Астрономы посчитали валуны на Меркурии. Их оказалось мало
Впрочем, нечто подобное размером не менее пяти метров в диаметре нашлось лишь на 14 снимках — это по крайней мере в 30 раз меньше количество валунов на меньшей Луне.
Астрономы разработали три теории объяснение того, куда подевались камни Меркурия, которые опубликовали в журнале Icarus. Планету может защищать пылевой слой или быстрое разрушение валунов из-за близости к Солнцу и космическая пыль. События, как-то столкновения с крупными объектами или падения метеоритов и микрометеоритов, играют важную роль в эволюции космических объектов. А попутно образованные кратеры помогают оценить состав поверхностных слоев и даже примерно определить возраст различных участков поверхностей тел Солнечной системы. В результате падений метеоритов могут появляться валуны, из которых можно получить важную информацию о процессах на поверхности. Обломки пород видны на всех объектах Солнечной системы, из которых можно получить изображение. Блоки твердой породы размером в несколько метров, в большом количестве можно увидеть на изображениях с высоким качеством съемки на поверхности Луны, Марса, небольших тел, а также Земли.Как мы отмечали ранее, для поиска подобных геологических объектов, ученым необходимы снимки высокого уровня. Для изучения валунов на Меркурии в своей работе астрономы использовали фото с узко угольной камеры Narrow Angle Camera (NAC) с борта миссии NASA MESSENGER. Исследователи выбрали изображение с высоким уровнем и наиболее детальной выборкой, причем специально за период с февраля по апрель 2015 года — на поздней стадии миссии, когда MESSENGER был ближе к планете и камера работала в условиях получения изображений, которые выходят за пределы, предусмотренные ее конструкцией. Ученые просмотрели около трех тысяч фотографий с достаточной разрешающей способностью для выявления валунов, и нанесли на карту все наблюдаемые обломки. Чтобы избежать ошибок, ученые поочередно обращались к снимкам и в итоге сошлись во мнении, что валуны можно заметить всего на 14 отдельных изображениях. И за небольших размеров на снимках, размытости и задымлённости, определить точно размер валунов сложно, однако по оценкам, предел обнаружения валунов составляет примерно 4−5 метров в диаметре. Также при имеющимся изображении невозможно отличить неповрежденные камни от груды обломков разрушенных или частично разрушенных, поэтому они все были включены в конечный анализ.
Так пять из 14 изображений Меркурия являются последовательными изображениями с одной орбиты MESSENGER, что сфотографировали поверхность внутри и у большого (диаметром около 35 километров) безымянного ударного кратера. Изображения показывают четко очерченные границы ударного расплава на внешних стенках кратера и четкие трещины в ударном расплаве на дне. Все эти особенности указывают на то, что кратер очень молодой, один из самых молодых кратеров такого размера на планете. Три из последних девяти найденных валунов находятся на гладких равнинах, а другие — на меж кратерных. Семь из этих изображений Меркурия содержат только по одному валуну. Эти снимки ученые также связывают с относительно свежими ударными кратерами диаметром в сотни метров, хотя их возраст крайне трудно оценить, они менее сильно деградировали по сравнению с образованиями подобного размера.
Конечно такой количественный анализ не является достаточно точным из-за ограниченности исходных данных, однако ученые решили установить относительное количество валунов на Меркурии, сравнив подобные данные на Луне. Меркурианские валуны часто встречаются скоплениями и большими полями, как и на Луне. С другой стороны, большинство изображений с высоким уровнем съемки на Меркурии и образцы изображений с Луны вообще не содержат валунов. Через эти два факта средняя плотность валунов (количество задокументированных валунов, деленная на обследованную площадь) не является хорошей статистической мерой.
Впрочем, процент случайных выборок изображений с валунами среди всего набора изображений, по словам ученых, является лучшей статистической характеристикой численности валунов, потому что он более статистически устойчив. Так исследователи подсчитали, что согласно этому показателю, валуны на Меркурии чрезвычайно редки по сравнению с месячным нагорьем — примерно в 30 раз менее многочисленные, 0,5%против 15.
Предыдущие исследования указывали, что примерное время жизни месячных валунов составляет около сотни миллионов лет. Возможными механизмами разрушения валунов считают метеоритные удары, микрометеоритную истиранию (космическая пыль), а также «термическая усталость» материала через постепенное распространение трещин, вызванных циклической сменой температур. Согласно исследованию, редкость валунов на Меркурии по сравнению с Луной означает, что-либо они образуются гораздо медленнее, или время жизни валунов намного короче, или и то, и другое. Если метеоритные удары являются основной причиной образования валунов и их уничтожения, то сам ударный поток мало повлияет на результат производительности и продолжительности жизни и, следовательно, на численность валунов. Более высокие термические напряжения и более быстрое термическое утомление Меркурия могут вызвать быстрое разрушение верхних дециметров поверхности валуна и, таким образом, способствовать более быстрому разрушению породы. Однако сами по себе эти факторы не могут объяснить наблюдаемую разницу по сравнению с Луной. Поэтому ученые считают, что свою роль играет и более толстый реголит на Меркурии, который вероятно, непропорционально снизит скорость образования валунов.
Как мы уже писали выше, валуны являются одними из важных объектов космических тел, по которым мы можем те изучать. Например, полосы валунов на марсианских ледниковых отложениях указывают на многочисленные эпизоды накопления льда в прошлом Марса.
Мачу-Пикчу на несколько десятилетий старше, чем считалось ранее
Новое исследование показывает, что Мачу-Пикчу, древняя цитадель инков, расположенная высоко в Андах в Перу, была заселена примерно с 1420 по 1532 год нашей эры, причем активность началась на два десятилетия раньше, чем предполагают письменные источники.
Исследователи использовали ускорительную масс-спектрометрию, передовую форму радиоуглеродного датирования, для анализа человеческих образцов от 26 человек, извлеченных из захоронений в Мачу-Пикчу.
Кости и зубы, использованные в анализе, вероятно, принадлежали слугам, которые были назначены в королевское поместье.
«В останках мало свидетельств участия в тяжелом физическом труде, таком как строительство, а это означает, что они, вероятно, относятся к тому периоду, когда это место функционировало как загородный дворец, а не тогда, когда он строился», — сказали ученые.
Полученные данные показывают, что Мачу-Пикчу использовался примерно с 1420 по 1530 годы, что закончилось примерно во время испанского завоевания, что сделало это место как минимум на 20 лет старше, чем предполагают принятые исторические данные, и подняло вопросы о нашем понимании хронологии инков.
«С момента своего» научного открытия «в 1911 году этот загородный дворец инков получил широкое признание и теперь, вероятно, является самым известным археологическим объектом в Южной Америке», — сказал профессор Йельского университета Ричард Бургер и его коллеги.
Результаты опубликованы в журнале Cambridge University Press
Вертолет NASA Ingenuity сделал снимки марсохода на Красной планете
Вертолет Ingenuity, совершая полёты на Марсе, показал, что управлять им вполне реально.
4 августа 2021 года вертолет Ingenuity совершил свой 11-й полет на Марс, сделав несколько снимков во время полета.
Миссия вертолёта состоит в совершении разведывательных полётов. Благодаря снимкам, марсоход Perseverance, может избежать слишком опасных областей для прохождения по планете.
«Аэрофотоснимки вертолета Ingenuity потрясающие», — сказал доктор Роберт Хогг, старший системный инженер лаборатории реактивного движения NASA.
Виртуальная лаборатория. Вызовы реального мира
— Каковы основные проблемы в исследованиях накопления энергии?
— Это зависит от того, для чего предназначен запас энергии. Одно из применений — электромобили, и я бы сказал, что мы достигли переломного момента, когда никто больше не будет создавать автомобильную компанию на базе двигателя внутреннего сгорания. Но даже в этом случае, когда вы покупаете электромобиль, около половины его стоимости составляет аккумулятор.
Необходимо снизить эту стоимость, и это уже происходит — это происходит с развитием современных технологий, таких как литий-ионные батареи, и это может произойти с прорывом в батареях следующего поколения. Литий-ионные аккумуляторы — это не отдельная технология, а семейство технологий, и в какой-то момент — возможно, в ближайшие несколько лет — они превратятся в нечто, что можно назвать твердотельной батареей, которая будет более безопасной, легкой и намного эффективнее.
Затем вы переходите к более сложным вещам, и, что любопытно, это не проблемы накопления энергии, как таковые — они связаны с интеграцией возобновляемых источников энергии в электрическую сеть. С ветром и солнцем будут долгие периоды, когда вы не будете генерировать много энергии, а также будут существенные периоды, когда вы будете генерировать больше, чем сможете использовать.
Например, летом 2018 года погода в Великобритании была очень жаркой, очень сухой и не очень ветреной — хорошая для солнечной энергии, и не очень хорошая для гидро- или ветровой энергии. В течение коротких периодов батареи являются разумными системами хранения возобновляемой энергии. Источники хранимой гидроэнергии в настоящее время в значительной степени израсходованы, а другие, аналогично механическим, обладают собственной эффективностью, так что мы почти наверняка перейдем в электрохимическое хранилище. Побочным эффектом является то, что используемые вами химические вещества, такие как аммиак, полезны сами по себе. Это позволяет вам начать декарбонизацию какой-то тяжелой промышленности, что составляет треть экономики, которую будет наиболее трудно электрифицировать.
— Почему так важно решать эти проблемы?
- Я не хотел бы сказать, что волна тепла обязательно была связана с изменением климата, но в основном мы должны перейти к более устойчивой экономике. В последний раз у нас была устойчивая экономика, вероятно в 15 или 16 веке, когда все путешествовали на лошадях и телегах. Я думаю, что хранение электроэнергии является ключом к тому, чтобы мы могли использовать современные технологии на устойчивой основе.
Наша способность вырабатывать электроэнергию из возобновляемых источников — солнечной, ветровой — быстро растет, но технологии хранения должны идти в ногу со временем, если мы хотим осуществить переход. В противном случае — мы остановимся. Мы уже видели это в Германии, где они поставили много возобновляемых источников энергии в сеть, а затем должны были подкрепить их углем.
— Какова будет роль института Фарадея?
- Наша цель состоит в том, чтобы ускорить разработку и внедрение технологий накопления энергии, и мы пытаемся это сделать тремя способами. Одним из них является создание значительных исследовательских программ, ориентированных на миссию.
Мы сосредоточились на проблемах, которые, по нашему мнению, могут стать важными в ближайшие несколько лет, и мы пытаемся объединить большие группы людей, чтобы работать над ними организованно. Еще одним направлением является обучение и образование.
Мир будет нуждаться в гораздо большем количестве людей, которые разбираются в батареях, и я имею в виду не только докторов наук по электрохимии — это должна быть очень широкая группа, охватывающая техников, механиков, специалистов по оказанию первой помощи и других. Нам также необходимо повлиять на то, как эти технологии воспринимаются с точки зрения образования и разнообразия, чтобы быть уверенными в том, что мы получаем правильных людей, выходящих на поле деятельности.
Третье, что мы делаем, это даем советы по политике с цифрами. Мы можем помочь объяснить последствия внедрения технологий и объяснить политические последствия принятия различных решений. Это важно, потому что многое из того, что вам нужно сделать, чтобы вывести технологию на рынок, заключается не только в изобретении вещей, но также в обеспечении правильной нормативно-правовой базы и правильной политики.
Вы сыграли важную роль в создании другой организации с аналогичной миссией, «Объединенного центра исследований в области накопления энергии (JCESR)» в Арагонской национальной лаборатории в США. Чем отличается институт Фарадея?
- Исследовательская программа JCESR, вероятно, находится на более фундаментальном конце спектра, но она основана на схожей идее: взять непростую задачу, привлечь большую группу людей, чтобы поработать над ней и приложить немало усилий. Ключевое отличие состоит в том, что с институтом Фарадея мы, по сути, пытаемся создать виртуальную национальную лабораторию.
В США у вас есть энергетические лаборатории, такие, как Арагон, Оук-Ридж и Беркли, и у них есть миссия, движимая общественным благом, так и определено федеральным правительством.
В Великобритании у правительства есть стратегия для промышленных исследований и разработок, но у него нет прямого механизма вовлечения сообщества в это. Конечно, оно может выдвигать призывы к предложениям через исследовательские советы, но они, по определению, являются относительно небольшими.
Идея института Фарадея заключается в том, чтобы стать этой национальной лабораторией, но мы не хотели создавать много кирпича и строительного раствора, потому что исследовательские возможности в Великобритании в основном сосредоточены в университетах и промышленности, а не в государственных учреждениях. Модель, которая у нас есть — и это действительно экспериментальная часть — состоит в том, чтобы попытаться объединить сообщество, которое работает, как национальная лаборатория, но без того, чтобы все находились в одном здании. Мы хотим, чтобы люди так думали — сотрудничали внутри страны, эффективно работали, обменивались идеями, бросали вызов друг другу и в целом выстраивали отношения в довольно фрагментированном состоянии исследований в университетской системе Великобритании. Это немного похоже на JCESR, потому что JCESR — это так называемый «центр», с исследованиями, распределенными по пяти национальным лабораториям и пяти или шести университетам, с несколькими компаниями в качестве партнеров. Мы просто увеличили это.
— Вы упомянули объединение людей. Большая часть работы по накоплению энергии выполняется учеными-материаловедами, химиками и инженерами. Как вы думаете, что физики добавят к этому?
- Физикам нравится делать вычисления за пределами и изучать основы вещей, но я думаю, что главное, что могут сделать физики в этой области, — это интеграция. Вот личный пример. Я работал над оксидными материалами для сверхпроводимости и магнетизма в течение долгого времени, и оказалось, что те же самые классы материалов на самом деле являются катодами батарей. Но сообщество электрохимиков, которые работают на катодах батарей, и сообщество материаловедов, которые работают над сверхпроводимостью, не общаются. В этом спектре есть знания разных видов, от электрохимии до материаловедения, но их необходимо интегрировать.
Кроме того, я думаю, что исследование батареи достигло интересной стадии. В течение долгого времени оно было в значительной степени эмпирическим, основанным на наборах принципов, которые понимают электрохимики, но было очень мало разработок с точки зрения получения микроскопического понимания того, что происходит. Сейчас мы находимся на этапе, когда действительно стоит инвестировать в понимание того, как работает аккумулятор. Это может показаться странным, но позвольте мне напомнить вам, что, хотя полупроводниковая технология появилась на транзисторе в 1950-х годах, а интегральные схемы появились спустя 15 лет после этого, лишь в 1980-х годах дробный квантовый эффект был обнаружен. Возможность изучить эту проблему появилась только благодаря огромным инвестициям в полупроводниковую технику.
Если вы посмотрите на то, что сейчас происходит с аккумуляторной технологией, то здесь применяется множество физических инструментов, и это очень интересная область для физиков, потому что вы вынуждены думать о проблеме, которая не является традиционной физикой.
— Вы упомянули и технологию, и политику как важные составляющие. Как вы думаете, где находятся самые большие проблемы?
- Я думаю, что технологическая проблема является стандартной: вы действительно можете это сделать? Мы знаем, что нет никаких правил против строительства батарей, которые в пять или шесть раз более плотны по энергии, чем те, которые мы имеем сейчас, поэтому это должен быть только вопрос борьбы с этим пространством. Однако пересечение с политикой очень важно. В качестве примера давайте рассмотрим переработку.
Во всем мире планируется электрифицировать около двух третей своих автомобилей к 2035 или 2040 году, поэтому примерно к этому времени нам потребуется производить порядка 10 миллионов тонн аккумуляторов и аккумуляторных материалов в год. Для сравнения: мировое производство кремния составляет 8 миллионов тонн, а алюминия — 63 миллиона тонн, поэтому, если технология аккумуляторов не изменится быстрее, мы будем использовать значительную долю никеля в мире только для автомобилей.
Это явно имеет огромные последствия во всем, начиная от геополитики и заканчивая переработкой, и совершенно очевидно, что если вы не сделаете это правильно, вы остановитесь. На данный момент мы боремся, потому что производители батарей добывают кобальт из шахт в Конго, и это просто неприемлемо. В другом месте есть кобальт, и нам нужно получить его из других мест или уменьшить количество кобальта, используемого в батареях. Это технологическое изменение, и оно может быть сделано.
В урбанизированных странах, таких как Великобритания, люди беспокоятся о зарядке электромобилей; есть жалобы, что даже быстрая зарядка занимает 30 минут, и это намного дольше, чем заправка вашего автомобиля на заправочной станции. Но зарядка не очень сложна, и если вы поговорите с людьми, которые владеют электромобилями, они скажут вам, что количество раз быстрой зарядки, как правило, очень мало.
Однако существует проблема инфраструктуры, связанная с интеграцией транспортных средств в электрическую сеть, и в Великобритании также говорят о добавлении еще 30 ГВт энергии ветра в море к генерирующей мощности. Это будет довольно просто сделать; по крайней мере, в принципе, мы знаем, как это сделать. Проблема заключается в том, что если вы получаете 50 или 60% британской электроэнергии, поступающей от ветра, вам необходимо изменить интеграцию хранилища, чтобы оно того стоило. В настоящее время мы стимулируем производителей ветра производить энергию ветра, платя им, даже если у них отключены турбины, вместо того, чтобы стимулировать их генерировать больше энергии и хранить дополнительные электроны. Так что есть много аспектов, где политика и регулирование должны будут сотрудничать вместе с технологиями.
— Когда мы увидим влияние исследований института Фарадея на коммерческую сферу?
- Мы действительно нацелены на долгосрочное и быстрое воздействие, особенно для новых технологий, таких как твердотельные батареи. Я думаю, что другие вещи могут оказать незначительное влияние гораздо раньше. Например, более эффективные системы управления батареями могут оказать влияние, просто помогая вашей батарее продержаться на 10% дольше. Я также думаю, что мы будем иметь большое влияние с точки зрения людей.
Мы действительно хотим подготовить новое поколение ученых и инженеров — электрохимиков, инженеров-электриков, материаловедов, физиков, математиков и компьютерщиков. Нам нужны люди, которые хоть немного разбираются во всем этом, но также имеют профессиональный опыт в одной области.
Последнее интервью Стивена Хокинга: красивая вселенная
Столкновение было действительно большой историей по многим причинам, не в последнюю очередь потому, что в течение нескольких минут после обнаружения мировые телескопы увидели то, что было невероятным космическим событием.
Это означало, что астрономы не только обнаружили колебания в пространстве-времени от слияния, но и впервые увидели, что происходит, когда два невероятно массивных объекта объединяются в процессе, который может быть единственным способом создания золота и платины во Вселенной.
Профессор Хокинг определенно должен был это объяснить.
В последние годы он комментировал изменения климата, космические путешествия и искусственный интеллект. Его интервью всегда очаровывали аудиторию.
— Скажите нам, насколько важно обнаружение двух сталкивающихся нейтронных звезд?
— Это настоящая веха. Это первое в истории обнаружение источника гравитационных волн с электромагнитным аналогом. Это подтверждает, что короткие гамма-всплески происходят при слиянии нейтронных звезд. Это дает новый способ определения расстояний в космологии. И это учит нас поведению материи с невероятно высокой плотностью.
— Что мы узнаем от электромагнитных волн, исходящих от столкновения?
— Электромагнитное излучение дает нам точное местоположение на небе. Это также говорит нам о «красном смещении» события. Гравитационные волны говорят нам о расстоянии светимости. Объединение этих мер дает нам новый способ измерения расстояний в космологии. Это первая ступень в том, что станет новой космологической дистанционной лестницей. Вещество внутри нейтронной звезды намного плотнее, чем все, что мы можем произвести в лаборатории. Электромагнитный сигнал от сливающихся нейтронных звезд расскажет нам о поведении вещества при такой высокой плотности.
— Это даст нам понимание того, как образуются черные дыры?
— Тот факт, что черная дыра может образоваться в результате слияния двух нейтронных звезд, был известен из теории. Но это событие — первое испытание или наблюдение. Вероятно, в результате слияния образуется вращающаяся сверхмассивная нейтронная звезда, которая затем разрушается, образуя черную дыру.
Это очень отличается от других способов формирования черных дыр, таких как сверхновая или когда нейтронная звезда аккрецирует вещество от нормальной звезды. Благодаря тщательному анализу данных и теоретическому моделированию на суперкомпьютерах, можно получить много нового о динамике образования черных дыр и гамма-всплесков.
— Приведут ли измерения гравитационных волн к лучшему пониманию того, как работает пространство-время и гравитация, и таким образом преобразуют наше понимание Вселенной?
— Да, без тени сомнения. Независимая космологическая дистанционная лестница может обеспечить независимое подтверждение космологических наблюдений или может вызвать огромные сюрпризы. Наблюдения гравитационных волн позволяют нам проверить общую относительность в ситуациях, когда гравитационное поле является сильным и очень динамичным. Некоторые люди думают, что общая теория относительности нуждается в изменении, чтобы избежать введения темной энергии и темной материи. Гравитационные волны — это новый способ поиска сигнатур, возможных модификаций общей теории относительности. Новое окно наблюдения во Вселенной обычно приводит к неожиданностям, которые пока нельзя предвидеть. Мы все еще потираем глаза, а точнее уши, как только что проснулись от звука гравитационных волн.
— Является ли столкновение нейтронных звезд одним из очень немногих или, возможно, единственным способом получения золота во Вселенной. Может ли это объяснить, почему оно так редко на Земле?
— Да, столкновение нейтронных звезд является одним из способов получения золота. Это может также быть сформировано из захвата быстрых нейтронов в сверхновых. Золото встречается везде, а не только на Земле. Причина, по которой это происходит редко, заключается в том, что из-за пиковой энергии ядерной связи в железе затрудняется производство более тяжелых элементов в целом. Также сильное электромагнитное отталкивание должно быть преодолено ядерной силой, чтобы сформировать устойчивые тяжелые ядра, такие как золото.
Тунгусский метеорит — последствие беспроводной системы передачи информации и энергии Тесла
Появление гипотезы связи Тесла с метеоритом датируется концом XX — началом XXI века.
Тунгусский метеорит — гипотетическое тело, вероятно, кометного происхождения, которое, предположительно, послужило причиной воздушного взрыва, произошедшего в районе реки Подкаменной Тунгуски 17 июня 1908 года в 7 часов 14,5 ± 0,8 минут по местному времени.
Мощность взрыва оценивается в 40−50 мегатонн, что соответствует энергии самой мощной водородной бомбы.
Тесла считал, что мир состоит из волн, которые представляют собой вибрации.
В результате экспериментов, Тесла сделал вывод, что с помощью резонанса можно вызвать движение всей земной коры.
Ученый был убежден, что входя в резонанс с сильно разряженными верхними слоями атмосферы можно передавать электроэнергию без проводов на огромные расстояния. Им была построена телекоммуникационная башня, которая позволяла выполнять сразу две задачи — возбуждать верхние слои атмосферы и передавать энергию через землю.
В подтверждение этой гипотезы сообщается, что якобы в то время у Теслы видели карту Сибири, включающую район, в котором произошел взрыв, а время проведения экспериментов непосредственно предшествовало «Тунгусскому диву».
Весной того года Тесла писал: «…Даже сейчас мои беспроводные энергетические установки могут превратить любой район земного шара в область, непригодную для проживания…»
В 1996 году предсказатель Манфред Димде предположил, что тунгусский взрыв — это последствия запуска беспроволочной энергетической торпеды.
В ночь на 30 июня многие очевидцы наблюдали в Канаде и Северной Европе в небе облака необычного серебристого цвета, которые, казалось, пульсировали.
Это совпадает с рассказами очевидцев, наблюдавших ранее за опытами Теслы в его лаборатории в Колорадо-Спрингс. Кроме того, в те дни в десятках населенных пунктов Западной Европы и России наблюдалось интенсивное свечение неба, ночные светящиеся облака и необычайно красочные сумерки.
По спектральным наблюдениям, проведенным в Германии и Англии, свечение не относилось к полярному сиянию.
В 1914 году изобретатель предложил проект, по которому весь земной шар вместе с атмосферой должен был стать гигантской лампой. Это было главное его изобретение — «Всемирная беспроводная система передачи информации и энергии».
Передающая станция могла бы направлять электрическую энергию в любую точку Земли, с учетом отражения от ионосферы — верхних слоев атмосферы и от самой Земли.
Пользоваться ею могли бы все промышленные объекты. Также по заверению ученого, стало бы возможным транслировать на весь мир сигналы точного времени, музыку, рисунки, факсимильные тексты.
Так что Тесла вполне мог направить энергию с острова Лонг-Айленд в район Тунгуски.
Эта версия практически полностью раскрывает все загадки, связанные с падением Тунгусского метеорита
Свежие комментарии