накопления знаний открываются новые детали, и старая классификация теряет актуальность, не нова — достаточно вспомнить «разжалование» Плутона из планет в карликовые планеты из-за открытия других транснептуновых объектов, орбиты некоторые из которых относительно близки к орбите Плутона.

    Если вы хотите помочь астрономам, то на сайте zooniverse.org есть много активных проектов на выбор: можно искать экзопланеты, звездные скопления в ближайших галактиках, гравитационные линзы, метеоры, коричневые карлики, малые планеты за Нептуном и многое другое.

    По информации https://elementy.ru/novosti_nauki/433496/Rezultaty_proekta_Galaxy_Zoo_zastavlyayut_peresmotret_teoriyu_obrazovaniya_spiralnykh_rukavov_galaktik

11.07.2019
15:45

Породы земной мантии могут обладать магнитными свойствами

    До последнего времени считалось, что мантия, в отличие от земного ядра и земной коры, не принимает участие в формировании геомагнитного поля, так как механизм . . .

11.07.2019
15:29

Исследование: как во время сильных извержений вулканов можно изучать состав ядра Земли

    Международная группа ученых начала изучать состав ядра Земли во время сильных извержений вулканов. Историю исследования рассказывает издание ScienceAlert. Магнитное . . .

<< 291|292|293|294|295|296|297|298|299|300 >>

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвижники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

ХРОНОС

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы

Помощь корреспонденту Добавить новость
НАУКА В "РУССКОМ ПЕРЕПЛЕТЕ"

Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Rambler's Top100