астро

Подписаться на эту метку по RSS

Hydrogen 2 Mole

Рубрика: Блог
Метки: | |
Дата: 17/04/2013 16:17:30
"Hydrogen is an odorless colorless gas which, given enough time, turns into people"
Edward R. Harrison, "Cosmology: The Science of the Universe"

"What would happen if you were to gather a mole (unit of measurement)
of moles (the small furry critter) in one place?"

Sean Rice, http://what-if.xkcd.com/4/

…Где-то на пересечении этих фраз возникает резонный вопрос, задачка по космологии, астрофизике, планетологии, химии и эволюционной биологии: how many moles of hydrogen is enough for creating a mole? Сколько молей водорода будет достаточно для получения крота?

Ключевое слово тут, конечно, «достаточно» – потому что строго необходимое количество водорода определяется массой крота и ничем больше. «От 9 до 170 граммов», сообщает Википедия; пусть будет сто для ровного счета. Берем сто молей водорода (атомарного), синтезируем из водорода тяжелые элементы в нужной пропорции (дефектом массы пренебрегаем), собираем крота наноботами, вкладываем душу – готово. Условие достаточности, однако, подразумевает, что у нас есть только водород и ничего больше.

То есть, для начала, у нас нет наноботов. И даже куда более низкотехнологичного генноинженерного оборудования тоже. Кроту придется зарождаться естественным образом как представителю возникшего в ходе эволюции биологического вида… Хм, кажется, нам уже требуется как минимум планета, способная удержать атмосферу. Оценка потребной массы водорода резко подскакивает с 10-1 до 1024 кг (полегче Земли, потяжелее Марса).
Впрочем, нет – она подскакивает эдак до 1030 кг, потому что от планеты без звезды – хотя бы завалящего желтого карлика – толку мало.

Но основная проблема еще впереди. Ведь тяжелых элементов у нас тоже нет, равно как нет и неизвестной конструкции реактора для их синтеза. Всё, что есть – водород, из которого можно сделать звезды. Уже имеющийся желтый карлик  не решает проблему – во-первых, ассортимент образующихся в его недрах элементов скудноват, во-вторых, почти все они в итоге навсегда останутся в медленно остывающем белом карлике, на поверхности которого разводить кротов весьма затруднительно.

Увеличим массовый бюджет проекта еще раз в десять-двадцать. (Крота, крота, 1032 кг водорода за крота…). Такая звезда уже может взорваться как сверхновая, синтезировав при взрыве всё необходимое для создания землеподобной планеты – даже радиоактивные элементы, которые в разумных дозах будут способствовать увеличению числа мутаций и скорейшему превращению самореплицирующихся прото-РНК в кротов. Есть, однако, одна закавыка – это «всё» после взрыва унесётся в бескрайнее пустое пространство со скоростями порядка 10000 км/c и не получит никаких шансов образовать планету. Упс…

Кажется, нам нужна окружающая среда с хотя бы минимальной плотностью, которая сможет затормозить разлёт остатков Сверхновой.
Кажется, для удержания их в ограниченной области пространства нам не помешает еще и мощное гравитационное поле. Которое при этом должно быть еще и достаточно однородным, чтобы позволить возникнуть планетным системам, так что обойтись компактной черной дырой не получится.

Слушайте, кажется, нам нужна галактика. Для создания одного крота.

* * *
В августе 2008 года в Nature была опубликована статья "A common mass scale for satellite galaxies of the Milky Way", в которой было показано, что массовый спектр карликовых галактик, по-видимому, резко обрывается на значении 107 солнечных масс. Почему-то легче они не бывают. Это явно связано с природой темной материи; не исключено, что вся затея с кротом обречена на провал уже потому, что из водорода без темной материи стабильную галактику не соорудишь. Ну да ладно. Остаётся взять 107 солнечных масс водорода и надеяться на лучшее. Может быть, тёмная материя заваляется где-то между атомами.

Получается примерно 1040 молей молекулярного водорода. Минимум. Возможно, раз в сто больше…

* * *
– …и потом мы узнаем, что всю эту вселенную создали лишь для того, чтобы экспериментальным путём проверить, сколько молей водорода достаточно для создания одного крота. Напрашивается аналогия с Hitchhiker's Guide to the Galaxy.
– Ну да. А 42 – это показатель степени.

Powers of ten

Рубрика: Блог
Метки: | |
Дата: 29/06/2011 01:31:19
Людей, с которыми можно прерываться на разговор о физике, целуясь, меньше,
чем тех, с кем можно целоваться, говоря о физике. И разница есть.

Anna «Cyrridwen» Kozlova

Ты помнишь, как все начиналось? Уже далеко не все было впервые и вновь, но некоторая информация оказывалась ошеломляющей – как будто рассеивался туман, и мы внезапно обнаруживали себя стоящими на вершине горы, с которой открывался вид на необозримые пространства. Мы книгу читали, и книга звалась «Вселенная, жизнь, разум». С этих страниц в нашу жизнь входили описывающие окружающий мир и его судьбу немыслимые степени десятки. Сложно сказать, насколько по-настоящему мы понимали эти числа. Скорее всего, мы смотрели на них через отражение в кривоватом зеркале, как Персей на Медузу. Человек, пожалуй, не может в полной мере прочувствовать расстояние хотя бы до ближайшей звезды, не говоря уже о масштабах Метагалактики, оставшись в здравом уме. Представлять такие образы – все равно, что голыми руками хвататься за раскаленное докрасна железо. Но мы были, по сути, детьми, которые не знали, что горячее обжигает. Лежа ночью в постели, мы рассказывали друг другу, что «через чудовищный промежуток времени ~101500(!) лет любое вещество становится радиоактивным», — и, как ни странно, после этого у нас получалось спать, не крича во сне. Нам было дело до взрывов Сверхновых, до эволюции галактик, до коэффициентов в уравнении Дрейка, до спонтанного распада протона через 1032 лет и до перспектив межзвездных перелетов. «Чтобы полностью “распылить” массу Юпитера, необходимо затратить энергию порядка 1044 эрг», — читали мы. Если бы нас разбудили посреди ночи и сказали, что надо срочно лететь распылять Юпитер и закладывать первый камень сферы Дайсона — это, пожалуй, не вызвало бы никаких вопросов.

И, хотя мы изнывали порой от мелких своих катастроф, но все же искренне считали их исчезающе неважными, потому что на одной ладони у нас была пылающая Сингулярность размером 10-35 м, а на другой – выгоревшая, наполненная черными дырами Вселенная возрастом 1080 лет. Мы ощущали себя обладателями знания такого масштаба, что оно ставило нас в один ряд с гипотетическими богами. Несколько, конечно, недоставало могущества, но это казалось сугубо временным обстоятельством. Нас лишь немного беспокоило то, что может оказаться верной закрытая модель, и уже через 1011-1012 лет нас ждет коллапс Вселенной обратно в сингулярность. Впрочем, мы были уверены, что к тому моменту мы что-нибудь придумаем – благо, кое-какие соображения уже появились.

…Мы, как это принято называть, взрослели. Мы выехали за пределы родного города в мир, который не только не спешил лететь к звездам, но и не считал нужным на них смотреть. Было, в общем, предельно понятно, что миру не до того, а мы не ощущали себя способными с ним спорить. В какой-то момент мы обнаружили, что наш кругозор изрядно сократился и составляет не более 108 м, аккуратно вмещая в себя земной шар. В том, казалось, не было большой беды, потому что на Земле оказалось немало всего интересного. Мы познавали мир, не замечая, как он сужается.

…Мы живем. Наши показатели степени вяло колышутся около нулевой отметки. Нас мало интересует происходящее за пределами нашей комнаты площадью ~101 квадратных метров. Мы не вникаем в природу ежегодно разделяющих с нашим мозгом наше тело вирусов гриппа размером 10-7 м, нас волнует только наличие таблеток 10-2 м в поперечнике. Мы тычемся в разделяющую нас тонкую, но непроницаемую пленку непонимания, считая ее преодоление важнейшей задачей жизни. Рассуждать о судьбах мироздания неуместно, пока мы не найдем способ избавиться от терзающей нас боли, пока не сможем убедить разум перестать кусать свой хвост. Наше число — 100. Единица, тщетно пытающаяся стать хотя бы двойкой.

Иосиф Самуилович, я, конечно же, не считаю, что я что-то предал, разменял миллион по рублю или сотворил еще что-то высокопарное и непростительное, нет. Я просто ощущаю, что, отвлекшись на несколько лет, по-глупому утратил нечто важное для самого себя. Меня убедили, что способность окинуть взглядом жизненный путь Вселенной мало чего стоит без простого бытового счастья. Но, похоже, без этой способности простое бытовое счастье не складывается у некоторых читавших Вашу книгу. Те глаза, что она мне дала — со мной, они не потеряны, хотя и давно не открывались достаточно широко. Я постараюсь перестать их стесняться. Просто потому, что выбора особо и нет.

…Ты помнишь, как всё начиналось. Прошло всего-то порядка 108 секунд. Не поздно вернуться.
Чтобы в полной мере получать удовольствие от прослушивания музыки, надо делать это более-менее регулярно. Чтобы различать тонкие вкусовые оттенки вина, надо иметь опыт его дегустации. Чтобы оценить глубину смыслов, вложенных художником в картину, надо разбираться в истории живописи. Эти и многие другие схожие тезисы обычно не подвергаются сомнению. Однако, за редким исключением, речь в них всегда идет о потреблении продуктов человеческой деятельности. Естественная красота природы считается не то слишком простой, не то слишком неодолимой, чтобы видение ее требовало специальных усилий. Родители тащат упирающихся всеми конечностями детей на концерты симфонических оркестров и в картинные галереи, считая своим долгом привить им искусствоведческий вкус, в то же время полагая, что наслаждаться красотой звездного неба может любой дурак.

Звездное небо упомянуто не случайно – пожалуй, наиболее показательны в этом смысле именно всяческие астрономические явления. Они могут пробуждать глубокие чувства и восприниматься необычайно красивыми и вдохновляющими – но для этого наблюдатель должен понимать, на что он, собственно, смотрит. Речь в данном случае не только и не столько о, скажем, дипскайщиках, часами вглядывающихся в едва различимые туманные пятнышки. (Галактики. В которых миллиарды звезд, и, может быть, миллионы обитаемых планет. А может и нет…). В небе случается много вполне динамичных событий с участием отчетливо видимых объектов, однако без хотя бы базовых познаний в астрономии они вызовут не больше эмоций, чем перемигивание лампочек в гирлянде.

2 февраля 2007 года. Покрытие Луной Сатурна. Любой может увидеть его в окуляр телескопа (скажем так, любой, кто согласится смотреть в окуляр телескопа при температуре минус пятнадцать), но, чтобы увидеть нечто более интересное, чем закатывание горошины под арбуз – надо знать, что есть Луна и что есть Сатурн, где они находятся и как движутся, и хотя бы с точностью до порядка представлять соотношение их диаметров. Тогда есть шанс, что в тот момент, когда кольца Сатурна коснутся диска Луны и начнут исчезать за его краем – плоская картинка обретет глубину, и на какое-то время пресловутые астрономические расстояния из математической абстракции станут наглядно видимой реальностью. Это очень ценное ощущение.



29 марта 2006 года. Полное солнечное затмение. Само по себе явление, пожалуй, можно отнести к той самой категории «слишком неодолимых», чтобы отсутствие каких-либо познаний позволило не заметить его совсем. Однако и в нем есть свои тонкости, свои оттенки букета. Кто-то увидит две яркие звезды, вспыхнувшие на потемневшем небе рядом с затменным солнцем. Кто-то опознает в них Меркурий и Венеру. Кто-то – поймет, что смотрит со стороны на центр Солнечной системы… Видит ту самую картинку, что рисуют в учебниках – вживую. 

Радиус венерианской орбиты – это много, очень много. Даже объекты в десять миллионов раз меньшие слишком велики, чтобы адекватно восприниматься человеком без должной подготовки. Гималайские вершины – это нечто, к чему, кажется, нельзя привыкнуть в полном смысле слова, можно только научиться аккуратно их игнорировать. Мозг получает с сетчатки глаза изображение Аннапурны Южной и констатирует, что картинка красивая. Красивая, как глянцевый разворот National Geographic, красивая, как фильм в IMAX 3D…

Аннапурна Южная
На подступах к Annapurna Base Camp, высота около 4050 м. Аннапурна Южная (7219 м).

Чтобы увидеть другую красоту, более глубокую – надо осознать, что ты видишь. Вспомнить, что эта вершина на три с лишним километра выше той точки, на которой ты находишься. Оценить масштаб. Напрячь воображение и попробовать представить гору целиком и себя рядом с ней. Если получается – ощущение величия окружающего пробегает через тебя, как электрический разряд. Его не удержишь долго – эволюция не выработала в человеке врожденного умения вписывать в картину мира расстояния и размеры, существенно превышающие дальность броска камня.

Те, кто говорят, что научное мышление убивает непосредственность восприятия окружающего мира и лишает человека удовольствия от его созерцания – представления не имеют о научном мышлении.

Знание – не только сила. Знание – еще и красота.
27 августа 2006 года. Кто-то недовольно смотрит на небо, не находя там обещанного Марса размером с Луну. Материт горе-предсказателей, забрасывает пивную бутылку в кусты и идет домой к телевизору.
Уходит, не дождавшись восхода Венеры и Сатурна. Сегодня между ними на небе — четыре угловых минуты. Кто-то из астрологов обратил внимание на редкое событие — и вот уже его клиент с замиранием сердца слушает о грядущих напастях или, наоборот, великолепных перспективах, которые ему сулит схождение планет. Но выведи клиента на рассвете в поле, дай посмотреть на судьбоносный Знак — хмыкнет скептически. Ну, яркая точка, ну совсем рядом точка потусклее — что такого? Не впечатляет... И что эти придурки с телескопами там нашли?

Человек ждет от природы шоу. Такого, чтоб Марс в небесах — как огненный шар из "Пятого элемента". Чтоб ух, ах и нифигасебе. Но чтоб и пивка можно было под это дело попить или там попкорн пожевать.

Шоу однажды будет. Вот как там насчет пивка получится — не уверен...

27 августа 1883 года. Взрыв вулкана Кракатау.
Тротиловый эквивалент взрыва оценивается в 300 мегатонн, то бишь, если воспользоваться затертым до дыр эталоном — в пятнадцать тысяч хиросимских ядерных бомб. Или шесть "кузькиных матерей".
Грохот был отчетливо слышен за пять тысяч километров. Ударная волна в атмосфере затухала пять дней, обогнув земной шар семь раз. Несмотря на низкую плотность населения на соседних островах и побережьях, погибло не менее 36000 человек...

Впрочем, пустое это всё. Вот вам еще число: "извергающийся вулкан выбросил в атмосферу около 25 км3 породы". Вы можете качественно представить себе двадцать пять кубических километров скалы? Для начала пусть даже смирно лежащих, а не парящих в атмосфере? Вот и у меня определенные проблемы... Так что — умолкаю. По ссылке есть еще числа. И другие ссылки, а там — тоже числа. Может быть, кому-то удастся увидеть в них тень тени случившегося 123 года назад.

Шоу однажды будет. Ждите. Я — жду.

Суета вокруг Девятой

Рубрика: Архив Blogger | Блог
Метки: |
Дата: 25/08/2006 11:04:41
— Да нет больше вашего Плутона! Кто протирал пульт?!
"В качестве комментария могу сообщить, что провел на ассамблее неделю и про великую резолюцию слышал за это время один-единственный раз. [...] по сообщениям СМИ создается впечатление, что астрономы собрались в Праге исключительно для решения вопроса о том, что такое планета. Что порождает ехидные комментарии в духе "астрономам больше заняться нечем". На самом же деле данная резолюция — яркий и важный для конкретной области науки, но небольшой эпизод Генеральной ассамблеи."

В общем, астрономы заняты своим делом, а СМИ своим — то есть ощупыванием слона, нахождением на нем мухи и торжественным объявлением, что это и есть слон.
Что же касается всплеска общественного интереса к этой теме... родилась тут фраза, исчерпывающим образом его описывающая:
"А этот пацак всё время думает на языках о научных проблемах, продолжения которых не знает!"
JD = 2453735.197

Бля, как я ненавижу этот праздни

Пардон.
Речь не о том.

Пора сказать пару слов о паре букв. "J", "D". "JD". "JD = ..."

Вот уже месяца три я вписываю это "JD = ..." в каждом посте.
Оно стало своебразным тестом на любопытство. За все это время меня спросили "а что это такое?" шесть человек. Я бы и рад верить, что все прочие это знали и так, узнали из поисковиков или даже дошли до правильного вывода логическим путем — но, увы, подобный оптимизм из меня давно повыбит.

JD — Julian Date, Юлианская дата. Количество суток, прошедших с полудня 1 января 4713 г. до н.э. (по всемирному времени, UTC). Линейная шкала времени в чистом виде.

Но смысл был не в этом. Это "JD" — прежде всего напоминание. Мне... и всем, кто захочет помнить.

О том, что любая цикличность счета времени — по сути, навязана.

О том, что отсчет неких "лет" исходя из колебаний температуры окружающей среды — уместен для диких животных, которым надо успеть спариться, принести потомство и отъесться в более-менее благоприятных условиях. Эта самая среда ныне осталась за хрустальным колпаком технологий — но цикл продолжает тикать.

О том, что в современных условиях то же самое, в общем-то, можно сказать и об отсчете неких "суток", привязанных к колебаниям освещенности.

О том, что 60-секундная "минута", 60-минутный "час", 24-часовые "сутки", 7-дневная "неделя" и так сразу и не скажешь скольки-дневные "месяцы" — это нечто, что обосновать потруднее, чем неизбежность несчастья после встречи бабы с пустыми ведрами.

О том, что все эти циклы дают ложную надежду, подобную наркотику — да, ни хрена не получилось в этом году/месяце/неделе/дне... пожалуй, уж и не получится... можно спокойно посидеть до Нового Года/выходных/вечера... зато вот уж в следующем!... Да-да. Прям с восьми утра первого января все станет совсем по-другому, безусловно. Ось Земли покачнется по такому поводу.

О том, что... да, именно. Есть только миг между прошлым и будущим ©.

А еще — о том, что очень сомнительно, что мне или кому-либо из тех, кто это читает, удастся однажды увидеть "JD = 25..." вместо нынешнего "JD = 24...". Это, знаете ли, порой очень отрезвляет.

На автобусе до М51

Рубрика: Архив LJ | Блог
Метки: |
Дата: 14/10/2005 15:39:48
JD = 2453658.027

Читаю наспех написанную на клочке бумаги инструкцию из серии "как добраться". Заканчивается она словами "...две остановки на автобусе. Дом 51".

Прочитываю "на автобусе до М51".

Первая мысль: галактика М51 "Водоворот"


Итак, как это было:

03:10:00, 06/09/2005. Тихо в лесу Долгопе, только не спит Дракон...

Выхожу. Ругаюсь на слепящие фонари, ищу тень. Без проблем нахожу на востоке ориентиры - Марс и Альдебаран. Жду...
03:18:07. Ниже и правее Марса вспыхивает новая точка и начинает стремительно набирать яркость.
03:18:11. Пик вспышки. Марс и Альдебаран чахнут и дохнут - объект скорее похож на самолетный прожектор или далекий выстрел из ракетницы, чем на небесное тело. Яркость - -7m (!)
03:18:13. Точка угасает. Кто-то с хорошими (или вооруженными) глазами может увидеть, как она через полминуты проползёт мимо Альдебарана.

Ну а я - иду домой. С ощущением, что видел... ну не сказать, конечно, что чудо. Просто - отлаженный механизм. Но отлаженный до чудесной степени.

Что это было:
Это была вспышка спутника Iridium 81. Иридиумы - это орбитальная группировка спутников, обеспечивающих работу спутниковых телефонов и других видов связи на всей территории Земли. Отдельно взятый спутник выглядит так:
Иридиум, одна штука
Он имеет две главные антенны с отражающей поверхностью. В определенные моменты они отбрасывают солнечный зайчик на Землю - и тогда из центра зайчика спутник бывает виден как объект -8..-9 звездной величины, т.е. превосходит по блеску в десятки раз даже Венеру, не говоря уже о других планетах и звездах. В каждом конкретном месте это происходит примерно раз в неделю, и каждый день бывают вспышки послабее.
Главная прелесть этого явления - то, что его можно легко предсказать. Параметры движения спутников по орбите и их ориентация в пространстве известны и регулярно обновляются, остальное - дело техники. Техника делает свое дело, например, на сайте http://hea.iki.rssi.ru/~denis/riridm.html. Там приводится расписание вспышек для Москвы. Для самых ярких - составляются карты соответствующих участков неба. (А также там есть Iridium FAQ и другая ценная информация). Для более точного предсказания можно воспользоваться сайтом http://www.heavens-above.com. Введя координаты своего местонахождения (которые легко добыть, например, путем нахождения на спутниковых картах Гугля (maps.google.com) своего дома и внимательного изучения выдаваемой ссылки), можно получить исчерпывающую информацию о вспышках в ближайшее время... Полученные координаты вспышки хорошо скормить какой-нибудь программе-планетарию и посмотреть, какие поблизости есть ориентиры.

Возможные применения:
- запудривание мозгов локальное - знакомым девушкам;
- запудривание мозгов глобальное - организация сект и провозглашение вспышек Святых Сверхновых;
- изучение неба (в процессе ориентирования основные объекты волей-неволей опознать и запомнить придется...);
- чистое и бескорыстное восхищение.
Есть такая очень хорошая "Сказка о Луне"...

"Hочь. Hа yлице стоят два человека.
-- Чемy вы yлыбаетесь? -- спpашивает один дpyгого.
-- Да вот, любyюсь Лyной.
-- Чем любyетесь?
-- Лyной, -- человек показывает на Лyнy пальцем, но его собеседник даже не поднимает головы.
-- Какой Лyной? -- спpашивает он.
-- Да вот же она, -- yдивляется человек, -- пpямо пеpед вами, желтая такая.
-- Желтая?! О Боже. Hадо комy-нибyдь pассказать.
Чеpез полчаса вокpyг человека собиpается толпа.
-- Учитель, pасскажи нам о Лyне, -- pобко пpосит делегат от толпы.
-- Какого лешего тyт pассказывать? -- гоpячится человек. -- Поднимите головы и все yвидите сами.
Кто-то, не отpывая от человека пpеданных глаз, тоpопливо пишет в своем блокноте: "Стоит лишь поднять головy -- и взоpy откpоется Лyна, желтый кpyг на фоне чеpного неба..."
-- Ты чего это пишешь? -- настоpоженно спpашивает человек.
-- Кто-то должен сохpанить yчение для потомков, а если не я, то кто?
-- Какое, в задницy, yчение?! ПРОСТО ПОДЫМИ ГОЛОВУ!!!
"Поднять головy -- не сложно, а пpосто..." -- вновь начинает стpочить новоявленный евангелист, но человек бьет его снизy кyлаком в подбоpодок и пеpед глазами пишyщего мелькает желтое пятно.
-- Что это было, Учитель???
-- Лyна.
-- Боже, я yвидел Лyнy. Я yвидел Лyнy! Лyнy!!!
-- Он yвидел Лyнy, -- волнyется толпа и начинает водить вокpyг потиpающего подбоpодок лyновидца хоpовод.
Человек, междy тем, машет на все это дело pyкой и yходит пpочь, любyясь полнолyнием.
Чеpез две тысячи лет кто-то читает лyнное евангелие и тяжело вздыхает: "А толкy-то, -- дyмает он. -- В те вpемена Учитель был pядом и всегда мог дать тебе по зyбам в нyжный момент.
Hекотоpые, пpавда, yтвеpждают, что одной книги достаточно и что они собственными глазами видят Лyнy каждyю ночь, но комy можно веpить в наше вpемя? А, может, и вообще -- сказки все это, вот чего я вам скажy..."


Так вот. Жизнь, как всегда, покруче любой сказки.
Во время своего джихада против "Марса-размером-с-Луну" я как минимум раз десять наткнулся в форумах, ЖЖах и прочих блогах на фразы типа
"А что, Луну разве днем видно?"

Сломал три веника. Не убился.