Сегодня - 27.09.2020

Задайте вопрос учёному

В этом разделе вы можете задать вопросы, относящиеся к любому научному направлению: будь то археология или ядерная физика. Задавая вопрос, вы можете обозначить, ученому какой специальности он адресован. Если вы не определились с адресатом, мы найдем для ответа на ваш вопрос компетентного эксперта. Ответ будет опубликован на сайте.

Обращаем ваше внимание на то, что не подлежат рассмотрению вопросы и обращения, в которых содержатся выражения, оскорбляющие чьи-либо честь и достоинство, а также те, из которых не представляется возможным понять суть вопроса.

Вопросы вы можете направлять на электронный адрес: scienceinsiberia@gmail.com с пометкой в теме: «Вопрос ученому»



Позволяет ли электротяга создать такую скорость, которая выведет объект за пределы Земли?

Отвечает старший научный сотрудник Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, кандидат физико-математических наук Евгений Михайлович Балдин.

 


Здравствуйте, очень хотелось бы знать, теоретически возможно разогнать «объект» электротягой до скорости, которой хватило бы «объекту» в движении по инерции достигнуть высоты позволяющей не вернуться обратно на поверхность Земли? Спасибо.


Евгений БалдинПочему теоретически? Рельсотрон - реальное перспективное оружие, которое вполне себе развивается. В отличие от оружия, основанного на сгорании пороха, начальная скорость разгоняемого объекта не ограничивается скоростью протекания химической реакции. Жёстким физическим ограничением является только скорость света. Реально демонстрируемые прототипы для ВМС США разгоняют снаряды весом 3 кг до 2.5 километров в секунду. Поговаривают, что в середине 80-х в Советском Союзе был создан прототип рельсового ускорителя со скоростью выпускаемого снаряда чуть-чуть не дотянувшей до 10 км в секунду, что лишь на 10% меньше второй космической без учёта сопротивления атмосферы. К сожалению, подтвердить достоверность этого утверждения я не могу.

Причина, почему рельсотроны всё ещё остаются в стадии прототипа — это крайне низкая эффективность устройства. Вторая проблема с запуском путём выстрела заключается в экстремальном ускорении, которое должен испытать разгоняемый объект. Это не проблема для сплошной железной болванки, но приборам, и уж тем более живым объектам, выжить вряд ли удастся.
 




Почему небо голубое?

Отвечает старший научный сотрудник Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, кандидат физико-математических наук Андрей Алексеевич Шошин .

 


Почему небо голубое? Как зависит цвет неба от состава атмосферы? Какого цвета небо будет на других планетах солнечной системы?


На земле небо голубое потому, что когда солнечный свет (содержащий разные цвета) проходит через атмосферу - голубой цвет рассеивается с большей вероятностью, чем красный. То есть, голубой цвет неба - это рассеянные в атмосфере фотоны солнечного света. По этой же причине у Солнца на закате красный цвет - голубые фотоны в атмосфере рассеялись вбок, на прямой линии от Солнца осталось больше красных фотонов.

Цвет неба, например, на Марсе (где атмосфера тоньше) можно увидеть на сайте NASA благодаря цветной камере на марсоходе.




Насколько перспективна теория струн с позиции здравого смысла, а не математической красоты? И есть ли у этой теории конкуренты?

Отвечает старший научный сотрудник Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, кандидат физико-математических наук Андрей Алексеевич Шошин

 

Прочитал книгу Грина о современных взглядах физиков об устройстве Вселенной, в частности о теории струн. Не кажется ли вам, ученым, что вы очень далеко отошли от действительности? Ведь если теорию нельзя проверить экспериментом, то она ничего не стоит. Насколько перспективна эта теория (струн) с позиции здравого смысла, а не математической красоты? И есть ли у этой теории конкуренты?


Андрей ШошинУ теории струн есть конкуренты, и она является всего лишь гипотезой. Возможно, когда-нибудь её удастся подтвердить или опровергнуть, но для этого эту теорию нужно хорошо изучить. Либо найти ей замену, которую можно будет подтвердить.

 
Фото: анонс - egofree.ru, 1 - предоставлено А.Шошиным



Мы когда-нибудь полетим к звездам, или это утопия?

Отвечает старший научный сотрудник Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, кандидат физико-математических наук Андрей Алексеевич Шошин

 

Скажите, мы когда-нибудь полетим к звездам или это утопия в связи c ограниченностью скорости света. В последнее время ОТО (общая теория относительности) и СТО (специальная теория относительности) подвергаются критике, не получилось ли так, что человечество пошло по неправильному пути и нужно пересмотреть фундамент?


Андрей ШошинНа данный момент безопасные для человека полеты внутри Солнечной системы представляют серьезную трудность (как с технической, так и с финансовой точек зрения). Для человека в космосе слишком велик радиационный фон от космических лучей (на Земле нас хорошо защищает атмосфера). Поставить на межпланетный корабль толстую радиационную защиту сегодня почти невозможно, поэтому даже при экспедиции на Марс экипаж получит значительную дозу облучения. О звездах тоже пока остается только мечтать - в космосе слишком большие расстояния, и полет будет длиться очень долго.

СТО и ОТО всегда подвергались критике, однако до нынешнего момента эксперименты всегда подтверждали их правоту, поэтому у физиков нет сомнения, что эти теории верны.
 
Фото: анонс - cinemarket.ru, (1) - предоставлено А.Шошиным



Будет ли 21 декабря 2012 года парад планет?

Отвечает преподаватель Новосибирского планетария Илья Котовщиков.

 


В СМИ появилась интформация, что 21 декабря 2012 года будет проходить парад планет, именно из-за него наступит конец света, так ли это?


Илья КотовщиковПарады планет делятся, во-первых, по величине: большой и малый, во-вторых: по видимости: можем мы их наблюдать с земли или нет. Большим парадом планет называется явление, когда планеты, в количестве от 6 штук находятся по одну сторону от Солнца в небольшом секторе (угол 30-40 градусов), он может включать в себя Юпитер, Венеру, Марс, Сатурн, Уран и Землю. Малый парад планет образуют  Меркурий, Венера, Марс и Сатурн. Понятно, что наблюдать их можно не все, хотя бы потому, что Земля сама участвует в этом событии. Видимый большой парад планет (от 5) проходит достаточно редко: раз в 19-20 лет. Видимый малый парад планет (3 и больше) проходит чаще: 1-2 раза в год. Есть еще великий парад планет, он бывает чрезвычайно редко. В 1953 году до н. э.  древние китайские астрономы наблюдали такое явление: все планеты, кроме Меркурия, выстроились в ряд.  

Так вот, 21 декабря действительно будет парад планет: видимый и малый, участвовать будут Меркурий, Венера и Сатурн. Даже на большой парад не набирается небесных тел, не говоря уже о великом. Можно предположить, что это заблуждение разошлось из-за СМИ: журналисты услышали про парад планет, и сказали, что всем конец.

Ответ на вопрос был озвучен в рамках научного кафе «Эврика!»

Фото: анонс - earth-chronicles.ru, 1 - Ю. Позднякова




Могут ли процессы, протекающие в ускорителе заряженных частиц, переводить в возбужденное состояние атомы конструкционных элементов?

Отвечает старший научный сотрудник Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, кандидат физико-математических наук Евгений Михайлович Балдин.

 


Поясните, пожалуйста: могут ли процессы, протекающие в ускорителе заряженных частиц (потоки частиц и квантов), переводить атомы конструкционных материалов оборудования в возбужденное состояние? Речь идет не о ядерных реакциях – они, безусловно, протекают, а о переводе атома в возбужденное состояние с последующим излучением гамма квантов.


Евгений БалдинПод ваше описание (взаимодействие элементарных частиц с веществом с изучением фотона) подпадает, вероятно, следующий механизм: тормозное излучение. Тормозное излучение (такая статья есть в русскоязычной Википедии, хотя в англоязычной - гораздо больше технической информации)—  излучение фотонов в результате торможения заряженной частицы в поле ядер (или электронов) среды. Наверное, это можно рассмотреть как взаимодействие частицы с атомами, которые в результате индуцированного возбуждения высвечивают избыточную энергию в виде фотонов.

Вообще, проходя через вещество (даже без учёта ядерного взаимодействия), заряженная частица теряет энергию, и часть потерянной энергии  преобразуется в фотоны. Этот эффект используется для детектирования элементарных частиц. Для этой цели используются специальные вещества: сцинтилляторы (в Википедии есть достаточно подробная разъясняющая статья).

Взаимодействие элементарных частиц с веществом довольно непростая тема с массой нюансов. Подробное их рассмотрение есть в специализированной литературе. Для самостоятельного изучения на более/менее разумном практическом уровне я бы рекомендовал «Детекторы элементарных частиц» Клауса Групена, русский перевод которой был выпущен в 1999 году. Книга посвящена, как следует из названия, собственно способам детектирования элементарных частиц и все эти способы используют те или иные типы отклика вещества на прохождение частиц через него.

P.S. Сканы этой книге легко находятся в интернете. Сам автор, если я правильно понимаю, был не против копий, более того, он раздавал их всем желающим.

Фото: Ю. Позднякова
 




Что такое движение тел и есть ли оно?

Отвечает старший научный сотрудник Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, кандидат физико-математических наук Андрей Алексеевич Шошин.

 


Что такое движение тел и есть ли оно? Есть шарик, и он занимает собой все пространство, то есть в этом месте, объеме кроме него нет ничего. Тогда его перемещение должно на короткое время открывать пустоту, которой не бывает. В микромире частицы не движутся, а появляются и исчезают - создаются, следовательно, и тела ведут себя так же?


Андрей ШошинДвижение тел - это изменение их координат в пространстве, нет никаких сомнений в том, что движение тел существует. Если речь идет об условиях на Земле, то атмосферные газы быстро заполняют область пространства, из которого сдвинулся шарик. В микромире частицы движутся, при взаимодействиях по строго определенным правилам частицы могут исчезать и могут возникать новые частицы. Большие объекты состоят из очень большого числа микрообъектов, поэтому поведение первых уже определяется законами статистической физики и физики сплошных сред, а не законами движения отдельной микрочастицы, где основную роль играют законы квантовой физики.




Почему невозможно создать вечный двигатель?

Отвечает старший научный сотрудник Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, кандидат физико-математических наук Евгений Михайлович Балдин.

 


Я когда-то читал книги Перельмана, в том числе «занимательную физику», и там среди проектов вечных двигателей был такой: имеется башня, наполненная водой, внизу этой башни есть некий шлюз, сквозь который вода не выходит, но могут извне вовнутрь проходить деревянные ящики, связанные цепью. Замкнутая цепь с прикреплёнными к ней пустыми герметичными деревянными ящиками наполовину внутри башни с водой, наполовину снаружи, держится на системе блоков, через блоки ящики могут проходить. По задумке автора этого вечного двигателя, ящики внутри башни, находясь под водой, будут под действием силы Архимеда всплывать, а взамен им будут втягиваться новые ящики, и движение не будет прекращаться. Яков Исидорович объясняет, что при втягивании очередного ящика сила давления столба воды, давящего на поверхность ящика, уравновесит архимедову силу ящиков, которые сейчас под водой, поэтому такой двигатель не будет работать. А что, если устранить такую поверхность, на которую вода будет давить? Давайте заменим цепь с ящиками на полый резиновый бесконечный шланг (наподобие велосипедной камеры, только без нипеля, больше и длиннее). В этом случае та часть шланга, которая находится под водой, несомненно, будет стремиться всплыть и потянет за собой шланг снаружи башни. Но в отличие от ящиков у шланга нет «поперечной» площади, давя на которую, вода могла бы уравновесить архимедову силу. Тем не менее, понятно, что вечного движения не будет - вечный двигатель невозможен. Можете объяснить популярным языком, почему именно такая конструкция не будет давать вечного движения?


Евгений БалдинЕсли вы устраните поверхность, которая не даёт системе провернуться, то вы устраняете и поверхность которая «заставляет систему провернуться».  Если у вас не будет нижней грани (как, например, у подводной лодки, которая залегла на дно), то никакой выталкивающей силы не будет. Вообще существование вечных двигателей противоречит Закону сохранение энергии, который на сегодня не опровергнут ни одним из известных физических экспериментов (фантазии шарлатанов и людей с отклонениями в психики не в счёт). Подчёркиваю - это не теория, это результат множества экспериментов, которые начались в момент основания физики, как науки и продолжаются до сих пор.  Иными словами: если вы не против закона сохранения энергии, то любые попытки объяснить с его использованием возможность существования вечного двигателя бессмыслены.
 




Какие последствия будет иметь мощная солнечная вспышка?

Отвечает директор Астрономической обсерватории Иркутского государственного университета кандидат физико-математических наук Сергей Арктурович Язев.

 


Здравствуйте! В 1859 году на Солнце произошла мощнейшая вспышка, в результате которой корональный выброс массы «выстрелил»прямо в нас. Какие будут последствия, если подобное событие произойдет в наши дни? Что будет с протяженными высоковольтными ЛЭП? Как они защищены и достаточна ли эта защита? Что будет с космонавтами на МКС? Дмитрий.


Сергей Язев- Честно говоря, ответить однозначно на вопрос сложно. В XIX веке не было орбитальных рентгеновских телескопов, а также спутников, которые регистрировали бы потоки солнечных протонов и энергию приходящих к Земле частиц. Известно, что в связи со знаменитой «кэррингтоновской» вспышкой 1 сентября 1859 года искрили провода, стрелки компасов беспорядочно метались, наблюдались мощнейшие полярные сияния. Каков был рентгеновский балл той вспышки, каков был поток протонов от нее - мы уже никогда не узнаем.

Сильные вспышки происходили и в современную эпоху - например, в марте и октябре 1989 года, в октябре 2003 года. Как мы помним, человечество относительно благополучно пережило эти события (за несколькими исключениями). Стал хрестоматийным случай выхода из строя силового трансформатора в канадской провинции Квебек в 1989 г. Известен случай отказа системы GPS на несколько минут из-за мощных радиопомех, связанных со вспышкой в 2003 году. В остальном все было в порядке: и высоковольтные ЛЭП, и экипажи орбитальных станций не пострадали.

Хочу отметить, что полтора века назад не была известна современная техника заземлений и экранирования электрических цепей, поэтому были отмечены яркие проявления наведения дополнительных токов в несовершенных сетях того времени. В наше время сети создаются с должным  запасом надежности. Поэтому обычные рассуждения в СМИ об опасности  солнечных вспышек для земной техносферы, как правило, сильно преувеличены.

Фото: анонс - svit24.net, 1 - Е. Пустолякова.




Можно ли считать Шолохова автором «Тихого Дона»?

Отвечает научные сотрудники сектора литературоведения Института филологии СО РАН, (зав. сектором член-корреспондент РАН, советник РАН, Е.К. Ромодановская)

 


Можно ли считать Шолохова автором «Тихого Дона»?


Если отвечать кратко, то – да, поскольку никем еще не доказано обратного. Академическая наука признает М. Шолохова автором романа «Тихий Дон» и «Донских рассказов», материалом для которых служит действительность послереволюционных лет. Сюжеты и конфликты рассказов предваряют основные конфликты и сюжет «Тихого Дона»: отец против сына, брат против брата, муж против жены.

Во-вторых, нельзя опираться на домыслы, такие как авторство некоего Крюкова. Научно обосновано, что Крюков (его произведения были изданы) автором романа «Тихий Дон» являться не может (был произведен детальный текстологический анализ). Существует обширная полемика, и доводы противников авторства М. Шолохова сводятся, по существу, к нескольким тезисам: нельзя в столь молодом возрасте написать столь серьезное произведение, к тому же потом он ничего равного, соразмерного не написал. Но М.Шолохов – не уникальный случай. Молодой Л. Леонов оценивался современниками не менее высоко, автор романа «Вор» (1928) и ранних рассказов также проявил гениальность в начале творческого пути. Видимо, в эту бурную эпоху год шел за три. Причем, далее Л.  Леонов, как и М. Шолохов, после 1930-х гг. пишет уже гораздо слабее: «Соть», «Скутаревский» несопоставимы с романом «Вор», другое дело, что Л. Леонов написал и опубликовал в 1994 г. «Пирамиду», а Шолохов, увы, нет.

Жители станицы Вешенской узнавали в героях романа М. Шолохова своих односельчан, черновики романа обнаружены. Возможно, М. Шолохов мог использовать какие-то чужие материалы и наброски в работе над романом, о чем пишут многие противники авторства М. Шолохова. Но пока никто не смог текстологически подтвердить эту гипотезу.

Подробнее о полемике вокруг романа и проблеме авторства можно прочесть книгу: Ф.Ф. Кузнецов. «Тихий Дон: судьба и правда великого романа». М.: ИМЛИ РАН, 2005. 864 с.
 

Система Orphus