Научные открытия для тех, кто любит краткость

Все знают, что Вселенная состоит из галактик, а они, в свою очередь, состоят из звезд и межзвездных облаков пыли и газа. Все это вещество мы регистрируем с помощью наших приборов. Но, оказывается, наблюдаемая материя, подобно надводной части айсберга, составляет всего 4 % от всего «имущества» Вселенной. Что же представляют из себя остальные 96 %?

Около 25 % приходится на долю так называемой темной материи. Она не излучает, не поглощает и не рассеивает свет, поэтому невидима. Но именно она своим полем тяготения удерживает галактики в скоплениях и звезды в галактиках. Большая часть темной материи состоит, скорее всего, из не открытых еще в земных условиях частиц. Они гораздо тяжелее протона и очень слабо взаимодействуют с обычным веществом, потому-то их так сложно обнаружить. Остальную часть Вселенной (не менее 70 %) составляет еще более таинственная темная энергия. Что это такое, пока никто не знает, хотя теории на этот счет имеются. Согласно одной из них, это энергия вакуума, запасенная в каком-то физическом поле. Темная энергия равномерно «разлита» во Вселенной: в галактиках ее столько же, сколько вне их. Самое же необычное – то, что темная энергия обладает антитяготением: она как бы расталкивает вещество, заставляя галактики разбегаться друг от друга все быстрее и быстрее. В 1998 году, анализируя данные, полученные на космическом телескопе «Хаббл», астрономы установили, что Вселенная сейчас не просто расширяется, а расширяется с ускорением – все быстрее и быстрее. Природа темной энергии – это главная загадка физики XXI века.

23 мая Загадка сверхпроводимости

23 мая 1908 года родился американский физик Джон Бардин (ум. 1991), лауреат Нобелевской премии «за создание теории сверхпроводимости».

Сверхпроводимость, открытая в 1911 году (см. 28 апреля), долго оставалась загадкой. Только в 1957-м Джон Бардин и его молодые сотрудники Леон Купер и Джон Шриффер построили теорию, объяснившую это явление. Эту теорию называют БКШ – по начальным буквам фамилий ученых. Они показали, что в сверхпроводнике свободные электроны могут двигаться согласованным образом. На квантовом языке это означает, что они находятся в одном и том же квантовом состоянии. Вы можете удивиться: это же противоречит запрету Паули (см. 21 марта)! Но Леон Купер выдвинул идею: электроны при низкой температуре спариваются, образуя пары с нулевым спином (их называют куперовскими парами). Запрет Паули не действует на эти пары, и в одном квантовом состоянии их может быть сколько угодно. Вы опять можете удивиться: спариваться – значит притягиваться, но одноименно заряженные электроны отталкиваются друг от друга! Оказывается, спариванию электронов помогает положительно заряженная ионная решетка. Электрон стягивает на себя ионы решетки, и другой электрон притягивается к этому сгущению положительного заряда. Когда огромное число пар движется согласованно, т. е. течет ток, отдельные возмущения решетки (тепловые колебания, дефекты) не могут нарушить это движение, поэтому сопротивление отсутствует. А при нагревании сверхпроводника до определенной критической температуры куперовские пары распадаются, и сверхпроводимость исчезает (см. 17 апреля).

24 мая Художник-изобретатель

24 мая 1844 года изобретатель Сэмюэл Морзе ввел в эксплуатацию первую в США линию пишущего электромагнитного телеграфа между Вашингтоном и Балтимором длиной свыше 60 км.

Всем известна телеграфная «азбука Морзе» – точки, тире… Достаточно двух проводов и всего двух сигналов, чтобы зашифровать все буквы и цифры. Автор этой азбуки Сэмюэл Морзе (1791–1872) сначала был художником, причем вполне успешным. Он основал в Нью-Йорке Национальную академию рисунка и был ее президентом. Будучи в Европе, он написал самую известную свою картину «Галерея Лувра», на заднем плане которой изображено в миниатюре столько шедевров, сколько смогло вместить полотно. Вернувшись в Америку, Морзе стал профессором живописи в Нью-Йоркском университете. Но в это время он увлекся новым делом.