Микроскопические черные дыры


» Микроскопических черных дыр на LHC не видно
16-12-2010, 13:31 | Наука и техника / Новости науки и техники | разместил: VP | комментариев: (0) | просмотров: (1 252)

Главная задача Большого адронного коллайдера — выяснить устройство нашего мира на расстояниях меньше 10–19 м, «прощупав» его частицами с энергией несколько ТэВ.


nbsp;настоящему времени уже накопилось много косвенных свидетельств того, что на этом масштабе физикам должен открыться некий «новый пласт реальности», изучение которого даст ответы на многие вопросы фундаментальной физики. Каким именно окажется этот пласт реальности — заранее не известно. Теоретики, конечно, предложили уже сотни разнообразных явлений, которые могли бы наблюдаться на энергиях столкновений в несколько ТэВ, но именно эксперимент покажет, что на самом деле реализуется в природе.

 

Поиск хиггсовского бозона, который сейчас у всех на слуху, — это лишь один из способов узнать что-то об этом «новом пласте реальности». Другой способ — прямое открытие частиц или взаимодействий, которые отсутствуют в Стандартной модели элементарных частиц. Именно поэтому экспериментаторы занимаются поиском самых разнообразных, подчас даже экзотических явлений или частиц в накопленной статистике протонных столкновений. Надежное открытие чего-то необычного будет иметь революционные последствия, а не-открытие позволит наложить новые ограничения на фантазии теоретиков.

 

Одна из самых захватывающих идей, предложенных теоретиками в последние десятилетия, заключается в том, что гравитация может в определенных ситуациях стать очень сильной на расстояниях меньше 10–19 м.
я этого нужно, чтоб наш мир, кажущийся нам трехмерным, являлся на самом деле многомерным, а дополнительные измерения были свернуты в «петельки» размером не больше сотни микрон (но существенно больше размера протона). Эти дополнительные измерения недоступны для обычных частиц, но в них проникает гравитация, просто потому, что гравитация есть искривление пространства. Это предположение элегантно решает загадку, почему гравитация намного слабее всех остальных взаимодействий в нашем мире (подробности см. в популярной статье Трехмерен ли наш мир?).

 

Одно из самых ярких следствий гипотезы сильной гравитации состоит в том, что в столкновении высокоэнергетических частиц будут наряду с обычными частицами рождаться и тут же распадаться микроскопические черные дыры. Благодаря усилиям СМИ с этой возможностью у широкой публики связаны стойкие, но необоснованные страхи о «конце света» (см. пояснения на нашей страничке Подробности про микроскопические черные дыры). Для физиков же это одна из интересных экзотических возможностей, которые полезно проверить на LHC. Во избежание недоразумения лишний раз подчеркнем, что никаких специальных «экспериментов по созданию черных дыр» не ставилось (и не могло ставиться). Поиск микроскопических черных дыр заключается лишь в очередном перебирании накопленных данных и поиске именно тех комбинаций частиц, которые характерны для рождения и распада черных дыр.


После этого длинного вступления можно перейти непосредственно к новости.

 

15 декабря коллаборация CMS опубликовала статью, в которой сообщается о результатах первого целенаправленного поиска проявлений микроскопических черных дыр в протон-протонных столкновениях с полной энергией 7 ТэВ. Полный текст статьи находится в открытом доступе на сайте ЦЕРНа. Поиск велся в статистике, соответствующей интегральной светимости 35 pb–1 — это почти все данные, накопленные детектором в 2010 году. Критерием для выделения кандидатов в черные дыры являлось рождение нескольких адронных струй с аномально большим поперечным импульсом (точнее говоря, для анализа использовалась так называемая «поперечная энергия» — энергия, которую имела бы частица, если бы ее продольный импульс был равен нулю). Дело в том, что в обычных протонных столкновениях рожденные частицы не слишком сильно отклоняются от оси пучков (то есть имеют небольшую поперечную энергию). Однако если процесс идет через образование и распад промежуточной сверхтяжелой частицы (например, черной дыры), то рожденные частицы разлетаются во все стороны примерно одинаково. Поэтому на графике распределения всех событий по поперечной энергии такая промежуточная частица будет видна как широкий бугорок. Отсутствие каких-либо промежуточных частиц будет выглядеть как плавно спадающий фон.


 

Стоит подчеркнуть характерное отличие черных дыр от любых других гипотетических массивных частиц, которые могли бы рождаться и распадаться в таких столкновениях. Обычные частицы, какой бы природы они ни были, так или иначе имеют свои «предпочтения», на что распадаться. Скажем, хиггсовский бозон предпочитает распадаться на тяжелые частицы и практически не распадается на легкие. Гипотетические возбужденные кварки будут распадаться на кварки, но не на электроны или мюоны. Черные же дыры отличаются от всех них своей «демократичностью» — они испаряются, испуская частицы всех возможных типов безотносительно к тому, что это за частицы и как они взаимодействуют. В распадах микроскопических черных дыр преобладают кварки и глюоны (просто потому, что их больше, у них есть дополнительная характеристика «цвет»), но также появляются и фотоны, и электроны, и мюоны, и нейтрино. Поэтому при поиске микроскопических черных дыр следует обращать внимание на любые частицы с большим поперечным импульсом.

 

 

Распределение событий по полной поперечной энергии. Изображение из обсуждаемой статьи

 

На рисунке показан один из графиков, приведенных в статье. Здесь показано распределение по полной поперечной энергии, то есть по горизонтальной оси отложена поперечная энергия, а по вертикали — сколько событий попало в тот или иной диапазон. Конкретно на этом графике использованы не все события, а только те, в которых рождалось как минимум три «объекта» с большой поперечной энергией («объектом» считается адронная струя или высокоэнергетический фотон или лептон); в статье приводятся аналогичные графики и для другого количества объектов. Синим цветом показаны теоретические ожидания в том случае, если никаких черных дыр не рождается. Штрихованными линиями даны ожидания в случае, когда на LHC рождаются и распадаются черные дыры с массой 3 ТэВ (три случая отвечают разным реализациям этой идеи, различающихся количеством дополнительных пространственных измерений n).

 

Видно, что реальные данные согласуются с гипотезой об отсутствии черных дыр и расходятся с гипотезой о существовании черных дыр с указанной массой. На основании этих данных физики смогли наложить ограничения на массы микроскопических черных дыр — даже если они и существуют в природе, они должны быть тяжелее 3,5–4,5 ТэВ в зависимости от конкретной реализации. В будущем, с увеличением статистики и с повышением энергий столкновений, эти ограничения улучшатся еще в несколько раз.




Источник: elementy.ru.

Источник: oko-planet.su

.

1. Гибрид человека и обезьяны

Несколько десятилетий ходили слухи о том, что в СССР проводились эксперименты по созданию гибрида человека и обезьяны путем скрещивания человека с шимпанзе. После распада Советского Союза, когда архивы были рассекречены, эти слухи подтвердились.

Доктор Илья Иванов был всемирно известным специалистом в области ветеринарной биологии размножения, но он хотел сделать в своей жизни нечто большее, чем разведение жирных коров. Поэтому в 1927 г. он отправился в Африку, с целью осуществить скрещивание человека и обезьяны.

К счастью, его труды не увенчались успехом, и в основном благодаря местным сотрудникам исследовательского центра Западной Гвинеи, в котором он работал, и от которых ему приходилось постоянно скрывать истинную цель экспериментов. Согласно записям в его дневнике, если бы они узнали, чем он занимался на самом деле, «это могло бы привести к очень неприятным последствиям». Из-за необходимости секретности практически ничего невозможно было делать, но, несмотря на это, он описал две попытки искусственного осеменения самки шимпанзе человеческой спермой.


Разочаровавшись, Иванов вернулся в Советский Союз. С собой он привез орангутанга по имени Тарзан, так как надеялся продолжить свою работу в более приемлемой обстановке. Он также объявил о том, что для эксперимента требовались женщины-добровольцы, желающие выносить ребенка Тарзана, и на удивление такие добровольцы нашлись. Однако позднее Тарзан умер, а Иванова на пару лет отправили в лагеря. На этом его исследование закончилось. Ходили слухи, что другие советские ученые продолжили работу Иванова, но никаких определенных доказательств так и не было получено.

.

2. Воздействие электрическим током на человеческие трупы

В 1780 г. итальянский профессор анатомии Луиджи Гальвани обнаружил, что электрические разряды заставляют подергиваться конечности мертвой лягушки. Вскоре его эксперимент повторяли ученые по всей Европе, но лягушки им быстро наскучили, и они обратили внимание на более интересных животных. Что случится, думали они, если пропустить ток через труп человека?

Племянник Гальвани Джованни Альдини отправился в поездку по Европе, во время которой он предлагал публике тошнотворное зрелище. Его самая выдающаяся демонстрация произошла 17 января 1803 г., когда он подсоединял полюса 120-вольного аккумулятора к телу казненного убийцы Джорджа Форстера (George Forster).

Когда Альдини помещал провода на рот и ухо, мышцы челюсти начинали подергиваться, и лицо убийцы корчилось в гримасе боли. Левый глаз открывался, как будто хотел посмотреть на своего мучителя. Показ торжественно завершался тем, что Альдини подсоединял один провод к уху, а другой засовывал ему в прямую кишку. Труп пускался в омерзительный пляс. Газета «London Times» писала: «Несведущей части публики могло показаться, что несчастный вот-вот оживет».


Другие исследователи пытались применять электрический ток в надежде воскресить мертвых, но безуспешно. Считается, что именно эти эксперименты начала 19 века вдохновили Мэри Шелли (Mary Shelley) на написание романа о Франкенштейне в 1816 г.

.

3. Двухголовая собака Демихова

В 1954 г. Владимир Демихов потряс мир, продемонстрировав монстра, созданного хирургическим путем: двухголовую собаку. Он создал это существо в лаборатории на окраине Москвы, пересадив голову, плечи и передние лапы щенка на шею взрослой немецкой овчарки.

Демихов продемонстрировал собаку перед журналистами со всего мира. Обе головы одновременно лакали молоко из мисок, а затем существо сжалось от страха, когда молоко начало вытекать из головы щенка через обрезанную пищеводную трубку. Советский Союз с гордостью хвастался, что собака служила доказательством превосходства советской медицины.

Всего за пятнадцать лет Демихов создал двадцать двухголовых собак. Ни одна из них не прожила долго, так как они неизбежно погибали из-за отторжения тканей. Один месяц был рекордным сроком.


Демихов объяснял, что эти собаки являлись частью непрекращающихся экспериментов в области хирургии, главной целью которых было научиться трансплантировать человеческое сердце и легкие. В 1967 г. этой цели достиг другой хирург доктор Кристиан Баарнард (Christian Baarnard), однако, многие признают, что Демихов «вымостил» дорогу для достижения этой цели.

.

4. Попытка стимулировать гетеросексуальное поведение в мужчине-гомосексуалисте

В 1954 г. сотрудники университета Макгилла Джеймс Олдс (James Olds) и Питер Милнер (Peter Milner) обнаружили, что септальная зона мозга отвечает за хорошее самочувствие. Электрическая стимуляция этой зоны вызывает ощущение сильного удовольствия и сексуального возбуждения. Они продемонстрировали свое открытие, подсоединив провод к мозгу крысы, и когда крыса поняла, что может стимулировать сама себя, нажимая на рычаг, она маниакально колотила по этому рычагу со скоростью до двух тысяч нажатий в минуту.

В 1970 г. Роберт Хис (Robert Heath) из университета Тулейна придумал новое применение открытию Олдса и Милнера. Он решил проверить, сможет ли многократная стимуляция септальной зоны превратить гомосексуального мужчину в гетеросексуального.

Хис называл своего подопытного «пациент В-19». Он вставил изолированные электроды в септальную зону мозга пациента, а затем, в ходе экспериментальных сессий, проводил тщательно контролируемую стимуляцию этой зоны.
коре молодой человек сообщил о возрастающей сексуальной мотивации. Затем Хис собрал устройство, которое позволяло В-19 стимулировать себя самому. Пациент быстро пристрастился к «кнопке удовольствия». Во время одной трехчасовой сессии он нажал ее 1 500 раз до тех пор, пока, как сообщил Хис, «эйфория полностью его не охватила, и его пришлось отсоединить».

На этой стадии эксперимента либидо пациента уже было настолько взвинчено, что Хис решил перейти к финальному этапу, во время которого пациенту представили партнершу, желающую заняться с ним сексом. Хис добился от атторнея штата разрешения на то, чтобы в эксперименте приняла участие 21-летняя проститутка, он поместил ее в одной комнате с В-19. В течение часа В-19 ничего не делал, тогда проститутка взяла инициативу в свои руки, и между ними состоялся половой акт. Хис посчитал это положительным результатом.

О дальнейшей судьбе этого пациента мало что известно. Хис сообщил, что молодой человек постепенно вернулся к занятиям гомосексуальной проституцией, но у него также был роман с замужней женщиной. Хис оптимистически решил, что это указывает на то, что, по крайней мере, частично эксперимент удался. Однако, он больше никогда не пытался лечить гомосексуалистов.

.

5. Отделенная собачья голова

Что может быть ужаснее, чем создание двухголовой собаки? Как насчет того, чтобы отделить голову от тела собаки, и поддерживать ее живой?

Eще со времен кровавой бойни Французской Революции, когда гильотина отправляла тысячи голов в корзины, ученые задавали себе вопрос, можно ли сделать так, чтобы голова жила отдельно от тела, и только в 1920 г. этот эксперимент был осуществлен.

Советский физиолог Сергей Брюхоненко создал примитивный аппарат искусственного кровообращения под названием «автожектор», и при помощи этого аппарата ему удалось поддерживать собачью голову, отделенную от тела, живой. В 1928 г. он продемонстрировал одну из таких голов ученым всего мира на Третьем Съезде Физиологов СССР. Чтобы доказать, что голова, лежащая на столе, была живой, он показал как она реагирует на раздражители. Брюхоненко ударил по столу молотком, и голова вздрогнула. Он посветил ей в глаза, и глаза моргнули. Он даже скормил голове кусочек сыра, который сразу же выскочил из пищеводной трубки на другом конце.

Собачья голова Брюхоненко вызвала много разговоров во всей Европе, а драматург Джордж Бернард Шоу даже сказал: «Меня привлекает идея о том, чтобы мою собственную голову отрезали, и я бы мог продолжать диктовать пьесы и книги, не беспокоясь о болезнях, без необходимости одеваться и раздеваться, питаться, и делать что-либо еще, кроме создания шедевров драматургии и литературы».

.

6. Слоны под кислотой

Что будет, если дать слону ЛСД? В пятницу 3 августа 1962 г. группа исследователей из Оклахома-Сити решила это узнать. Директор городского зоопарка Уоррен Томас (Warren Thomas) разрядил шприц, содержащий 297 млг ЛСД в зад слона Таско. Вместе с Томасом в эксперименте принимали участие его научные коллеги из медицинской школы при университете Оклахомы Луис Джолион Уэст (Louis Jolyon West) и Честер М. Пирс (Chester M. Pierce).

Двести девяносто семь миллиграмм это очень большая доза, приблизительно в 3000 раз больше, чем обычная человеческая . Она до сих пор остается самой большой дозой ЛСД, которая когда-либо давалась живому существу. Исследователи посчитали, что если и давать ЛСД слону, то главное чтобы доза не была слишком маленькой.

Томас, Уэст и Пирс позже объясняли, что целью эксперимента было узнать вызовет ли ЛСД у слона состояние муста (musth на языке урду «опьянение», временное помешательство, которое иногда испытывают слоны-самцы, во время которого они становятся очень агрессивными, а из их височных желез выделяется липкая жидкость). Но вполне можно предположить, что извращенное любопытство тоже имело место.

Чтобы ни было причиной эксперимента, но почти сразу же все пошло не так. Таско отреагировал на укол так, как будто его ужалила пчела. Он поревел несколько минут в своем загоне, а потом завалился набок. Придя в ужас, экспериментаторы попытались привести его в чувство, но через час он умер. Трое ученых робко заключили, что «видимо, слоны обладают высокой восприимчивостью к действию ЛСД».

В течение последующих лет не прекращался спор относительно того, что вызвало смерть Таско ЛСД или препараты, при помощи которых его пытались привести в чувство. Поэтому, спустя 20 лет, сотрудник Калифорнийского Университета в Лос-Анжелесе Рональд Сигель (Ronald Siegel) решил уладить этот спор, дав двум слонам дозу ЛСД, подобную той, что получил Таско. Ему даже пришлось подписать соглашение о том, что он заменит слонов в случае их смерти…

Вместо укола Сигель подмешал вещество в воду, и когда слоны ее выпили, они не только выжили, но и не выказывали абсолютно никаких признаков расстройства. Слоны вели себя вяло, раскачивались взад-вперед и издавали странные звуки похожие на щебетание и визг. Через несколько часов они вернулись в нормальное состояние. Несмотря на это, Сигель заметил, что доза, которую получил Таско, могла превысить некий порог токсичности, поэтому он не исключает возможность того, что смерть была вызвана ЛСД. Споры продолжаются.

(продолжение следует)

Источник: pikabu.ru

.

1. Гибрид человека и обезьяны

Несколько десятилетий ходили слухи о том, что в СССР проводились эксперименты по созданию гибрида человека и обезьяны путем скрещивания человека с шимпанзе. После распада Советского Союза, когда архивы были рассекречены, эти слухи подтвердились.

Доктор Илья Иванов был всемирно известным специалистом в области ветеринарной биологии размножения, но он хотел сделать в своей жизни нечто большее, чем разведение жирных коров. Поэтому в 1927 г. он отправился в Африку, с целью осуществить скрещивание человека и обезьяны.

К счастью, его труды не увенчались успехом, и в основном благодаря местным сотрудникам исследовательского центра Западной Гвинеи, в котором он работал, и от которых ему приходилось постоянно скрывать истинную цель экспериментов. Согласно записям в его дневнике, если бы они узнали, чем он занимался на самом деле, «это могло бы привести к очень неприятным последствиям». Из-за необходимости секретности практически ничего невозможно было делать, но, несмотря на это, он описал две попытки искусственного осеменения самки шимпанзе человеческой спермой.

Разочаровавшись, Иванов вернулся в Советский Союз. С собой он привез орангутанга по имени Тарзан, так как надеялся продолжить свою работу в более приемлемой обстановке. Он также объявил о том, что для эксперимента требовались женщины-добровольцы, желающие выносить ребенка Тарзана, и на удивление такие добровольцы нашлись. Однако позднее Тарзан умер, а Иванова на пару лет отправили в лагеря. На этом его исследование закончилось. Ходили слухи, что другие советские ученые продолжили работу Иванова, но никаких определенных доказательств так и не было получено.

.

2. Воздействие электрическим током на человеческие трупы

В 1780 г. итальянский профессор анатомии Луиджи Гальвани обнаружил, что электрические разряды заставляют подергиваться конечности мертвой лягушки. Вскоре его эксперимент повторяли ученые по всей Европе, но лягушки им быстро наскучили, и они обратили внимание на более интересных животных. Что случится, думали они, если пропустить ток через труп человека?

Племянник Гальвани Джованни Альдини отправился в поездку по Европе, во время которой он предлагал публике тошнотворное зрелище. Его самая выдающаяся демонстрация произошла 17 января 1803 г., когда он подсоединял полюса 120-вольного аккумулятора к телу казненного убийцы Джорджа Форстера (George Forster).

Когда Альдини помещал провода на рот и ухо, мышцы челюсти начинали подергиваться, и лицо убийцы корчилось в гримасе боли. Левый глаз открывался, как будто хотел посмотреть на своего мучителя. Показ торжественно завершался тем, что Альдини подсоединял один провод к уху, а другой засовывал ему в прямую кишку. Труп пускался в омерзительный пляс. Газета «London Times» писала: «Несведущей части публики могло показаться, что несчастный вот-вот оживет».

Другие исследователи пытались применять электрический ток в надежде воскресить мертвых, но безуспешно. Считается, что именно эти эксперименты начала 19 века вдохновили Мэри Шелли (Mary Shelley) на написание романа о Франкенштейне в 1816 г.

.

3. Двухголовая собака Демихова

В 1954 г. Владимир Демихов потряс мир, продемонстрировав монстра, созданного хирургическим путем: двухголовую собаку. Он создал это существо в лаборатории на окраине Москвы, пересадив голову, плечи и передние лапы щенка на шею взрослой немецкой овчарки.

Демихов продемонстрировал собаку перед журналистами со всего мира. Обе головы одновременно лакали молоко из мисок, а затем существо сжалось от страха, когда молоко начало вытекать из головы щенка через обрезанную пищеводную трубку. Советский Союз с гордостью хвастался, что собака служила доказательством превосходства советской медицины.

Всего за пятнадцать лет Демихов создал двадцать двухголовых собак. Ни одна из них не прожила долго, так как они неизбежно погибали из-за отторжения тканей. Один месяц был рекордным сроком.

Демихов объяснял, что эти собаки являлись частью непрекращающихся экспериментов в области хирургии, главной целью которых было научиться трансплантировать человеческое сердце и легкие. В 1967 г. этой цели достиг другой хирург доктор Кристиан Баарнард (Christian Baarnard), однако, многие признают, что Демихов «вымостил» дорогу для достижения этой цели.

.

4. Попытка стимулировать гетеросексуальное поведение в мужчине-гомосексуалисте

В 1954 г. сотрудники университета Макгилла Джеймс Олдс (James Olds) и Питер Милнер (Peter Milner) обнаружили, что септальная зона мозга отвечает за хорошее самочувствие. Электрическая стимуляция этой зоны вызывает ощущение сильного удовольствия и сексуального возбуждения. Они продемонстрировали свое открытие, подсоединив провод к мозгу крысы, и когда крыса поняла, что может стимулировать сама себя, нажимая на рычаг, она маниакально колотила по этому рычагу со скоростью до двух тысяч нажатий в минуту.

В 1970 г. Роберт Хис (Robert Heath) из университета Тулейна придумал новое применение открытию Олдса и Милнера. Он решил проверить, сможет ли многократная стимуляция септальной зоны превратить гомосексуального мужчину в гетеросексуального.

Хис называл своего подопытного «пациент В-19». Он вставил изолированные электроды в септальную зону мозга пациента, а затем, в ходе экспериментальных сессий, проводил тщательно контролируемую стимуляцию этой зоны. Вскоре молодой человек сообщил о возрастающей сексуальной мотивации. Затем Хис собрал устройство, которое позволяло В-19 стимулировать себя самому. Пациент быстро пристрастился к «кнопке удовольствия». Во время одной трехчасовой сессии он нажал ее 1 500 раз до тех пор, пока, как сообщил Хис, «эйфория полностью его не охватила, и его пришлось отсоединить».

На этой стадии эксперимента либидо пациента уже было настолько взвинчено, что Хис решил перейти к финальному этапу, во время которого пациенту представили партнершу, желающую заняться с ним сексом. Хис добился от атторнея штата разрешения на то, чтобы в эксперименте приняла участие 21-летняя проститутка, он поместил ее в одной комнате с В-19. В течение часа В-19 ничего не делал, тогда проститутка взяла инициативу в свои руки, и между ними состоялся половой акт. Хис посчитал это положительным результатом.

О дальнейшей судьбе этого пациента мало что известно. Хис сообщил, что молодой человек постепенно вернулся к занятиям гомосексуальной проституцией, но у него также был роман с замужней женщиной. Хис оптимистически решил, что это указывает на то, что, по крайней мере, частично эксперимент удался. Однако, он больше никогда не пытался лечить гомосексуалистов.

.

5. Отделенная собачья голова

Что может быть ужаснее, чем создание двухголовой собаки? Как насчет того, чтобы отделить голову от тела собаки, и поддерживать ее живой?

Eще со времен кровавой бойни Французской Революции, когда гильотина отправляла тысячи голов в корзины, ученые задавали себе вопрос, можно ли сделать так, чтобы голова жила отдельно от тела, и только в 1920 г. этот эксперимент был осуществлен.

Советский физиолог Сергей Брюхоненко создал примитивный аппарат искусственного кровообращения под названием «автожектор», и при помощи этого аппарата ему удалось поддерживать собачью голову, отделенную от тела, живой. В 1928 г. он продемонстрировал одну из таких голов ученым всего мира на Третьем Съезде Физиологов СССР. Чтобы доказать, что голова, лежащая на столе, была живой, он показал как она реагирует на раздражители. Брюхоненко ударил по столу молотком, и голова вздрогнула. Он посветил ей в глаза, и глаза моргнули. Он даже скормил голове кусочек сыра, который сразу же выскочил из пищеводной трубки на другом конце.

Собачья голова Брюхоненко вызвала много разговоров во всей Европе, а драматург Джордж Бернард Шоу даже сказал: «Меня привлекает идея о том, чтобы мою собственную голову отрезали, и я бы мог продолжать диктовать пьесы и книги, не беспокоясь о болезнях, без необходимости одеваться и раздеваться, питаться, и делать что-либо еще, кроме создания шедевров драматургии и литературы».

.

6. Слоны под кислотой

Что будет, если дать слону ЛСД? В пятницу 3 августа 1962 г. группа исследователей из Оклахома-Сити решила это узнать. Директор городского зоопарка Уоррен Томас (Warren Thomas) разрядил шприц, содержащий 297 млг ЛСД в зад слона Таско. Вместе с Томасом в эксперименте принимали участие его научные коллеги из медицинской школы при университете Оклахомы Луис Джолион Уэст (Louis Jolyon West) и Честер М. Пирс (Chester M. Pierce).

Двести девяносто семь миллиграмм это очень большая доза, приблизительно в 3000 раз больше, чем обычная человеческая . Она до сих пор остается самой большой дозой ЛСД, которая когда-либо давалась живому существу. Исследователи посчитали, что если и давать ЛСД слону, то главное чтобы доза не была слишком маленькой.

Томас, Уэст и Пирс позже объясняли, что целью эксперимента было узнать вызовет ли ЛСД у слона состояние муста (musth на языке урду «опьянение», временное помешательство, которое иногда испытывают слоны-самцы, во время которого они становятся очень агрессивными, а из их височных желез выделяется липкая жидкость). Но вполне можно предположить, что извращенное любопытство тоже имело место.

Чтобы ни было причиной эксперимента, но почти сразу же все пошло не так. Таско отреагировал на укол так, как будто его ужалила пчела. Он поревел несколько минут в своем загоне, а потом завалился набок. Придя в ужас, экспериментаторы попытались привести его в чувство, но через час он умер. Трое ученых робко заключили, что «видимо, слоны обладают высокой восприимчивостью к действию ЛСД».

В течение последующих лет не прекращался спор относительно того, что вызвало смерть Таско ЛСД или препараты, при помощи которых его пытались привести в чувство. Поэтому, спустя 20 лет, сотрудник Калифорнийского Университета в Лос-Анжелесе Рональд Сигель (Ronald Siegel) решил уладить этот спор, дав двум слонам дозу ЛСД, подобную той, что получил Таско. Ему даже пришлось подписать соглашение о том, что он заменит слонов в случае их смерти…

Вместо укола Сигель подмешал вещество в воду, и когда слоны ее выпили, они не только выжили, но и не выказывали абсолютно никаких признаков расстройства. Слоны вели себя вяло, раскачивались взад-вперед и издавали странные звуки похожие на щебетание и визг. Через несколько часов они вернулись в нормальное состояние. Несмотря на это, Сигель заметил, что доза, которую получил Таско, могла превысить некий порог токсичности, поэтому он не исключает возможность того, что смерть была вызвана ЛСД. Споры продолжаются.

(продолжение следует)

Источник: pikabu.ru

Что такое черная дыра?

Для начала необходимо обозначить – черные дыры изучены очень слабо и по большей части на теоретическом уровне. До 2019 человечество обладало исключительно теоретическими знаниями. Однако 10 апреля того же года, ученым удалось получить первую фотографию сверхмассивной черной дыры в рентгеновском спектре излучения в центре галактики Messier 87 (М87). 

Источник: wikimedia.org

Если очень коротко, то черная дыра – это наиболее тяжелый и одновременно самый маленький из всех возможных объектов во вселенной.

Черная дыра – это объект в космическом пространстве, в котором сжато огромное количество вещества. Чтобы примерно понимать масштаб сжатия – представьте звезду, которая в 10 — 100 — 1 000 000 раз больше солнца, и сжатая в сферу диаметром с Киевскую область. В результате неимоверной плотности, возникает сильнейшее гравитационное поле, из которого даже свет не может вырваться наружу.

Почему черные дыры так называются

На данный момент известно – черные дыры обладают невообразимой гравитацией, настолько сильной, что даже такие мельчайшие частицы как фотоны (видимые частицы света) не могут преодолеть силу ее притяжения, а они, на минуточку, перемещаются со скоростью света. Именно из-за того что свет не отражается (точнее не может преодолеть силу гравитации) от поверхности, внешне «черные дыры» остаются темными областями для любых существующих приборов наблюдения, при этом, вышесказанное вовсе не означает что поверхность черной дыры черная, просто извне ее невозможно увидеть, парадокс, причем далеко не единственный!

Область пространства вокруг черной дыры, за которую не может прорваться (вернуться) материя и любые частицы, в том числе кванты света, называется горизонтом событий черной дыры. Находясь под горизонтом событий, любой предмет, тело, частица будет двигаться, существовать только в пределах черной дыры и не сможет вырваться наружу, за пределы горизонта событий. Внешний наблюдатель, который находится на наружной стороне горизонта событий не может наблюдать то что происходит внутри.

С горизонтом событий не все так просто, благодаря квантовым эффектам, он излучает энергию (поток горячих частиц) во вселенную. Этот эффект известен как излучение Хокинга и именно вследствие него, теоретически, черная дыра может перестать существовать (она постепенно испаряется излучая энергию) и превратиться в погасшую звезду. Данное утверждение справедливо в пределах квантовой физики, где материя может перемещаться путем туннелирования, преодолевая преграды которые невозможно преодолеть в обычных условиях.

Доподлинно неизвестно что происходит с материей, когда гравитационные силы черной дыры притягивают ее и она проходит горизонт событий. С теоретической точки зрения, вероятно, тело/материя после прохождения горизонта событий попадает в так называемую сингулярность, а перед этим разрушается, вследствие гравитационных сил.

Гравитационная сингулярность – это точка в пространстве-времени, где привычные нам законы физики с большой долей вероятности не работают или работают по другому. Например, величины описывающие гравитацию в нормальных условиях, в условиях сингулярности могут быть бесконечными или неопределенными.

Почему на фотографии вокруг черной дыры присутствует свечение?

Об акреционных кольцах черной дыры

Свечение вокруг черной дыры это не фотошоп и не компьютерные спецэффекты. В силу законов притяжения, черные дыры притягивают к себе все что попадает в зону действия ее гравитации. Это может быть газ, пыль и другие материи. При этом вещество, попадая под притяжение черной дыры не падает на ее поверхность сразу, а начинает вращаться по окружной орбите. Во время вращения оно нагревается из-за колоссальной скорости и трения, и излучает рентгеновское излучение, радиацию. Видимое вращение светящейся материи называется аккреционным диском, именно оно и отображено на фотографии черной дыры в начале статьи.

Какие еще существуют способы обнаружения черных дыр

Телескопы, которые изучают черные дыры, смотрят на их окружающую среду, где материал находится очень близко к горизонту событий. Вещество нагревается до миллионов градусов и светится рентгеновскими лучами. Огромная гравитация черных дыр также искажает само пространство, поэтому можно увидеть влияние невидимого гравитационного притяжения на звезды и другие объекты.

Существует несколько типов черных дыр

В зависимости от происхождения черной дыры, ее местоположения в космосе и по большей степени ее массы, ученые классифицировали их на несколько подгрупп.

Черная дыра звездной массы

Является одним из возможных этапов «жизни» звезды. Черная дыра звездной массы является самой маленькой в космическом пространстве по классификации. После полного выгорания термоядерного топлива звезда остывает, снижается ее внутреннее давление и она начинает сжиматься под действием собственной гравитации. Станет ли звезда в конечном итоге черной дырой зависит от ее массы и скорости вращения. Процесс сжатия может остановиться на определенном этапе, тогда звезда станет сверхплотной нейтронной звездой, а может наступить и стремительный гравитационный коллапс, вследствие чего она станет черной дырой.

Чтобы звезда превратилась в черную дыру, теоретически ее масса должна превышать в 3-4 раза массу нашего солнца. Однако, это лишь теория, так как необходимо знать как ведет себя вещество при чрезвычайно сильных плотностях, а это недоступно в условиях экспериментального изучения.

 

Теоретически, черная дыра звездной массы может вырасти в размерах из-за поглощения материи, которая находится в зоне ее гравитационной силы, это относится к черным дырам всех типов.

Черная дыра средней массы

Данный тип значительно массивнее чем черная дыра звездной массы (от 10 до нескольких десятков масс солнца), но значительно меньше чем сверхмассивные черные дыры (от миллиона до сотен миллиардов масс солнца). Считается, что черных дыр средней массы относительно немного, если сравнивать их с меньшими или большими «собратьями». Природа происхождения черных дыр средней массы неизвестна человечеству, по одной из теорий это черные дыры звездной массы увеличившиеся до настоящих размеров за счет поглощения материи, которая входила в ее зону притяжения.

Сверхмассивные (ультрамассивные) черные дыры

Это огромные объекты даже по космическим меркам. Сверхмассивные черные дыры располагаются в центре большинства галактик, они как бы формируют ядро галактики. Сложно представить размер ультрамассивной черной дыры, но он превышает размер нашего солнца в миллионы и миллиарды раз!

В центре нашей галактики Млечный Путь также обнаружена сверхмассивная черная дыра, и называется она Стрелец A*. Масса этой ЧД по разным оценкам превышает массу солнца от 3 до 6,4 млрд раз.

Квантовые черные дыры

Существует гипотеза, что в результате ядерных реакций могут возникать устойчивые микроскопические черные дыры (квантовые черные дыры). На большом адронном коллайдере проводился эксперимент, целью которого было проверить теорию формирования квантовых черных дыр. Однако эксперимент показал, что энергии, которую выдает ускоритель недостаточно для синтеза черных дыр. В теории такие черные дыры живут мгновения и затем исчезают выбрасывая в окружающее пространство большое количество энергии.

Квантовая черная дыра – это предположение, основанное на теории квантовой физики, однако экспериментальных подтверждений ее существования пока получить не удалось.

Откуда они вообще берутся?

Мы уже писали о том как образуются черные дыры (1 из вариантов) – это возможная, следующая фаза эволюции звезды. Это было предсказано общей теорией относительности Эйнштейна, которая говорит о том что когда умирает массивная звезда, от нее остается относительно небольшое и плотное ядро. Как показывает уравнение – если масса ядра более чем в 3 раза превышает массу солнца, то сила гравитации подавляет все остальные силы и создает черную дыру, вследствие критического сжатия материи.

Более того, во время коллапса происходит очень странная вещь, о чем описано на официальном сайте НАСА… По теории, звезда должна разрушиться вследствие сверхмощного сжатия, однако, так как ее поверхность приближается к аномальной зоне, именуемой «горизонтом событий» время замедляется, относительно времени внешнего наблюдателя, а когда звезда достигает горизонта событий, то оно вовсе останавливается и звезда уже не может разрушиться, получается замороженный коллапсирующий объект.

Кроме того, есть вероятность существования так называемых первичных черных дыр, которые были образованы во время зарождения вселенной. Гипотетически, если допустить что на начальной стадии развития вселенной были отклонения в неоднородности гравитационного поля и плотности материи, то путем гравитационного коллапса могли образовываться черные дыры. До сих пор такие объекты не были обнаружены, хотя и представляют ценность для изучения эффекта «испарения черных дыр» Стивена Хокинга.

В результате звездных столкновений, когда сталкиваются нейтронные звезды и черные дыры, возникает еще одна черная дыра. Такие выводы были сделаны учеными после анализа информации (мощные гамма-всплески), которая была зафиксирована телескопами Свифт и Хаббл.

Судя по количеству звезд, достаточно больших для образования черных дыр, ученые считают, что в одном только Млечном Пути насчитывается от десяти миллионов, до миллиардов черных дыр.

Еще одним из возможных механизмов образования сверхмассивных черных дыр является цепная реакция столкновений звезд в компактных звездных скоплениях, которая приводит к образованию чрезвычайно массивных звезд, которые затем разрушаются, образуя черные дыры средней массы. Звездные скопления затем опускаются в центр галактики, где черные дыры промежуточной массы сливаются, образуя сверхмассивную черную дыру.

Какой они бывают формы

Если у черной дыры есть аккреционный диск, это означает что она вращается, с точки зрения других космических объектов ее форма должна быть – сфероидальной (сплющенная сфера). Если черная дыра не вращается или вращается, но очень медленно, что также может быть, то форма должна быть сферическая – шар.

Однако, человечество может только строить гипотезы о том что происходит за горизонтом событий и в центре черной дыры, где привычные законы физики и общая теория относительности, вероятно, просто не работают.

Могут ли две черные дыры столкнуться

Теоретически это возможно, о чем сказано на официальном сайте НАСА. При столкновении 2-х черных дыр происходит их слияние в единый объект, практически с теми же свойствами, получается сверхмассивная черная дыра.

При этом нужно понимать, что черная дыра это не космический пылесос, который всасывает в себя все что не попадя. Она, как и любой другой объект имеет собственную гравитацию, которая притягивает объекты в зоне досягаемости своей силы тяготения. Чтобы 2 черные дыры слились в одно целое, необходимо чтобы хотя бы 1 из них попала в зону действия гравитации другой. Вероятность такого события увеличивается в системах с двумя массивными звездами, которые переходят в следующую фазу. А также вблизи центра галактики, где, как правило, располагаются сверхмассивные черные дыры и имеется большое скопление звезд.

Теоретически, такое событие как слияние черных дыр во вселенной происходит периодически и в масштабах вселенной это мгновения, а по нашему, человеческому времени на это может уйти не одно десятилетие.

Может ли одна черная дыра поглотить целую галактику?

Нет. Даже самая большая черная дыра не в состоянии поглотить целую галактику. Гравитационный охват сверхмассивных черных дыр, находящихся в центре галактик велик, но не настолько, чтобы «поглотить» всю галактику.

Сколько уже открыто черных дыр

Состоянием на 2020 год, учеными открыто более 1 000 космических объектов с характерными свойствами черных дыр, от ЧД звездной массы до сверхмассивных черных дыр.

Потенциально черных дыр триллионы. Уже известно что во вселенной существует минимум несколько десятков триллионов галактик, а в каждой наберется еще н-ное количество ЧД. Важно, что их изучение дает толчок в науке и способствует новым открытиям.

Может ли наше солнце превратиться в черную дыру?

Солнце никогда не превратится в черную дыру, потому что оно недостаточно массивно, чтобы взорваться. Вместо этого, наша звезда станет плотным звездным остатком, называемым белым карликом.

Но если представить, что Солнце внезапно стало черной дырой с той же массой, что и сегодня, это не повлияло бы на орбиты планет, поскольку его гравитационное влияние на Солнечную систему было бы таким же. Таким образом, Земля будет продолжать вращаться вокруг Солнца, не всасываясь в нее — хотя недостаток солнечного света будет иметь катастрофические последствия для жизни на Земле.

Могут ли черные дыры стать меньше или исчезнуть?

Да. Стивен Хокинг предположил, что в то время как черные дыры увеличиваются за счет притягивания и поглощения материи, они также медленно уменьшаются, потому что постоянно теряют крошечное количество энергии, называемое «излучением Хокинга».

Радиация Хокинга возникает потому что пустое пространство, или вакуум, на самом деле не пустое. На самом деле, это море частиц, которые постоянно появляются и исчезают. Хокинг высказал гипотезу, что если рядом с черной дырой создается пара таких частиц, то есть вероятность того что одна из них будет втянута в черную дыру до того, как она будет уничтожена. В этом случае вторая частица вырвется в космос. Частицы при этом поступают из черной дыры, благодаря этому процессу она медленно теряет энергию и массу.

В теории, черные дыры испаряются через излучение Хокинга. Но для того, чтобы большинство черных дыр, о которых мы знаем, значительно испарились, потребуется гораздо больше времени, чем весь возраст Вселенной. Черные дыры, даже те, которые в несколько раз превышают массу Солнца, будут существовать в течение очень, очень долгого времени!

Для чего их изучают?

Изучение черных дыр потенциально может дать ответы о том как образовалась вселенная. А также прольет свет на то, что в данный момент остается загадкой, например – несостыковка в общей теории относительности Эйнштейна и квантовой физики.

Открытия связанными с черными дырами могут дать грандиозный толчок в развитии квантовой физики, что потенциально повлечет за собой каскад различных открытий и изобретений.

Ну а вообще, человечество достаточно жадно относится к новым знаниям, это было замечено еще во времена Архимеда и если во вселенной есть что-то, то мы обязательно разберемся в его природе и причинно-следственных связях.

Что с вами произойдет внутри черной дыры

Что будет если попасть в черную дыру – это один из самых интересных вопросов, на который можно ответить полагаясь на теоретическую составляющую, ибо на сегодня у человечества отсутствует возможность провести практический эксперимент.

Первое что приходит в голову, исходя из всего вышесказанного – при попадании в черную дыру тело будет разорвано сверхгравитацией черной дыры, однако, реальность может быть несколько иной…

В момент входа в горизонт событий черной дыры реальность раскалывается надвое:

  1. Вы будете немедленно расщеплены на атомы и не успеете ничего понять, информация об этом сохраниться для внешнего наблюдателя.
  2. Вы пройдете горизонт событий целым и невредимым.

В черной дыре, привычные нам законы физики не работают, или работают, но по другому. Гравитация, а в черной дыре она подавляет все другие силы, искажает само пространство и время. 

По мере погружения в черную дыру, пространство будет становиться все более искривленным, а в центре оно становится бесконечно искривленным. Пространство и время, в том виде в котором мы к ним привыкли просто перестают существовать.

Все что может произойти далее является тайной, которая, скорее всего никогда не будет разгадана, ибо все что проникает за горизонт событий черной дыры остается там навсегда. Можно лишь гадать что там может произойти – квантовый переход в другую часть вселенной, в параллельную вселенную или полное небытие. Ученые называют область черной дыры гравитационной сингулярностью, но что именно там может ожидать – никто не знает.

Сперва давайте рассмотрим как выглядит ваш (теоретический) переход в черную дыру для внешнего наблюдателя.

По мере приближения к горизонту событий, человек, наблюдающий за происходящим будет видеть как вы растягиваетесь и деформируетесь, будто на вас смотрят через большое увеличительное стекло. Более того, по мере приближения к горизонту событий, скорость вашего передвижения, для внешнего наблюдателя будет замедляться, словно в замедленной съемке.

В момент, когда вы достигнете горизонта событий странностей только прибавиться. Внешний наблюдатель увидит как вы застыли, растянулись по поверхности горизонта событий, будто кто-то нажал на паузу. Затем другие частицы и радиация будут стирать вас с горизонта событий – малоприятная картина, не так ли?!

Для наблюдателя, вы будете медленно стираться из-за растяжения пространства, остановки времени и излучения частиц Хокинга (эффект испарения элементарных частиц с поверхности черной дыры). В реальности, которая остается снаружи черной дыры, перед полным исчезновением вы превращаетесь в пепел. Но есть и другая реальность, которую сможете наблюдать только вы, и она не менее странная…

Итак, вы находитесь в свободном падении, не испытываете никаких перегрузок, вас не обжигает радиация и конечно же вы не растягиваетесь. Для вас, в отличие от внешнего наблюдателя, горизонт событий перестал быть неизвестностью.

Гравитация одинаково влияет на все ваше тело, а значит вы не будете растянуты или раздавлены ее силой. Теоретически, в достаточно большой черной дыре, вы могли бы нормально прожить остаток своей жизни. При этом, будете осознавать, что вас затягивает разрыв в пространство-временном континууме, который несет вас против вашей воли и вы не в силах вернуться назад.

Черные дыры деформируют пространство и время до такой степени, что внутри горизонта черной дыры пространство и время фактически меняются ролями. В некотором смысле время притягивает вас к сингулярности. Вы не можете повернуться и уйти от черной дыры, так же как вы не можете вернуться в прошлое. Думаете на этом странности заканчиваются? – Ничего подобного!

Законы физики требуют, чтобы вы были и вне черной дыры, в куче пепла (для внешнего наблюдателя вы превратились в пепел, но это уже не ваша проблема), и внутри черной дыры живым и здоровым. И последнее, но не менее важное: третий закон физики гласит, что информацию нельзя клонировать. Вы можете быть в двух местах (пространствах), но в каждом из них может быть только одна ваша копия, но они обе ни при каких обстоятельствах не могут быть в одном месте (пространстве).

Великий секрет, который нам открывают черные дыры заключается в том, что есть минимум 2 реальности. В первой реальности существует внешний наблюдатель, для которого вы превращены в пепел. Во второй реальности вы продолжаете существовать, здоровый и невредимый. Конец истории.

Предполагаем, что после прочтения этой статьи вопросов меньше не стало, но надеемся, что на некоторые вы смогли получить исчерпывающие ответы.

Источник: vesti.ua


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.