Журнал «Компьютерра» № 18 от 15 мая 2007 года
Шрифт:
Этот результат стал астрономической сенсацией. Дело в том, что разброс максимальных значений абсолютной яркости уже известных сверхновых типа Ia не превышает сорока процентов от среднего значения, которое в 4 млрд. раз больше яркости Солнца. Именно по этой причине их уже давно используют в качестве стандартных «свечей», позволяющих определять расстояния до очень удаленных галактик. В частности, с их помощью в конце прошлого десятилетия астрономы доказали, что скорость расширения нашей Вселенной не падает, как ранее считалось, а, напротив, возрастает.
Эту особенность сверхновых Ia объясняют особым механизмом их рождения. Они вспыхивают в двойных звездных системах, состоящих из белого карлика и расположенной неподалеку более массивной звезды, обычно красного гиганта. Белый карлик притягивает плазму из атмосферы звезды-соседки и осаждает ее на свою поверхность (этот
Поскольку массы всех сверхновых типа Ia примерно одинаковы, максимальные значения их яркости мало отличаются друг от друга. Напротив, сверхновые типа II вспыхивают в результате гравитационного коллапса ядер массивных звезд, которые по габаритам могут отличаться друг от друга в несколько раз (средние значения не превышают двадцати солнечных масс). Так что сверхновым этого семейства положено взрываться с разной силой, что на деле и происходит. Однако SN 2006gy в эту группу явно не вписывается ни по спектральным характеристикам, ни по максимуму абсолютной яркости.
Астрономы сначала объяснили аномально высокую светимость SN 2006gy тем, что превратившийся в нее белый карлик взорвался не из-за аккреции вещества красного гиганта, а благодаря прямому столкновению с его ядром. Такие столкновения в принципе возможны, хотя и очень редки, так что не приходится удивляться, что до сих пор столь яркие сверхновые типа Ia еще не наблюдались. Однако теперь группа ученых во главе с астрономом из Калифорнийского университета Натаном Смитом (Nathan Smith) предложила другую гипотезу. Они проанализировали спектр излучения SN 2006gy на разных частотах и пришли к заключению, что ее полная мощность могла превысить норму в несколько десятков раз. По их мнению, белый карлик не может взорваться с такой силой ни при каких обстоятельствах. Кроме того, в спектре SN 2006gy не найдено того рентгеновского излучения, которое считается типичным спутником взрывов сверхновых типа Ia (точнее, столкновение карлика и соседней звезды должно было бы дать тысячекратно более мощный поток рентгеновских лучей по сравнению с тем, который зафиксировала обсерватория «Чандра»).
Астрономы из группы Смита полагают, что SN 2006gy следует отнести к новой разновидности сверхновых, которая до сих пор существовала лишь в теории. Расчеты показывают, что звезды-исполины с массами от 140 до 250 солнечных масс взрываются по совершенно особому сценарию. Так, видимо, погибла и SN 2006gy, чья масса в полтораста раз превышала солнечную.
Принято считать, что звезды массой в двадцать-тридцать солнечных быстро сжигают свое термоядерное топливо, коллапсируют и превращаются в черные дыры, тогда как коллапсирующие звезды меньшей массы дают начало нейтронным звездам. Однако теоретические расчеты показывают, что самые массивные звезды должны кончать свою жизнь иначе. Температура их ядер повышается настолько, что уже после сгорания углерода, но еще до завершения цикла реакций термоядерного синтеза там возникает высокоэнергетичное гамма-излучение, кванты которого при столкновениях превращаются в электронно-позитронные пары, а возможно, и в более тяжелые частицы и античастицы. Поскольку в итоге плотность гамма-излучения уменьшается, внешние слои звезды, которые ранее сдерживались его давлением, падают к ее центру. Этот процесс, так называемая имплозия, еще больше разогревает недра звезды и запускает цепочку быстропротекающих термоядерных реакций, которые приводят к синтезу ряда тяжелых элементов, в том числе и никеля-56 (расчеты показывают, что его масса может составить до 15% первоначальной массы звезды, то есть в данном случае – двадцать солнечных масс). В результате этих процессов давление в звездном ядре вновь подскакивает, и оно взрывается, не успев сколлапсировать в черную дыру. АЛ
Язык, которым мы пользуемся, определяет краски окружающего нас мира. К таким выводам пришли ученые из Массачусетского технологического института на основании серии экспериментов на скорость восприятия оттенков синего.
В убогом языке Шекспира, в отличие от великого и могучего русского, нет двух разных слов для голубого и синего цвета. И тот и другой в английском языке просто blue. И чтобы отличать оттенки при переводе англичане и американцы вынуждены использовать два слова – светло– и темно-синий.
Чтобы понять, как язык влияет на восприятие оттенков синего, ученые набрали в окрестностях Бостона полсотни добровольцев, у половины из которых родной язык был русским. Добровольцам предложили различить на картинках с двадцатью оттенками синего, какой из трех квадратов имеет отличную от двух других яркость. Русскоязычные справлялись с этой задачей в среднем на десять процентов быстрее. Но когда добровольцам предложили одновременно повторять в уме восьмизначное число, шансы у всех сравнялись. Это, по всей видимости, подтверждает лингвистическую природу более быстрого различения оттенков синего русскими (необходимость удерживать в памяти длинное число нивелирует преимущества в распознавании цвета).
По мнению авторов, результаты экспериментов свидетельствуют в пользу гипотезы, сформулированной еще в тридцатые годы прошлого века Бенджамином Уорфом (Sapir-Whorf Hypothesis), согласно которой структура языка определяет структуру мышления и способ познания внешнего мира. Причина успеха русскоязычных не в том, что говорящие на английском люди хуже различают цвета, а в том, что мыслящие на русском не могут избежать необходимости отличать синий от голубого.
Однако не все специалисты согласны с этими выводами. Возможно, в интерпретации экспериментов перепутаны причина и следствие. Для голубого и синего цвета есть два разных слова только в пяти процентах всех языков. И все эти языки принадлежат народам, живущим в высоких широтах. Только суровый северный климат делает живущих там людей экспертами в различении оттенков синего неба. А у многих народов, живущих ближе к экватору, нет даже разных слов для синего и зеленого цветов. По-видимому, это связано с тем, что их глаза «обожжены» ярким солнцем экватора. Так что, возможно, наоборот, физические условия жизни определяют набор слов нашего языка, а отнюдь не язык формирует наше восприятие мира. ГА
Новый многообещающий нанокомпозит с высокой диэлектрической проницаемостью (high-k) удалось изготовить в Технологическом институте Джорджии. Материал позволяет удвоить емкость конденсаторов и значительно улучшить параметры органических транзисторов и пластиковых электронных устройств.
Как известно, емкость конденсатора и ток через открытый полевой транзистор прямо пропорциональны диэлектрической проницаемости k используемых в них диэлектриков. Если у обычного для транзисторов компьютерных чипов диэлектрика – диоксида кремния k=3,9, то у таких материалов, как оксиды гафния и циркония, а также у титаната бария, диэлектрическая проницаемость больше почти в шесть с половиной раз. Это позволяет при прочих равных условиях изменить геометрию транзистора и значительно снизить токи утечки и рассеяние тепла (см. «КТ» #673). Однако вырастить изолирующие пленки из этих капризных материалов технологически очень не просто, и, кроме того, например, у титаната бария слишком мало напряжение электрического пробоя, тогда как у многих полимеров оно в несколько тысяч раз больше.
Чтобы решить эти проблемы, исследователи изготовили композит из поликарбоната – дешевого полимера, который давно используют для изготовления оптических дисков и конденсаторов, внедрив в него наночастицы титаната бария. В таком композите при равномерном распределении наночастиц диэлектрическая проницаемость может достигать 20, а напряжение пробоя снижается лишь незначительно. Беда в том, что при простом смешивании с пластиком наночастицы стремятся слипнуться в кластеры микронных размеров, что нарушает однородность изолирующей пленки и способствует пробою. Тем не менее ученым удалось подобрать поверхностно-активные добавки, которые мешают слипанию наночастиц и ограничивают рост их кластеров до нескольких десятков нанометров.