Что происходит с нашими атомами, когда мы умираем?

Ты здесь лишь временно, но большинство атомов твоего тела бессмертно. Мы разберемся с маленьким исключением в конце ответа, но пока давай посмотрим, что произойдёт с большинством тебя:

1. Ты умрешь. Мне очень жаль.

2. Тебя либо похоронят (и, возможно, забальзамируют), либо сожгут. Еще есть несколько других вариантов, но они редкие.

— Если тебя похоронят, мягкие ткани твоего тела в итоге съедят бактерии и мельчайшие организмы. Все это потом превратится по большей части в углекислый газ, а другая часть станет телом микроорганизмов и их потомства.

— Если тебя кремируют, мягкие ткани твоего тела вступят в реакцию с кислородом и превратятся в углекислый газ, воду, немного азота и диоксид серы.

3. Впрочем, в обоих случаях конечным местом назначения этих химических элементов будет биосфера. Ты превратишься в пищу для других организмов.

4. Процесс разложения затронет и кости, хотя будет достаточно долгим. Кальций и фосфор из костей окажется в растениях.

5. Растения однажды будут съедены животными. Эти животные однажды тоже умрут, будут поглощены, и цикл в биосфере повторится снова и снова.

6. В конце концов, твои маленькие частицы могут оказаться у твоих правнуков в тарелке кукурузных хлопьев или отбивной.

Ты в самом деле продолжишь жить — в жизни этой планеты.

Да, исключение: радиоактивные элементы. В тебе их не много, но некоторые распадутся на другие элементы перед тем, как попадут в биосферу. Радиоактивный калий превратится в кальций. Частицы тория и урана станут свинцом. Большая часть этих новых элементов останется на нашей планете.

Но в результате распада этого нового набора образуется гелий. Гравитация Земли недостаточно сильна, чтобы удержать гелий, так что частички, которые когда-то были тобой, уплывут в космос.

Часть гелия притянут к себе Солнце и Юпитер. Другая часть покинет солнечную систему и устремится к звёздам.

Твоих атомов ждёт захватывающая жизнь!

Два усталых ковбоя скачут по прерии. Солнце клонится к закату, скоро

ролное ранчо. Вот один другому и говорит:

- Слушай, Билл. Вот ты у нас самый умный, растолкуй мне, что такое

"круговорот веществ в природе?"

- Ну, дружище Джо, ведь это совсем просто. Вот представь себе.

Едем мы с тобой по прерии, вдруг нам встречается племя индейцев. Силы не

равны, мы пришпориваем своих коней, пуля попадает тебе в спину, ты

падаешь со своего верного коня. Пройдет время, койоты и грифы растащат

твои кости, что останется сгниет, превратится в удобрение и на этом

месте вырастет высокая сочная трава. Придет голодный бизон, сожрет траву

и сделает огромную кучу. И вот как-то вечером, я, поезжая мимо на своем

верном мустанге, скажу:

- Привет, старина Джо! А ты совсем не изменился!

С атомами происходит ровным счётом ничего. Водород останется водородом, кислород - кислородом, углерод - углеродом и так далее. Просто их дислокация поменяется.

поговаривают, что каждые 7-10 лет тело человека полностью обновляется.

Пусть лучше мои правнуки носят колечко, сделанное из зубных коронок, которые много лет были частью меня

Я после смерти буду состоять исключительно из очаровательных кварков и неебет!

То есть если сравнить жизнь с онлайн играми, то я "играю" за небольшой набор атомов в моём теле? Получается если собрать их обратно воедино то можно оживить человека, не?

где-то читала прикол про то, что пластмассовые динозавры сделаны из настоящих ) и да, не "твоих атомов ждет интересная жизнь", а "твои атомы" =)

Мог бы видео с быстрым разложением вставить, для полноты картины так сказать.

А можно залезть голышом в работающий синхрофазотрон и теоретически распавшись на элементарные частицы, за короткое время перейти в параллельную вселенную.

Астрономы сделали потрясающие снимки самого сердца Млечного Пути

Обычно эта область скрыта от наблюдений космической пылью, но ученым удалось туда заглянуть и запечатлеть происходящую там красоту – например, сверхмассивную черную дыру и взрыв сверхновой.

Центр нашей Галактики скрыт большим облаком космической пыли, что затрудняет его наблюдение оптическими приборами, но радиоволны способны проникнуть сквозь эту пыль. Ученые объединили 20 отдельных радионаблюдений в 100-мегапиксельную «мозаику» беспрецедентной четкости и глубины. Фото показывают центр Млечного Пути, который находится примерно в 25 000 световых годах от Земли.

Чтобы создать это изображение, астрономы использовали 200 часов времени на телескопе MeerKAT. Состоящий из 64 антенн, разбросанных по диаметру 8 километров, MeerKAT является самым чувствительным радиотелескопом в мире. Над изображением работала международная группа ученых под руководством Южноафриканской радиоастрономической обсерватории (SARAO).

Яркими цветами на снимке показаны регионы сильного радиоизлучения, серый фон соответствует участкам с менее интенсивным излучением. Изображение также включает звездные питомники, вспыхивающие звезды и хаотичную область вокруг сверхмассивной черной дыры Стрельцом А*, масса которой примерно в 4 миллиона раз превышает массу Солнца. Также видны многочисленные компактные источники радиоволн, многие из которых могут быть сверхмассивными черными дырами в центрах галактик далеко за пределами нашей.

Новая мозаика также выявила почти 1000 таинственных нитей, которые простираются до 150 световых лет в длину и обладают сильными магнитными полями. Эти нити расположены парами и пучками, часто сложены на одинаковом расстоянии друг от друга, как струны на арфе.

Эти нити обнаружил более 35 лет назад астрофизик Фархад Юсеф-Заде из Северо-Западного университета в Эванстоне, но их происхождение до сих пор остается загадкой. Новое изображение выявило в 10 раз больше нитей, чем было известно ранее, и, возможно, это поможет ученым приблизиться к пониманию природы этого явления.

«Теперь мы, наконец, видим общую картину – панорамный вид, заполненный множеством нитей. Простое изучение нескольких нитей затрудняет какой-либо реальный вывод о том, что они собой представляют и откуда взялись. Это водораздел в продвижении нашего понимания этих структур», – Фархад Юсеф-Заде.

Новые результаты подтверждают, что все эти нити обладают магнитным полем, намного более сильным, чем мы обычно ожидаем от галактики. Теперь «нам нужна теоретическая модель, чтобы объяснить, как магнитное поле усиливается до таких высоких значений», – говорит Юсеф-Заде.

Многое еще остается неизвестным об этих нитях, например, движутся ли они или меняются со временем. Тем не менее, новые результаты показывают, что длины волн света, излучаемого нитями, различаются гораздо больше, чем то, что видно из остатков сверхновых. Это позволяет предположить, что они имеют различное происхождение.

В настоящее время исследователи идентифицируют и каталогизируют каждую нить, отмечая такие детали, как их угол, кривая, магнитное поле, спектр и интенсивность. Понимание этих свойств может дать астрофизическому сообществу больше информации об их неуловимой природе.

Простейший способ создать магнитное поле на Марсе

Текстовая версия видео:

Чтобы понять, какие способы создания магнитного поля на Марсе сложные, а какие попроще, надо кратко рассмотреть все способы создания магнитного поля на Красной планете. Их немного, грубо говоря – всего три, но можно еще выделить подкатегории, различные модификации этих способов. Будем двигаться от самого сложного к самому простому.

Самый сложный и безумный способ – разогреть ядро Марса на тысячу-две градусов Цельсия больше, чем сейчас, а дальше различные силы Кориолиса, конвективные потоки и прочие механизмы теоретически запустят магнитное динамо внутри Марса, что создаст магнитное поле подобно тому, как это происходит на Земле.

Да это даже звучит страшно – «разогреть ядро Марса», а реализация такого плана – полная фантастика. Но да ладно, фантазировать не буду, сразу перейду к конкретике: специалистами в данной теме было подсчитано, что для этого требуется 10^26 джоулей энергии. Чтобы немного визуализировать эти цифры, добавлю, что согласно расчётам тех же ученых, это энергия, выделяемая примерно 100 миллиардами термоядерных бомб мощностью в одну мегатонну. Самая мощная бомба в истории имела мощность около 50 мегатонн, то есть надо аж целых 2 миллиарда таких бомб как-то доставить и взорвать прямо в ядре Марса, чтобы нагреть его до нужной температуры для «включения» магнитного поля.

Конечно, доставить эту энергию ядру можно и по-другому, взрывы термоядерных бомб внутри Марса это просто один из способов, но зато наглядно демонстрирующий, какую работу надо проделать. Более того, неизвестно, сработает ли эта идея, запустит ли это магнитное поле и на какое время. Может подобные игры в нагрев ядра приведут к катастрофическому вулканизму или к другим неприятным последствиям. В общем сами понимаете, сделать подобное даже в далеком будущем просто невозможно, поэтому переходим к способу номер 2.

Вы, наверное, помните со школы опыты, что стрелка компаса отклоняется вблизи проводника, в котором течет ток. Это происходит из-за простого факта, что при протекании тока через проводник, в пространстве вокруг него возникает магнитное поле. Проводник с током становится магнитом. Чтобы понять дальнейшую часть видео, надо вспомнить немного о силовых линиях магнитного поля. Так вот, в случае прямолинейного проводника, силовые линии магнитного поля представляют собой окружности с центром на оси проводника:

Легко визуализировать это можно с помощью правой руки, как показано на картинке – большой палец показывает направление тока, а остальные пальцы показывают силовые линии магнитного поля:

Вот как будут выглядеть силовые линии в случае проводника, скрученого в петлю (это понадобится потом, постарайтесь запомнить):

А вот что будет, если проводник замкнуть в кольцо, и пустить по нему ток:

Этот случай очень напоминает магнитное поле Земли, правда? Это называется магнитным диполем, примеров есть много и тут можно четко выделить полюса.

Примерно такую конфигурацию можно использовать для создания искусственного магнитного поля на Марсе. То есть – обогнуть Марс проводником образуя кольцо и пустить по нему ток:

Экваториальная окружность Марса примерно в два раза меньше земного – 21 тысяча километров, это не так много, учитывая, что кабеля для интернета проложенные под морями и океанами имеют общую длину, составляющую что-то там больше миллиона километров. Но на самом деле с этим способом не все так просто и некоторые проблемы неочевидны. Самая очевидная проблема – нехватка мощности. Само магнитное поле, например Земли, очень слабое, конкретно – в среднем примерно 0.5 гаусса. Для сравнения, сила обычного магнита составляет около 100 гауссов, а неодимового – больше 10000 гауссов. Но зато площадь магнитного поля Земли сверхогромна, чтобы создать похожее на Марсе, даже несмотря на его меньший размер, в магнитном поле должна содержаться энергия порядка 10^17 джоулей, а это значит, что ток в таком проводнике окружающим Марс должен быть силы порядка гигаампер. Выдерживать такое смогут только сверхтолстые провода, даже если заменять их соленоидами, сверхпроводниками или распределять нагрузку создавая несколько петель, по типу катушек Гельмгольца, все равно это требует абсурдно огромного количества энергии, поддержание магнитного поля таким способом можно сравнить с энергией, которую потребляет все человечество за год.

Другие проблемы, это то, что из-за этого способа на поверхности Марса сила магнитных полей будет так огромна, что будет угрожать жизнедеятельности колонизаторов и инфраструктуре вообще. Если создать поле слабее, то возникает другая проблема – солнечный ветер будет вдавливать его в атмосферу, а это еще хуже, чем вообще без магнитного поля, так как по силовым линиям вдавленного поля будут ускоренно убегать молекулы составляющие атмосферу.

Есть выход – разместить всю конструкцию в космосе. Это значительно уменьшит расход энергии нужной для поддержания магнитного поля, так как само поле можно будет сделать не таким сильным, как на поверхности. Конечно, масса такой конструкции будет сверхогромна, но считается, что к моменту, когда человечество начнет колонизировать и терраформировать Марс, появятся новые технологии и материалы, либо станут широкодоступными материалы, которых сейчас производят в малых количествах. По расчётам авторов этой работы, если использовать углеродные нанотрубки, то масса конструкции составит около 10 тысяч тонн. Для питания нужна будет станция, мощностью несколько гигаватт, это сравнительно немного, например Китай объявил о планах построить гигаватную станцию в космосе.

Правда есть еще проблема в том, где именно разместить всю конструкцию – Марс создает немного ассиметричный гравитационный потенциал из-за неоднородностей в массе, поэтому орбиты вокруг него более нестабильные чем вокруг Земли. Учеными рассматривался вариант разместить все эти катушки и станции в первой точке Лагранжа, это может еще больше уменьшить размер необходимой конструкции, но в случае Марса эта точка тоже достаточно нестабильная, а из-за большого расстояния от этой точки до Марса конфигурация такого искусственного магнитного поля может не давать нужной защиты.

В общем это все можно реализовать в обозримом будущем. Но мы переходим к простейшему способу.

Ток – это движение любых частиц, имеющих электрический заряд. И эти движущиеся частицы порождают магнитное поле.

Летит себе какой-то электрон в полном вакууме и порождает вокруг себя магнитное поле. Догадываетесь уже в чем дело? Не надо никакого проводника – достаточно пустить заряженные частицы по орбите вокруг Марса и это создаст магнитное поле, которое защитит Марс от солнечной радиации. Все гениальное -- просто.

Но как именно это сделать? Вы, наверное, видели, как с разных поверхностей лазером удаляют различные краски, ржавчину и так далее, этот процесс называется «лазерная абляция», так вот -- стертый с поверхности материал превращается в плазму. Плазма – это ионизированный газ, то есть она состоит из заряженных частиц и собственно поток этих частиц и есть электрическим током. (Но вообще, обычно плазма электронейтральна, так как состоит из положительно и отрицательно заряженных частиц, но по ней можно пустить ток множеством способов) Так вот. Ставим такие лазеры на Фобос, спутник Марса, и просто испаряем его поверхность лазерной абляцией, превращая породу, из которой он состоит, в плазму. Скорость убегания частиц с Фобоса практически нулевая, поэтому вслед за ним будет выбрасываться хвост плазмы. Период вращения вокруг Марса составляет 7 часов 39 минут, а значит вокруг Марса быстро создастся кольцо из плазмы, которое, при определенных условиях, будет порождать магнитное поле. Этим способом можно так же легко регулировать силу магнитного поля, повышать ее или понижать. Просто легчайший способ.

Правда надо будет так же в нескольких местах этого кольца создать некие подстанции, которые будут направлять движение частиц, подобно тому, как это происходит в Большом Адронном Коллайдере, их еще называют «кикеры» (от слова kick). Забавно еще то, что при подобной конфигурации магнитного поля возникает так называемый «пинч эффект» -- он сжимает канал плазмы подобно тому, как сжимается плазма в канале молнии. Так вот в подобном кольце из плазмы этот эффект будет приводить к сжатию кольца и удержанию частиц внутри плазменного канала.

Хотя все частицы таким образом не получится удержать и надо будет постоянно испарять поверхность Фобоса, чтобы пополнять плазменный канал новой плазмой, общая масса которой должна постоянно составлять всего около 15 килограммов. А это значит, что, испаряя таким образом поверхность Фобоса, его массы хватит на миллиарды лет для поддержания такого кольца плазмы и, соответственно, искусственного магнитного поля Марса. Подобный способ можно использовать для создания магнитного поля на любых спутниках и планетах, достаточно вывести на нужную орбиту небольшой астероид и с помощью лазерной абляции формировать плазменные кольца вокруг этих небесных тел, генерируя таким образом магнитное поле.

Странно, что до этого додумались только совсем недавно, (научная работа, на которой опирается это видео, была опубликована в январе 2022 года) хотя давно известно, что вокруг спутника Юпитера Ио подобное кольцо из плазмы формируется естественным образом:

А Энрико Ферми предлагал проект по постройке ускорителя частиц на орбите Земли еще в 1954 году, когда еще даже не был запущен ни один искусственный спутник на орбиту:

И еще одно -- а зачем вообще нужно магнитное поле на Марсе? В первую очередь, чтобы удерживать атмосферу. Даже если получиться создать атмосферу на Марсе примерно такого состава, как на Земле, то солнечные ветры постепенно ее «сдуют». Останутся только тяжелые молекулы в составе атмосферы, типа углекислого газа. Ну и магнитное поле сможет уменьшить радиацию на поверхности Марса, хотя основной защитой от космической радиации является атмосфера. План таков – создаем магнитное поле на Марсе и постепенно возобновляем атмосферу до земного состояния, а как возобновить атмосферу – это уже другой вопрос, который, в рамках этой статьи, я затрагивать не буду, как и не буду поднимать тему того, зачем вообще человечеству нужен или не нужен Марс и его терраформирование, это была статья о интересном инженерном решении по созданию искусственного магнитного поля на Марсе, о чем, собственно, я и рассказала. Пока.

Сегодня, 8 января, в день рождения выдающегося ученого Стивена Хокинга, мы вспоминаем его

К Вашему вниманию представляем фильм из 3-х серий "ЛЮБИМЫЕ МЕСТА СТИВЕНА ХОКИНГА" , где Стивен Хокинг играет главную роль.

Эволюция Вселенной

Вначале ничего не было. Затем, примерно 13,7 миллиарда лет назад, сформировалась Вселенная. Используя наблюдения телескопа и модели физики элементарных частиц, исследователи смогли составить приблизительный график основных событий в жизни космоса.

Большой взрыв

Все начинается с Большого взрыва, который является моментом во времени, а не точкой в пространстве. В частности, это момент начала самого времени, момент, с которого отсчитываются все последующие моменты. Несмотря на свое общеизвестное название, Большой взрыв на самом деле был не взрывом, а скорее периодом, когда Вселенная была чрезвычайно горячей и плотной, а космос начал расширяться во всех направлениях одновременно.

Хотя модель Большого взрыва утверждает, что Вселенная была бесконечно малой точкой с бесконечной плотностью, это всего лишь легкий способ сказать, что мы не совсем понимаем, что происходило тогда. Математические бесконечности не имеют смысла в уравнениях физики, поэтому Большой взрыв действительно является точкой, в которой наше нынешнее понимание Вселенной рушится.

Эпоха космической инфляции

Следующий ход Вселенной заключался в том, чтобы действительно быстро разрастись. В течение первых 0,0000000000000000000000000000001 (то есть десятичной дроби с 30 нулями перед 1) секунды после Большого взрыва, космос смог экспоненциально расшириться в размерах, раздвинув области Вселенной, которые ранее находились в тесном контакте. Эта эпоха, известная как инфляция, остается гипотетической, но космологам эта идея нравится, потому что она объясняет, почему далекие области космоса кажутся такими похожими друг на друга, несмотря на то, что они разделены огромными расстояниями.

Кварк-глюонная плазма

Через несколько миллисекунд после начала времен ранняя Вселенная была действительно горячей - мы говорим о температуре от 7 триллионов до 10 триллионов градусов по Фаренгейту (от 4 триллионов до 6 триллионов градусов по Цельсию). При таких температурах элементарные частицы, называемые кварками, которые обычно прочно связаны внутри протонов и нейтронов, свободно блуждают. Глюоны, несущие фундаментальную силу, известную как сильная сила, были смешаны с этими кварками в жидкой первичной жидкости, которая пронизывала космос. Исследователям удалось создать аналогичные условия в ускорителях частиц на Земле. Но это трудно достижимое состояние длилось всего несколько долей секунды, как в земных сокрушителях атомов, так и в ранней Вселенной.

Ранняя эпоха

На следующем этапе времени, который начался примерно через несколько тысячных секунды после Большого взрыва, происходило много событий. По мере того, как космос расширялся, он охлаждался, и вскоре условия были достаточно благоприятными, чтобы кварки объединялись в протоны и нейтроны. Через одну секунду после Большого взрыва плотность Вселенной упала настолько, что нейтрино - самая легкая и наименее взаимодействующая элементарная частица - могли разлетаться, ничего не задевая, создавая так называемый космический нейтринный фон, который ученым еще предстоит обнаружить.

Первые атомы

В течение первых 3 минут жизни Вселенной протоны и нейтроны сливались вместе, образуя изотоп водорода под названием дейтерий, а также гелий и небольшое количество следующего по легкости элемента, лития. Но как только температура упала, этот процесс остановился. Наконец, через 380000 лет после Большого взрыва все было достаточно прохладно, чтобы водород и гелий могли соединиться со свободными электронами, создав первые нейтральные атомы. Фотоны, которые раньше сталкивались с электронами, теперь могли двигаться без помех, создавая космический микроволновый фон (КМФ), пережиток той эпохи, который был впервые обнаружен в 1965 году.

Темные века

Очень долгое время ничто во Вселенной не излучало света. Этот период, длившийся около 100 миллионов лет, известен как космические темные века. Эту эпоху по-прежнему чрезвычайно трудно изучать, потому что знания астрономов о Вселенной почти полностью основаны на свете звезд. Без звезд трудно понять, что происходило.

Первые звезды

Примерно через 180 миллионов лет после Большого взрыва водород и гелий начали коллапсировать в большие сферы, создавая адские температуры в их ядрах, которые осветили первые звезды. Вселенная вступила в период, известный как Космический Рассвет, или реионизация, потому что горячие фотоны, излучаемые ранними звездами и галактиками, разбивали нейтральные атомы водорода в межзвездном пространстве на протоны и электроны - процесс, известный как ионизация. Трудно сказать, как долго длилась реионизация. Поскольку это произошло так рано, его сигналы заглушены более поздним газом и пылью, поэтому лучшее, что могут сказать ученые, - это то, что он закончился примерно через 500 миллионов лет после Большого взрыва.

Крупномасштабная структура

Маленькие ранние галактики начали сливаться в более крупные галактики, и примерно через 1 миллиард лет после Большого взрыва в их центрах образовались сверхмассивные черные дыры. Включились яркие квазары, излучающие интенсивные световые маяки, которые можно увидеть с расстояния 12 миллиардов световых лет. Средние годы вселенной Вселенная продолжала развиваться в течение следующих нескольких миллиардов лет. Пятна более высокой плотности из изначальной вселенной гравитационно притягивали к себе материю. Они медленно выросли в галактические скопления и длинные нити газа и пыли, образуя красивую волокнистую космическую сеть, которую можно наблюдать сегодня.

Рождение солнечной системы

Около 4,5 миллиардов лет назад в одной галактике облако газа превратилось в желтую звезду с системой колец вокруг нее. Эти кольца объединились в восемь планет, а также различные кометы, астероиды, карликовые планеты и луны, образуя знакомую звездную систему.

Планете, третьей от центральной звезды, либо удалось удержать воду после этого процесса, либо кометы позже доставили поток льда и воды. В этом третьем, водянистом мире между 3,8 и 3,5 миллиардами лет назад возникли крошечные простые микробы. Эти формы жизни возникли и превратились в морских чудовищ и гигантских динозавров-листоедов. В конце концов, около 200000 лет назад появились прямоходящие существа, способные восхищаться нашей таинственной Вселенной и изучать, как все это произошло.

Kerbal space program - Стыкуемся без мам, пап и мехджеба (D1)

Сегодня поговорим, о таком замечательном и невероятно доставляющем офигенные ощущения процессе как - Манёвр перехвата и стыковка в Kerbal Space Program. Если вы умеете стыковаться не переходя в режим докинга, скорее всего этот пост не для вас. В посте я максимально просто и доступно постараюсь разложить самый легкий метод стыковки и уверяю вас, если вы ранее сами не стыковались, процесс доставит вам недюжее удовольствие (с 12 года играю, до сих пор нравится стыковаться)

Краткое содержание следующее:- Строим две простеньких одинаковых ракеты которые запустим в космос на разные орбиты.

- Формируем точку перехвата (Рендеву)

Выглядит достаточно просто, особенно если никогда в KSP не играли (но по факту это не совсем так) :)

Давайте по порядку. Аппарат:

Повторить его максимально просто.

Легкая посадочная рубка (у нее самый большой запас монотоплива из всех простых кабин), над ней гиродин и порт для стыковки средний.

Для обучения может понадобиться много монотоплива, поэтому поставьте несколько баков типа "ПЕЛЬМЕНЬ" или других. Забегая вперед скажу, что на стыковку мне потребовалось где-то 8-12 ед. монотоплива, но возьмите с запасом около 50-100.

Далее вниз ставим стандартный карандаш (бак на 4.5 т. веса) и полукарандаш (2.25 т.) далее вертлявый LVT 45.

Боковые ступени легче всего сделать из 1 карандаша и 1 вертлявого LVT 45. Размещать лучше всего на длинный вертикальный сепаратор (ТТ-70) по 2-ой (не 4-ой) симметрии и включать пропуск ресурсов. Смысл в том, что разместив по двойной симметрии и включив пропуск ресурсов, мы можем скопировать сепаратор со всеми прикрепленными к нему деталями и настройками (наводим на него мышкой - ALT + ЛКМ) и ставим еще раз с двойной симметрией под 90 градусов.

В этом случае, разделив парный отстрел боковушек на две ступени (ступень 1 и ступень 0 справа снизу) настройки перекачки топлива сформируются автоматически и ничего не надо будет трогать.

Все двигатели мы запускам разом удерживая адекватный ТВР тягой (1.8). Получится, что сначала все двигатели будут питаться из баков первых двух боковушек, а после отстрела, все двигатели будут есть из вторых двух боковушек, в этом случае, когда все 4 боковушки будут отстреляны, центральный бак останется полным и нетронутым, за счет чего дельта скорости будет хорошо распределена по ступеням. Раньше такие перекачки делались через жёлтые шланги в топливном разделе (можно сделать так и сейчас без включения пропуска ресурсов). С одной пары боковушек шланг из бака ставится в другую пару боковушек, а из второй пары боковушек в центральный бак, и всё будет абсолютно так же.

В качестве двигателей ориентации используем двигатель RV-105 (с переключением на второй вариант капелькой в левом нижнем углу - вариант с 5-ю соплами). С таким видом РСУ у вас будет меньше всего проблем, и в такой конфигурации можно обойтись всего 4-мя такими двигателями, но мы для простоты будем использовать 8 таких.

Касательно размещения РСУ (RSC). Размещать их следует равноудаленно от центра масс того, что вы собираетесь этими движками ориентировать и стыковать. Явно боковушки в космосе уже будет отстреляны, поэтому нам нужен центр масс последней ступени. На первом скриншоте, я пометил примерное место ЦМ красным крестом. Ставим двигатели на как можно более дальнем и одинаковом расстоянии от ЦМ с 4-ой симметрией.

Выводим 1 аппарат на околокруговую орбиту высотой +- 100 км.

2-ой аппарат выводим на орбиту с другой высотой +- 200 км

Получается следующая картинка:

Далее необходимо понять достаточно фундаментальные зависимости и понятия. Космос огромный и встретиться просто так понятное дело - невозможно. Нам необходимо двум аппаратам подлететь друг к другу и замереть на месте. Т.е. необходимо чтобы орбита у обоих аппаратов была абсолютно одинаковой. Тогда возникает вопрос, зачем мы выводим два аппарата на разные высоты? Для понимания разберем небольшой пример:

Если мы запустим два аппарата со старта друг за другом к примеру с задержкой в несколько десятков минут и выведем на одинаковые орбиты, они будут вращаться вокруг земли с одинаковой скоростью, но на определенном расстоянии друг от друга (более 100 км) и не приближаться и не отдаляться друг от друга.

В этом случае возникает следующий вопрос.

Почему бы одному аппарату не ускориться и не догнать второй? А потому что сама орбита (эллипс с максимально удаленной от земли точкой (апогей Ап) и максимально близкой к земли точкой (перигей Пе)) напрямую связана со скоростью движения аппарата. Если мы меняем нашу скорость у нас изменяется траектория нашего движения вокруг земли, изменяется и апогей и перигей. Т.е. мы перестанем лететь по той же траектории, что летит второй аппарат из-за чего только улетим дальше от него.

Поэтому необходимо сделать манёвр перехвата. Вот что надо знать - чем ниже у нас орбита (чем ближе эллипс орбиты к земле) тем быстрее мы по ней летим, а чем выше у нас орбита, тем медленнее мы двигаемся. Исходя из этого, смотря на картинку сверху можно сделать вывод, что аппарат 1 двигается быстрее и совершает один оборот вокруг кербина за время меньшее чем аппарат 2. Исходя уже из этого можно сказать, что постепенно аппарат 1 (смотря на данную картинку) будет потихоньку догонять аппарат с обратной стороны. Будет всё ближе с каждым оборотом вокруг земли, и в определенный момент оба аппарата будет находиться на расстоянии равным расстоянию между их орбитами (отмечено на картинке).

По сути, чтобы построить маневр перехвата, нам нужно дождаться момента нужного оборота вокруг кербина, во время которого расстояние между объектами будет минимальное. Поняв что на текущем обороте вокруг кербина мы будем ближе всего, нам нужно скорректировать орбиту так, чтобы расстояние между орбитами в точке сближение было равно 0. В этом случае, в точке мы действительно встретимся с аппаратом на определенной дистанции, но за счет разных орбит у нас будет очень высокая скорость встречи, от несколько десятков метров в секунду до нескольких сотен.

Забавный факт, когда я начинал играть в KSP я подумал что будет довольно занятной идеей встретиться двум аппаратам если лететь по орбитам в две разные стороны (орбиты с 180 гр. отличия) я довольно серьёзно подошел к делу совместил точку перехвата до 200-300 метров и при встрече офигел, что поскольку аппараты летят в разные стороны, скорость пролёта мимо цели составляла несколько километров в секунду (помахал ручкой).

Чтобы минимизировать скорость встречи, необходимо сделать первый важный этап в маневре перехвата - совместить плоскости орбит. Т.е. сделать так, чтобы углы орбит 1го и 2го аппарата были одинаковые. Для этого мы на карте отмечаем целью второй аппарат. После чего видим два зеленых маркера. В и Н - восходящий и нисходящий узел

Далее мы выжидаем когда наш аппарат будет максимально близок к этому узлу и делаем прожиг в сторону - Нормали (если узел нисходящий) и Антинормали (если узел восходящий). Нормаль помечена на навиболе Фиолетовым трегуольником с точкой, а антинормаль другой схожей фиолетовой фигурой.

Прожигаем смотря прямо на карту и видим как узел постепенно приближается к 0. Для стыковки желательный угол не более 0,2 градусов, а лучше 0. Если угол будет больше, все равно можно совместить точки сближения, но скорость встречи мало того, что будет большой, так еще и будет изменяться каждую секунду за счет неточного угла.

Далее мы можем либо просто подождать, как я писал выше круга, на котором мы будем ближе всего, либо заранее прикинуть маневр и дистанции. Точки пересечения будут видны после того как вы спланируете или выполните маневр.

Сам манёвр можно таскать за середину меняя время старта этого маневра (в нашем случае торможения (прожига на ретроград) т.к. мы будем тормозить с аппарата на внешней орбите, а не ускорятся с того что на внутренней. Таская манёвр мы будем видеть, что точки взаиморасположения аппаратов будем удаляться и сближаться, в зависимости от правильной и неправильной стороны в которые мы тянем манёвр.

Два варианта перехвата:

Вариант посложнее: Покрутиться на орбите и поподбирать маневр на ней таская его по времени старта, пока не удастся совместить точку встречи хотя бы в километрах 10-15. (Если всё сделать правильно то можно сразу свести до расстояния менее 1 км.)

Вариант полегче:

За счет этих инструментов и перемоток времени мы подгоняем точки пересечения орбит и делаем маневр (прожиг), чтобы сделать точку пересечения орбит и не смотрим как взаиморасполагаются аппараты.

После этого мы поймем, что каждый круг у нас дистанция между аппаратами в точке встречи будет сокращаться, либо удлиняться (если не повезет), но всё равно через определенное время начнет сокращаться. Просто ждем когда расстояние на встрече будет небольшим. Для кербина на высоте +- 100 км, считаю что 50 км, это максимальное расстояние, на котором можно пробовать делать сближения, иначе можно черпануть за верхние слои атмосферы и разбиться невнимательно выполняя следующие манёвры.

Что случилось если появились ещё и фиолетовые маркеры?

Это значит что вы сделали аппарату такую траекторию, что с орбитой второго аппарата она пересекается не в одной точке, а в двух и маркеры попарного цвета помогут так же сделать сближение в одной или другой точке или подогнать их манёвром. (В случае с двойным пересечением скорость встречи будет скорее всего выше)

Когда у нас есть дистанция менее 50 км между аппаратами всё сводится к простой работе с навиболом (шаром ориентации снизу). Переключаем его с режима орбита в режим ЦЕЛЬ.

В целом о том что творится на навиболе. Благодаря нему мы можем понимать в пространстве куда смотрит нос нашего аппарата, а так же в какую сторону мы летим. Это практически всё что нужно знать чтобы сделать последующий перехват. (Кстати если вдруг не замечали, оранжевая часть поверхности навибола значит что мы смотрим в планету, а синяя от неё)

Когда мы находимся в режиме ПОВЕРХНОСТЬ или ОРБИТА мы видим значком зеленого кружка и трёх линий то направление в которое направлен наш вектор движения, а такой же значок с перечеркнутым кружком показывает обратное направление - против движения. Когда мы выбираем небесное тело или аппарат целью, у нас появляются на навиболе еще 2 значка. Фиолетовый круг состоящий из 4 частей и точкой по середине и фиолетовая точка с тремя линиями под 120 градусов. Первый значок означает то направление в котором находится цель, а второй значок логичным образом располагается на обратной стороне навиболе и показывает обратное от цели направление.

Когда мы переходим в режим навибола - ЦЕЛЬ, в графе со скоростью отображается НАША СКОРОСТЬ ОТНОСИТЕЛЬНО ЦЕЛИ. При этом у нас есть значок направления к ЦЕЛИ и значок ПРОГРЕЙДА (направление куда мы летим). Я думаю, что вы уже догадались, что используя один навибол, можно сделать прожиг так, чтобы ПРОГРЕЙД встал ровно на направление к цели и чем ближе мы к цели, тем более точно мы сможем с ней сближаться (Значок цели будет постоянно смещаться).

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что если значок прогрейда и значок направления цели будут видимы на одном экране навибола друг с другом вместе, то мы будем двигаться к цели (аналогично ретрогрейд и "от цели"), а если мы будем видеть значок "от цели" с прогрейдом либо "к цели" с ретрогрейдом - то отдаляемся.

Далее необходимо понять как это дело туда-сюда движется. Когда мы становимся в определенную точку как на картинке сверху и прожигаем топливо. Значок прогрейда тянется к нашей текущей позиции, а так же в текущей ситуации прогрейд тянется к точке "К ЦЕЛИ" и в этом случае скорость движения к цели увеличивается.

Естественно сделать это на глазок за раз сложно и не выйдет, поэтому следующим этапом, мы просто удерживаем прогрейд в сторону цели и перематываем время пока он не убегает с цели. Как вы можете заметить ускоряться сильно и до бесконечности не стоит, потому что мы просто резко пролетим мимо. Поэтому когда мы окажемся довольно близко (меньше 5 км). Тоже самое действие можно проделывать со значком РЕТРОГРАД и ОТ ЦЕЛИ. Только в этом случае при прожиге РЕТРОГРАД не тянется к нашему положению, а наоборот УБЕГАЕТ от него в другую сторону, а скорость относительно цели уменьшается. (Ретроград необходимо удерживать на значке ОТ ЦЕЛИ).

Данными манипуляциями и перемоткой времени сокращаем дистанцию до 50-100 метров. (Чем ближе находимся к аппарату, тем больше стараемся снижать скорость относительно цели чтобы не пролететь). Когда дистанция станет небольшой просто встаём на ретрогрейд в режиме навибола ЦЕЛЬ и гасим скорость до нуля.

Поздравляю вы только что сделали манёвр перехвата. И кстати говоря, теперь вы можете перехватывать так любое небесное тело (луны, другие планеты).

Погасив же скорость до нуля мы будем спокойненько висеть рядом и практически не двигаться. Однако нужно понимать, что скорость на навиболе отображается с точностью до десятых частей, поэтому при перемотке времени мы всё равно будем слегка двигаться относительно второго аппарата.

Далее правой кнопкой мыши кликаем по порту которым хотим стыковаться на текущем аппарате - жмем УПРАВЛЯТЬ ОТСЮДА. Это перенесёт всё навибольные вещи именно на точку порта, что позволит более точно прицелиться для простой стыковки.

Кликаем правой кнопкой мыши по порту К КОТОРОМУ будем стыковаться - Задать цель.

Эти кнопки максимально правильно разместят на навиболе взаиморасполагающиеся маркеры К ЦЕЛИ и ОТ ЦЕЛИ, что позволит сразу же всё легко провернуть.

Далее вращаемся так, чтобы портом нацелиться на маркер К ЦЕЛИ (Нацеливаемся на порт)

Переходим на второй аппарат (горячая кнопка быстрого переключения "[" и "]" (на русской раскладке Х и Ъ) и делаем тоже самое (выставляемся на к ЦЕЛИ). Начинаем смотреть К ЦЕЛИ. В этом случае останется просто прожаться немного монотопливными двигателями и сделать небольшую скорость относительно двух целей (0.2-0.3 м/с) и удерживать цель и вектор движения.

Теперь как это сделать. Для начало разберем режим стыковки.

Режим стыковки включается снизу слева на второй значок сверху. После чего выползает вот такой вот экранчик как в левом углу, однако он по сути не сильно помогает.

Режим стыковки имеет 2 режима взаимодействия. ЛИН режим и ВРЩ. Переключаться между этими режимами можно горячей кнопкой ПРОБЕЛ - не бойтесь, в режиме стыковки ступени не срабатывают.В режиме ВРЩ все наши кнопки работают как обычно на WASD и QE мы делаем Крен, Тангаж и Рысканье. В режиме ЛИН мы формируем смещения, т.е. при нажатии WASD мы смещаем аппарат как показано на рисунке ниже.

Обязательно включаем режим стабилизации (гор. клавиша T) без него после прожига РСУ мы будем мотаться как колбаса, если двигатели размещены не равноудаленно от центра масс.

В режиме ВРЩ мы ориентируемся, а в режиме ЛИН делаем смещения чтобы лететь куда надо используя кнопки. Расположение этого креста (WASD как на картинке выше, может быть развернуто относительно продольной оси аппарата (я нарисовал не совсем корректно где D на самом деле будет W и всё остальное так же сместиться на 90 гр, поскольку перед у аппарата где стекло у рубки с обратной стороны от текущего вида), поэтому можно сменить вид за которым летит камера на ФИКСИРОВАННЫЙ и понять всё будет намного проще (смена вида на гор. клавишу V).

По сути нам необходимо в режиме ЛИН включить на R РСУ и целясь в порт на навиболе немного нажать на Shift. Это датс нам небольшой импульс в сторону аппарата. После чего можно вернуться в режим ВРЩ и подгонять своё направление к порту (только желательно в режиме ВРЩ вырубать РСУ на R, чтобы неравномерным прожигом не сместить вектор движения) Если же при полете, мы видим, что наш прогрейд уходит от маркера К ЦЕЛИ, мы в режиме ЛИН с включенным R используем WASD чтобы разместить прогрейд на маркер к ЦЕЛИ. Чтобы легко застыковаться нужно иметь скорость 0.1-0.4 м/с. Когда вы будете рядом с портом, порт магнитом начнет притягиваться, и останется лишь в режиме ВРЩ правильно выставить аппарат, чтобы в точке соединения не было ПЕРЕЛОМА.

Если вы зашли с большой скоростью и после сцепки разлетелись - вставайтесь в режиме ВРЩ на прогрейд или ретрогрейд и используйте режим ЛИН, а так же SHIFT и CNTRL чтобы загасить скорость до нуля с помощью RSC. И снова потребуется либо развернуть оба аппарата друг к другу - лицом к лицу, либо же на РСУ сделать небольшой облёт, имея полученные знания и работая с навиболом и изображением.

Ваша первая стыковка принесет вам невиданное удовольствие и собирать корабли на орбите очень классно. Поэтому обязательно пробуйте и делитесь тем что у Вас получилось в комментах, а так же, не забывайте делать быстрое сохранение когда слетитесь близко, чтобы несколько раз иметь возможность попробовать постыковаться.

В дальнейшем разберу ситуацию как стыковаться не передними, а боковыми или максимально стрёмно расположенными портами и подобные вещи.

Пишите ваши вопросы и комментарии, присылайте что у вас вышло.

С Вами был Finn163. Спасибо за внимание.

Небольшой бонус моя станция из прошлой карьеры на орбите Гилли (спутник Евы) весом в 170 тонн (гнал туда с кербина 4мя или 5ю партиями и стыковался на орбите), а так же подключение топливных стержней для тягача космопоезда одного из модулей станции.

Все мы в Матрице

Проблема Больцмановского мозга и как она появилась

Текстовая версия видео:

Кратко и без лишних усложнений расскажу о так называемой "проблеме Больцмановского мозга". В 19 и в начале 20 века превалировала парадигма, согласно которой Вселенная существовала и будет существовать вечно. Тогда же уже знали о началах термодинамики и об энтропии, и эти знания приводили к интересным следствиям – оказывается, что Вселенная не могла существовать вечно, иначе в ней не появились бы люди, планеты, звезды и т.д. Почему? Давайте проведем простой мысленный эксперимент, который позволит интуитивно понимать в чем дело. Представим себе стол для бильярда и пока еще не разбитые шары. Обозначим, что в таком состоянии некая «энтропия», обозначаемая буквой S, равна некоторому неизвестному значению х. Не важно, что это за значение. Допустим, что трение шаров о поверхность стола нулевое, а столкновения шаров - абсолютно упругие, короче, что энергия в этой системе сохраняется и никуда не рассеивается. А теперь разбиваем шары. Интуитивно понятно, что при таких условиях по истечению некоторого времени все шары начнут двигаться примерно с одинаковой скоростью, если быть точным – кинетическая энергия шаров будет колебаться вокруг некоторого среднего значения и очень редко будет как-то сильно отклоняться от этого среднего значения.

Это происходит из-за закона сохранения импульса – один шар передает энергию остальным шарам, сталкиваясь таким образом много раз, они в результате выравнивают свои скорости. В такой системе S, то есть энтропия – максимальна, больше быть не может. Давайте представим, что шары - это молекулы идеального газа, заключенные в некотором объеме, то есть находятся в закрытой системе и энергия оттуда никуда не девается, а сохраняется.

Если все молекулы достигают одинаковой скорости (точнее температура этой изолированной системы почти стабильна, колеблется вокруг некоторого среднего значения), то такая система находится в термодинамическом равновесии. Именно в термодинамическом равновесии энтропия максимальна (в изолированных системах, т.е. в нашем случае). Я специально не буду детально рассказывать об энтропии, в рамках этой статьи я вас только запутаю, понятнее не станет. Скажу упрощенно: энтропия - это мера близости состояния системы к термодинамическому равновесию. На самом деле, понятие энтропии более широкое, но в рамках этого видео нам достаточно знать, что при термодинамическом равновесии в изолированных системах, энтропия - максимальна.

У ученых есть множество оснований полагать, что время движется в сторону максимальной энтропии, в сторону термодинамического равновесия. Обычно это называют более общим и понятным словом - будущее. А вообще, вопрос “куда движется время” это одна из нерешенных проблем физики, но не будем углубляться в эту тему.

Допустим, что время движется именно в сторону максимальной энтропии. Что это значит для нашей Вселенной? Опять же, многое указывает на то, что в будущем наступит состояние с максимальной энтропией, термодинамическое равновесие, когда все частицы барионной материи будут двигаться почти с одинаковой скоростью. А Вселенная мало того, что и так огромная, так еще и расширяется, в общем скорость этих самых частиц будет практически нулевая, будет колебаться возле абсолютного нуля. Такое состояние еще называют «Тепловой смертью Вселенной». Существуют аргументы против того, что это произойдет, но опять же, не буду начинать все перечислять.

Итак, в чем же проблема с энтропией и вечной Вселенной. Если бы Вселенная была вечной, то мы бы не наблюдали таких объектов как, например, звезды, туманности и тем более жизнь, ведь все температуры уравнялись бы, было бы состояние термодинамического равновесия, то есть максимальной энтропии.

Так вот, в конце 19 века стоял вопрос. Если Вселенная вечна, то почему она не находится в состоянии с максимальной энтропией, почему не все имеет одинаковую температуру, ведь неизбежно температуры должны были уравняться за бесконечный промежуток времени, что следовало из законов термодинамики.

Получается такой вот парадокс. Подумайте, как бы вы его разрешили.

Некий физик, Людвиг Больцман, предложил аж два решения и надо отдать ему должное – додуматься до такого в те времена (19 век) было необычайно умно.

Что же он предложил? Одно из решений заключалось в том, что Вселенная начала свое существование с состояния с низкой энтропией. Другими словами, она была очень горячей в недалеком прошлом и понемногу постепенно охлаждается.

Сейчас мы знаем, что именно так и было – Вселенная начала свое существования с очень низкой энтропией относительно недавно по сравнению с вечностью – примерно 13.8 миллиардов лет назад (это один из нетривиальных способов доказать Большой Взрыв). У нас даже есть фотографии той горячей эпохи.

Вот, например, фотография Вселенной примерно 400 тысяч лет после Большого Взрыва, когда она имела температуру около 3000 кельвинов (2726 °C). Казалось бы, что тогда наоборот термодинамическое равновесие было больше и соответственно энтропия больше, чем сейчас, но это не так. Второе объяснение Больцмана более необычное. Он предположил, что да, Вселенная существовала вечно и в ней вечно было термодинамическое равновесие, максимальная энтропия, в общем практически везде одинаковая, холодная Вселенная. Но Больцман пошел дальше и высказал гипотезу, что атомы, наполняющие эту Вселенную, в ходе хаотических флуктуаций случайно собрались таким невероятным образом, что в итоге в одной части Вселенной случайно появилось все то, что мы наблюдаем: планеты, звезды, туманности и так далее.

Казалось бы, что это полнейший бред, такого произойти не может. Но на самом деле нет. В вечной Вселенной такое событие произойдет бесконечное количество раз – из хаоса появятся структуры любой сложности, но чем более сложная структура, тем меньшая вероятность ее случайного появления. Просто бесконечность, да и вообще очень большие или очень маленькие числа для нас неинтуитивны.

Существует очень известная «теорема о бесконечных обезьянах», которая утверждает, что абстрактная обезьяна, ударяя случайным образом по клавишам пишущей машинки в течение неограниченно долгого времени, рано или поздно напечатает любой наперёд заданный текст.

В общем, если событие имеет сколь угодно малую вероятность, то за бесконечное количество времени это событие произойдет с вероятностью 100%. Приведу еще примеры. Если на бильярдном столе шары будут двигаться вечно, то за бесконечное количество времени они случайно хотя бы на момент создадут любой возможный узор из шаров, хотя понятно, что такие события маловероятны, большинство времени они будут просто хаотически двигаться.

Представим, что мы заключили газ в какой-то коробке, можете представить, что ваша комната и воздух в ней являются такой коробкой с газом и что эта система (система из газа в коробке), является изолированной – то есть не может обмениваться энергией с внешним миром.

Газ в коробке будет стремиться к максимальной энтропии, к термодинамическому равновесию, что выглядит как хаотическое равномерное движение всех частиц, но существует шанс, мизерный, что газ случайно соберется на одной стороне коробки. Энтропия такой системы уменьшится, но ненадолго, газ опять быстро достигнет термодинамического равновесия.

За бесконечное количество времени произойдет бесконечное количество таких событий – газ соберется в одной стороне коробки бесконечное количество раз. Вообще, любая конфигурация, не нарушающая закон сохранения импульса и энергии произойдет в этой коробке, газ соберется в одну точку, сформирует различные фигуры, даже случайно напишет слово "энтропия" и случайно создаст микромодель, например, Солнечной Системы.

За бесконечное количество времени это все произойдет бесконечное количество раз. Больцман примерно так же рассматривал вечную Вселенную - как коробку с хаотическим газом. То, что в ней могли появиться такие структуры, как галактики, звезды, планеты и жизнь – это неизбежность за бесконечное количество времени, за вечность. Более того, в такой вечной Вселенной неизбежно произошел бы Большой Взрыв бесконечное количество раз – за вечность все частицы собрались бы в одной точке бесконечное количество раз.

Парадокс действительно можно было решить этим объяснением, но позже физики пришли к следующим выводам: вероятность появления видимой Вселенной в результате случайных тепловых флуктуаций чрезвычайно мала, речь идет о вероятностях порядка 1 до Числа Грэма. Чем менее сложная структура и с чем меньшего количества частиц она состоит, тем большая вероятность появления такой структуры в вечной Вселенной. Звезда в результате хаотического движения частиц появится с большей вероятностью, чем галактика. Планета появится с большей вероятностью, чем звезда.

Человек появится с большей вероятностью, чем планета. Мозг, осознающий себя появится с большей вероятностью, чем человек. Согласно такой логике, с большей вероятностью ты, осознающий себя, на самом деле являешься просто случайно собравшимся мозгом из частиц во Вселенной с термодинамическим равновесием, причем все твои воспоминания — это иллюзия, они тоже появились случайно. Все, что ты видишь, знаешь и наблюдаешь – тоже иллюзия, на самом деле ты лишь мозг случайно появившийся посреди хаоса.

Конечно же слово «мозг» тут употребляется для того, чтобы возникали ассоциации с сознанием, но в принципе любой случайно создавшийся объект в ходе флуктуаций при этом осознающий себя можно назвать Больцмановским мозгом. Но здравый смысл подсказывает нам, что это ни разу не так и что мы - обычные люди, с вполне реальными воспоминаниями, находящиеся в вполне реальной Вселенной. Да, действительно, здравый смысл подсказывает нам это, но если сделать некоторые допущения, то математически с намного большей вероятностью ты, осознающий себя – являешься лишь Больцмановским мозгом.

Сейчас в научных кругах проблему Больцмановских мозгов часто называют, в переводе на русский, «ложный наблюдатель» (freak observer), обычно это касается работ посвященных Мультивселенной. Если существует бесконечное число Вселенных, ну или очень большое число Вселенных с различными физическими законами, то математически большая вероятность, что во всем мультуме Вселенных больше мозгов Больцмана, а не обычных живых существ, и осознающий себя ты, опять же, с большей вероятностью это Больцмановский мозг, а не тот, кем себя представляешь.

Так в конце концов, все-таки я – Больцмановский мозг и все мои воспоминания поддельны, или нет?

Вот что я вам скажу. Этот вопрос не является принципиально опровержимым, нельзя поставить эксперимент, который опровергнет это утверждение. А принципиальная опровергаемость и постановка экспериментов – это критерии научности, в общем это не научная проблема, в это можно верить, или не верить, эмпирически проверить это нельзя. Таких принципиально не опровергаемых идей существует масса. Например, гипотеза симуляции, тут тоже, если появление жизни во Вселенной возможно, то скорей всего, более вероятно математически, мы - не первая жизнь, а симуляция, созданная более развитыми интеллигентными существами, а может даже симуляция в симуляции.

Это нельзя проверить, это не наука, в это можно верить, либо не верить, а это уже решать вам. Добавлю еще, что некоторые ученые называют проблему Больцмановского мозга глупостями, а некоторые постоянно придумывают способы как-то ее опровергнуть и привести аргументы против, да и вообще проблема Больцмановского мозга возникает только при некоторых допущениях. Не вижу смысла более глубоко раскрывать эту тему, все основное я рассказала. Моей целью было предоставить пищу для размышлений. Приятного аппетита =)

"ЧТО ТАКОЕ РЕНТГЕН И ЧЕМ ОН ОТЛИЧАЕТСЯ ОТ ЗИВЕРТА" или "ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИАЦИИ"

Мы уже рассказывали о том, что такое радиация в принципе (см. мою первую статью здесь же). Теперь так же коротко и очень понятным языком обсудим единицы её измерения. Надо сказать, вопрос этот не слишком сложный, но, тем не менее, иногда здесь происходит некоторая путаница.

Начнём с того, что для измерения активности радиоактивных материалов в системе СИ используется такая единица как беккерель (Бк). Фактически это дело показывает то, сколько распадов в секунду происходит в данном веществе за 1 с. Поэтому 1 Бк = 1 с^-1. То есть, речь идёт именно о процессах "внутри" радионуклида, а не об информации о "радиации вокруг" него. Внесистемная единица измерения активности – кюри (Ки). 1 Ки = 3,7 * 10^7 Бк.

Теперь непосредственно о самой радиации. Существует такое понятие как экспозиционная доза. По сути, она просто характеризует способность фотонного (гамма) излучения ионизировать окружающий воздух и представляет собой отношение суммарного заряда ионов, образованных в результате действия излучения, к массе воздуха, на который это действие оказывалось. Соответственно единица измерения экспозиционной дозы – кулон на килограмм (кл/кг). Внесистемная единица измерения – это тот самый рентген (Р). 1 Р = 2,58*10^-4 кл/кг. Мощность экспозиционной дозы измеряется в амперах на килограмм (А/кг) или в рентгенах в секунду (Р/с). На практике, впрочем, часто используют рентгены в час (Р/ч). А мощность – она и есть мощность. Её значение даёт понять, "насколько сильное" гамма-излучение присутствует в данном месте, "сколько рентген воздействует на объект за секунду или за час".

Также существует понятие поглощённой дозы. Это – величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу. Чтобы было понятно, скажем так. Если экспозиционная доза скорее характеризует само по себе излучение (только гамма), то поглощённая – показывает именно "количество" действия излучения (какого-нибудь) на что-либо, "сколько радиации здесь подействовало на объект". Формулировки, разумеется, мягко говоря, некорректные, но весьма наглядные и понятные. В системе СИ данная величина измеряется в греях (Гр). Один грей равен одному джоулю (энергии) на килограмм (вещества) (Дж/кг). Кроме того, есть несистемная единица под название "рад", равная 0,01 Гр. Фактически именно поглощённая доза является основополагающей в дозиметрии. Она показывает именно действие энергии на вещество и применима к радиоактивному излучению любого вида. В общем и целом, в большинстве случаев можно считать, что "100 рентген гамма-излучения равны 100 радам или 1 грею". То есть, в среднем, объект, помещённый в среду, в которой наблюдается мощность гамма-излучения 100 Р/ч, за час получит дозу в 1 грей. А за 2 часа, как несложно догадаться – 2 грея. Хотя на самом деле там всё будет зависеть от конкретной энергии конкретных частиц. Но в среднем – примерно как-то так.

Теперь самое интересное. Дело в том, что разные виды излучения (альфа, бета, гамма. ) по-разному воздействуют на живые организмы. Ранее мы уже отмечали, что альфа-излучение может быть гораздо опаснее, чем бета (другой вопрос, что оно должно ещё как-то "попасть в организм", а для него это сложнее). Поэтому для оценки биологического эффекта облучения организма была придумана эквивалентная доза излучения, измеряемая в зивертах (Зв). Она равна поглощённой (организмом или его частью) дозе, умноженной на так называемый взвешивающий коэффициент данного вида излучения. То есть, величину энергии, полученной организмом или его частью, просто умножают на коэффициент, который у каждого вида излучения свой. Для гамма-излучения он равен 1. Следовательно, в этом (и самом распространённом) случае эквивалентная доза (в Зв) будет численно равна поглощённой (в Гр). Есть и внесистемная единица измерения эквивалентной дозы: бэр (биологический эквивалент рентгена), который равен 0,01 Зв. Таким образом, если человек пробыл 3 часа в местности, мощность экспозиционной дозы в которой составляет 30 Р/ч, то поглощённая им доза излучения примерно такова: 3 * 30 = 90 (рад) = 0,9 (Гр), что в эквиваленте равно 90 (бэр) или 0,9 (Зв).

Для бета-частиц и рентгеновского излучения взвешивающий коэффициент также равен 1.

Для протонного принимается равным 2.

Для альфа-частиц и осколков деления атомов – 20.

Что касается нейтронного излучения, то оно сильно различается по энергии этих самых нейтронов, и здесь коэффициент может быть от 2 до 21.

Получается, что 1 час воздействия альфа-излучения на организм как бы соответствует целым 20 часам воздействия гамма-излучения.

Вообще говоря, учитывая, что для "обычной" радиации (гамма) все три величины численно примерно равны, в дозиметрах часто показывается не мощность экспозиционной дозы в Р/ч, а именно мощность эквивалентной в Зв/ч (на самом деле - обычно в микрозивертах). Кстати говоря, в среднем по Земле естественное её значение составляет около 0,20 мкЗв/ч (20 мкР/ч). Нормой считается излучение до 0,30 мкЗв/ч, хотя по факту абсолютно безопасно для человеческого организма и постоянное пребывание в местности с 0,50 мкЗв/ч.

Всё? Нет, не всё. Излучение ещё и по-разному может действовать на различные ткани и органы организма. Например, глаза могут быть более чувствительны, чем кожа. Для оценки действия излучения на конкретные "места организма" используется ещё один коэффициент, на который умножается суммарная эквивалентная доза облучения организма. Полученная величина называется эффективной дозой и измеряется в тех же единицах, что и эквивалентная. Например, для желудка и лёгких коэффициент равен 0,12, для кожи – 0,01.

Какие конкретно эквивалентные дозы излучения приводят к развитию лучевой болезни? Это тема для отдельного разговора. Если совсем вкратце, то за довольно короткий промежуток времени человек должен успеть получить дозу 100 Р = 1 рад = 1 Гр = 100 бэр = 1 Зв (для гамма-излучения). Да, да, вероятно, именно поэтому знаменитый бар в "Сталкере" был назван именно так.

Автор: Сергей Смолин.

"ЧТО ТАКОЕ РАДИАЦИЯ" и "КАКАЯ ОНА БЫВАЕТ"

Краткая и понятная справка для самых маленьких.

В сети (и не только) иногда попадаются люди, которые не знают даже самых простых вещей про радиацию. Специально для них объясняем. Да, очень вкратце. Да, НЕ совсем научно, а, может быть, даже и НЕ совсем точно, и вообще наивно и по-детски. Но зато очень просто и ясно. А если кому-то нужно больше и правильнее – пожалуйте в Гугл.

Сначала на всякий случай напоминаем. Как известно, вещества состоят из атомов, а атомы состоят из трёх видов частиц: протонов (положительно заряженные частицы), нейтронов (нейтральные частицы), электронов (отрицательно заряженные частицы). Из протонов и нейтронов сделано ядро атома. И тех, и других называют ещё нуклонами. А электроны (которые намного меньше по массе) роятся вокруг этого ядра по специальным "орбитам" (орбиталям). Этот "рой" (облако) электронов нас сейчас не интересует. Все самые захватывающие процессы происходят в ядре.

Собственно все элементы различаются лишь числом протонов и нейтронов. То есть, золото отличается от свинца всего лишь количеством этих частиц, и не более того. Например, в атоме "обычного" водорода – 1 протон и ни одного нейтрона. А в атоме, к примеру, "обычного" железа - 26 протонов и 30 нейтронов (если я сейчас ничего не путаю, впрочем, смысл ясен). Есть, однако, и "необычные" атомы. Например, (при том же числе протонов) нейтронов в атоме может быть больше, чем в большинстве "сородичей". В качестве примера приведём так называемый дейтерий – водород, в котором таки есть не только 1 протон, но и 1 нейтрон. Такие "вариации" называются изотопами. Так, дейтерий – это один из изотопов водорода.

Все эти нуклоны держатся (обычно) вместе и никуда на разлетаются. На это у них есть веские причины, называемые ядерными силами, из-за которых нуклоны притягиваются друг к другу. Строго говоря, само это явление рассматривается уже не в ядерной физике, а в физике элементарных частиц, в общем, просто поверьте, что оно есть. Помимо ядерных сил на нуклоны действуют некоторые другие силы, например, кулоновские силы отталкивания. У "обычных" стабильных изотопов притяжение нуклонов пересиливает всё остальное. И ничего интересного с такими ядрами не происходит. Однако, при некоторых условиях, например, если нейтронов получается "больше, чем нужно", или при некоторых других, могут начать происходить весьма любопытные явления. Именно это и отличает радиоактивные изотопы элементов от не радиоактивных.

Одним из таких любопытных явлений является альфа-распад. При альфа-распаде из ядра атома вылетают – кто бы мог подумать! – так называемые альфа-частицы. Они представляют собой два протона и два нейтрона (то, есть, по сути, это ядра гелия). Соответственно, в ядре остаётся меньшее число нуклонов, и данный атом становится уже атомом другого элемента. Альфа-частицы не могут улететь далеко от покинутого ядра, их пробег в воздухе составляет несколько сантиметров, а в какой-нибудь там алюминий они могут проникнуть только на доли миллиметра, не говоря уже о чём-то более плотном. Альфа-частицы притягивают к себе часть электронов из окружающей среды, чтобы стать "полноценными" атомами гелия. Соответственно, при контакте с ними соседние атомы вещества часть своих электронов теряют и становятся так называемыми ионами. Ввиду маленькой проникающей способности, альфа-излучение в подавляющем большинстве случаев не представляет опасности для человека и прочих зверюшек, так как эти частицы не способны преодолеть даже верхний омертвевший слой кожи (даже если смогут на неё попасть сквозь окружающий воздух). Однако, вещества, в которых происходит альфа-распад, могут быть чрезвычайно опасны при попадании внутрь организма. Кстати говоря, радиоактивные вещества, попав в организм, могут весьма и весьма надолго там задержаться (а некоторые прям очень надолго), то есть, воздействие получится не только гораздо более сильным, но ещё и долгим (и вот это уже относится к изотопам с любым видам распада, а не только с альфа). Именно поэтому при нахождении в некоторых опасных зонах следует пользоваться защитной одеждой и противогазом.

Второе интересное явление, касающееся предмета нашего рассмотрения – бета-распад. Здесь процесс немного более сложный. Существует такая вещь как слабое взаимодействие (тут опять физика элементарных частиц). И вот это взаимодействие при бета-распаде превращает один из нейтронов атома в протон (или наоборот). При этом, в соответствии с определёнными законами, в ядре также "образуются" две частицы. В зависимости от вида бета-распада (отрицательный или положительный), это могут быть либо электрон и антинейтрино, либо позитрон и нейтрино. "Нейтрины" оставим в покое, нам они сейчас не нужны. А вот такие вылетающие из ядер электроны/позитроны – это и есть бета-частицы. Они способны ионизировать чьи-либо атомы, вызывать химические реакции и вообще делать всякие разные вещи. Их проникающая способность – на порядок больше, чем у альфа-частиц. Пробег в воздухе может исчисляться метрами. Эти малыши вполне способны проникать в кожу человека. Вещества с бета-распадом так же очень опасны при попадании вовнутрь (хотя действие бета-частиц на организм всё-таки намного слабее, чем альфа).

Третье явление. Да, правильно. Гамма-излучение. Если альфа- и бета- частицы – это "прямые" продукты того или иного распада, то с гамма-частицами всё иначе. Грубо говоря, это "побочный продукт", образующийся при каких-либо процессах. При тех же распадах, при ядерных реакциях и некоторых других. Представьте, что вы берёте мандарин и делите его на дольки. Помимо собственно долек, у вас в руках останутся ещё кусочки цедры. Вот так и тут. Пример очень примитивный и вообще некорректный, но зато ясный. Гамма-частицы представляют собой фотоны. Да, те самые, из которых состоит, в частности, видимое световое излучение (свет), но только с другими "параметрами". Гамма-частицы обладают очень высокой проникающей способностью и могут преодолевать, скажем, пятисантиметровый слой свинца. Взаимодействие с веществом может быть различным – ионизация, ядерный фотоэффект ("выбивание" из ядра атома нуклонов) и прочее. По опасности для живых организмов гамма-частицы примерно эквивалентны бета, однако, как уже было сказано, проникают в вещества несоизмеримо глубже. Обычно, говоря о радиации как об опасном факторе, подразумевают именно гамма-излучение. Хотя этим словом можно назвать любое из перечисляемых здесь излучений.

Нейтронное излучение. Как несложно догадаться, это поток нейтронов. Фактически наблюдается не "само по себе", а только при ядерных реакциях (в реакторах или при тех самых ядерных взрывах). Вылетающие нейтроны различаются по своей энергии. В отличие от вышеперечисленных частиц, нейтроны взаимодействуют только с ядрами атомов и лучше поглощаются не тяжёлыми (плотными), а лёгкими атомами, скажем, бором. Так называемые "быстрые" нейтроны (с более высокой энергией) поглощаются вообще плохо, однако, могут быть "замедленны" с помощью, к примеру, водородосодержащих материалов (той же воды). Нейтроны могут "цепляться" к ядрам окружающих веществ, в результате чего эти ядра становятся радиоактивными и начинают сами испускать те или иные частицы (наведённая радиоактивность).

Существует также экзотическое протонное излучение и некоторые другие, но их рассмотрение уже выходит за рамки этого разговора.