Эрнест Хемингуэй – Млечный Путь № 3 2020 (страница 52)
3. привлечь достаточно вещества, чтобы газовые облака могли схлопнуться и образовать звезды,
4. и чтобы коллапсирующая материя излучила достаточно энергии, чтобы ядерный синтез мог начаться в ядре звезды.
Первая часть - одно из ключевых доказательств космической инфляции; вторая часть - источник космического микроволнового фона, который мы видим; третья - это то, что происходит за все это время - от десятков до сотен миллионов лет; но зачем нужна четвертая часть?
Потому что обычно процесс охлаждения газа с образованием звезд заключается в излучении этой энергии через тяжелые элементы. Без какого-либо из них единственный способ остыть - это излучение газообразного водорода, что ужасно неэффективно. Поэтому самые первые звезды во Вселенной, которые астрономы называют звездами населения III, сильно отличались от звезд, которые формируются сегодня.
В наше время, когда образуются новые звезды, возникает несколько больших массивных голубых звезд, но средняя новая звезда мала: около 40% массы Солнца. Однако из-за отсутствия тяжелых элементов средняя звезда населения III должна была быть примерно в 10 раз массивнее Солнца, а это означает, что все они были недолговечны и погибли при взрывах сверхновых.
В каком-то смысле это хорошо, потому что сверхновые не только создают значительную долю тяжелых элементов, но также приводят к образованию нейтронных звезд, которые затем могут сливаться вместе, образуя самые тяжелые элементы из всех: такие элементы, как йод, золото, платину и вольфрам.
Но это также представляет собой проблему, потому что в ранних звездных скоплениях есть только немного вещества, в то время как сверхновые извергают вещество с невероятно высокой скоростью. Если вы сложите, сколько вещества нужно для образования первых звезд, и сравните это число с тем, как быстро сверхновые выбрасывают вещество, то столкнетесь с загадкой.
Выброшенный материал движется слишком быстро для имеющейся массы, а это означает, что тяжелые элементы должны быть выброшены в межгалактическую среду. Это плохо! Нам нужно сохранить этот материал, чтобы он мог участвовать в звездообразовании будущих поколений. Нам это нужно для помощи в образовании:
* последующего поколения звезд, чтобы мы могли получать звезды малой массы,
* каменистых планет, чтобы возник мир, такой, как Земля, а не только планеты с преобладанием газа,
* и жизни, потому что нам нужна химия, которую создают тяжелые элементы.
Одной обычной атомной материи во Вселенной для этого недостаточно. Все существующие газ, пыль и черные дыры просто не обладают достаточной гравитационной силой, чтобы удерживать этот материал. Во Вселенной, состоящей только из атомов, более массивные структуры, которые мы видим - структуры, подобные той, в которой мы живем, галактике Млечный Путь - были бы невозможны. Для их образования нужен дополнительный ингредиент: темное вещество.
Такие события, как вспышки сверхновых и слияния нейтронных звезд, могут привести к изгнанию нормальной материи с огромными скоростями, как показано здесь (красным) для галактики Мессье 82, где происходит вспышка звездообразования. Во Вселенной без темного вещества этот материал просто выбрасывается в межгалактическую среду, но во Вселенной с темным веществом материал остается в галактике, где может участвовать в формировании будущих поколений звезд.
Благодаря темному веществу ранние звездные скопления и протогалактики могут обладать достаточной гравитацией, чтобы удерживать материал, выброшенный из сверхновых звезд и во время других катаклизмов, втягивая в себя все больше и больше материи. Со временем накапливается достаточно тяжелых элементов, и могут начать формироваться более развитые звезды со значительной долей тяжелых элементов. Эти звезды имеют меньшую массу и не только помогают производить многие элементы периодической таблицы, но и создают белые карлики, которые сливаются и взрываются, что приводит к образованию таких элементов, как углерод, азот и кальций: жизненно важных для нашего тела.
В конце концов, по прошествии миллиардов лет отдельные галактики, такие как Млечный Путь, оказываются достаточно богаты этими тяжелыми элементами, чтобы при рождении новых звезд они могли образовывать вокруг себя скалистые планеты, похожие на Землю.
Считается, что примерно через 9,2 миллиардов лет после Большого взрыва в областях звездообразования в нашем Млечном Пути образовалось множество звезд, одна из которых выросла в наше Солнце. Его протопланетарный диск в итоге сформировал четыре внутренние каменистые планеты, а также систему внешних газовых планет-гигантов. Третья планета от Солнца, Земля, в конечном итоге сформировала жизнь и привела к появлению людей.
Все это не было предопределенным выводом. Если бы мы перемотали часы к первоначальному формированию Солнечной системы и снова повернули бы время вперед, то чрезвычайно маловероятно, что люди возникли бы еще раз. Но если бы мы вернули часы назад к ранним стадиям Большого взрыва, то во Вселенной, наполненной звездами, галактиками, каменистыми планетами и звездами, подобными Солнцу, жизнь была бы почти неизбежна.
Причина проста: законы и исходные составляющие Вселенной всегда одни и те же. Вселенная с нормальным содержанием вещества, будет производить легкие элементы; Вселенная с малой плотностью породит первое поколение звезд; Вселенная с темной материей будет образовывать звезды с тяжелыми элементами; Вселенная со вторым поколением звезд сформирует скалистые планеты и звезды, подобные Солнцу; а Вселенная с каменистыми планетами, похожими на Землю, позволит жизни существовать, выживать и процветать миллиарды лет. Все остальное могло быть случайностью, но именно перечисленное сделало наше существование возможным. Мы должны не упустить такой шанс.
Джеймс Томас
Смерть от PowerPoint: слайд, убивший семь человек
Опубликовано в Live Science
"Мы все присутствовали на этих презентациях, - пишет Джеймс Томас. - Оратор с большим числом слайдов, полных текста, монотонно зачитывает их, пока мы читаем. Мы настолько к этому привыкли, что принимаем все написанное. Мы даже считаем это "обучением". Как педагога, меня восхищают возможности программы PowerPoint. Я вижу, как мы можем улучшить наши представления и преподавание. Но дело в том, что я знаю, что PowerPoint может убивать. Чаще всего единственными жертвами являются вдохновение и интерес аудитории. Однако вот история слайдов PowerPoint, которые на самом деле помогли убить семь человек в 2003 году".
* * *
16 января 2003 г. Продолжается миссия НАСА STS-107. Запуск космического корабля "Колумбия" с экипажем из семи человек на низкую орбиту. Цель полета состояла в том, чтобы изучить влияние микрогравитации на человеческое тело, а также на муравьев и пауков, которые были на борту. "Колумбия" была первым космическим шаттлом, впервые запущенным в 1981 году, и до этого она совершила 27 полетов. В то время, как другие экипажи шаттлов сосредотачивались на работе с космическим телескопом "Хаббл" или Международной космической станцией, эта миссия занималась чисто научными исследованиями.
Запуск прошел в обычном режиме. Экипаж приступил к своей миссии. Они должны были пробыть на орбите 16 дней, проведя 80 экспериментов. Однако уже вскоре после начала полета стало ясно, что что-то пошло не так.
В соответствии с протоколом сотрудники НАСА просмотрели кадры с внешней камеры, установленной на топливном баке. Спустя восемьдесят две секунды после запуска кусок пенопластовой изоляции (SOFI) упал с одной из аппарелей, которые прикрепляли шаттл к его внешнему топливному баку. Когда скорость полета достигла 28 968 километров в час, кусок пены столкнулся с одной из плиток на внешнем крае левого крыла шаттла.
С Земли было невозможно сказать, какой ущерб нанесла бы при столкновении с крылом эта пена, падающая в девять раз быстрее, чем пуля.
Пена, отрывающаяся от аппарели во время запуска, не была новостью. Это происходило и во время четырех предыдущих миссий и было одной из причин, по которой вообще установили камеру. Но плитка, о которую ударила пена, находилась на краю крыла, предназначенного для защиты шаттла от тепла атмосферы Земли во время запуска и входа в атмосферу. В космосе шаттл был безопасен, но в НАСА не знали, как крыло отреагирует на возвращение в атмосферу. Было несколько вариантов. Астронавты могли выйти в открытый космос и визуально осмотреть корпус. НАСА могло запустить еще один шаттл, чтобы подобрать экипаж "Колумбии". И был вариант: астронавты могут рискнуть вернуться.
Представители НАСА встретились с инженерами корпорации "Боинг", которые ознакомили их с тремя отчетами; всего 28 слайдов. Пока существовали только данные, показывавшие, что плитки на крыле шаттла могли выдерживать удары пеной. Это было основано на результатах испытаний с использованием кусков пены, более чем в 600 раз меньших, чем та, которая поразила "Колумбию". Вот слайд, который инженеры выбрали для иллюстрации этого момента:
Менеджеры НАСА слушали инженеров и смотрели их PowerPoint. Инженеры понимали, что сообщают о потенциальных рисках. В НАСА полагали, что инженеры не знали, что произойдет, но все данные указывали на то, что повреждений крыла недостаточно, чтобы подвергнуть опасности жизнь экипажа. Они отвергли другие варианты и продвинули идею возвращения "Колумбии" в атмосферу Земли в обычном режиме. "Колумбия" должна была приземлиться в 09:16 (EST) 1 февраля 2003 года. Незадолго до 9:00, на высоте 61 170 метров над Далласом на скорости, в 18 раз превышающей скорость звука, показания температуры на левом крыле шаттла оказались аномально высокими, а затем связь была потеряна. Давление в шинах с левой стороны вскоре исчезло, как и связь с экипажем. В 09:12, когда "Колумбия" должна была приближаться к взлетно-посадочной полосе, наземная служба управления услышала отчеты жителей близ Далласа, которые видели, как шаттл распался. "Колумбия" погибла, а вместе с ней и ее экипаж из семи человек. Самому старшему члену экипажа было 48 лет.