Журнал "Компьютерра" №726

Гипотеза о существовании загадочной темной материи родилась еще в тридцатые годы прошлого века. Уже тогда астрономы обнаружили, что звезды на периферии галактик вращаются слишком быстро и должны были бы давно разлететься в разные стороны, если бы их не удерживало дополнительное притяжение невидимого вещества. Впрочем, быть может, дело не в темной материи, а просто закон всемирного тяготения Ньютона на галактических масштабах надо подправить - такие теории тоже высказываются. Позже было обнаружено, что так же "неправильно" вращаются большие кластеры из галактик; всплыла и масса других нестыковок. Все они требовали очень разного количества темного вещества, которое больше никоим образом, кроме как гравитацией, себя не проявляет.

Кстати, недавно польские астрономы обнаружили необычную спиральную галактику NGC 4736, в которой вроде бы нет темной материи. Это открытие разом перечеркивает почти все известные теории, но пока данные проверяются, и делать далеко идущие выводы рано.

В новых наблюдениях, которые еще продолжаются, ученые решили посмотреть, как обстоят дела с темной материей во Вселенной на больших масштабах. Для этого на небе был выбран участок примерно в три сотни раз больше полной луны. За звездным небом следили с помощью самой большой 340-мегапиксельной камеры, объективом которой служит установленный на Гавайях канадско-французский телескоп CFHT с зеркалом диаметром 3,6 метра. Ученых интересовали далекие галактики, а точнее, небольшие видимые искажения их формы по сравнению с той, которая у них должна быть. Дело в том, что по общей теории относительности гравитация искривляет пространство, и присутствие темной материи должно немного отклонять лучи света от далеких галактик, а значит, и искажать их вид.

По искажениям формы галактик удалось восстановить распределение темной материи во вселенной и оценить ее среднюю плотность. Оказалось, что загадочная материя сконцентрирована в небольшие плотные сгустки и гигантские нити, простирающиеся в пространстве на сотни миллионов световых лет. Эти нити и сгустки образуют запутанную сеть, вокруг которой гравитация, в свою очередь, начинает собирать обычное вещество в виде газа и пыли. Мало-помалу вещество сжимается, порождая звезды, галактики и их скопления.

Новые данные лучше согласуются с современными теориями эволюции вселенной и с наблюдениями за реликтовым микроволновым излучением. Ранние наблюдения методом линзирования предсказывали слишком большую плотность и скученность темной материи. Эти ошибки, по-видимому, возникли из-за низкой точности определения расстояний до далеких галактик.

Сейчас ученые продолжают наблюдения, распространив их на большую площадь звездного неба. Есть надежды, что большая достоверность данных позволит лучше понять природу темной материи или скорректировать законы тяготения, действующие на вселенских масштабах. ГА

Одежка для ихтиандров

Похоже, ни одно серьезное дело уже не может обойтись без основательных компьютерных расчетов. С их помощью ученые из Ноттингемского университета вместе с коллегами из исследовательского подразделения известного производителя снаряжения для пловцов Speedo разработали костюм LZR Racer. Всего за неделю примерившие его атлеты побили три мировых рекорда.

По сравнению с прошлогодней моделью FS Pro, которая уже помогла установить 21 мировой рекорд, новый костюм снижает сопротивление воды на 5%. А это довольно ощутимо, тем более что борьба давно идет за доли секунды.

Чтобы этого добиться, сначала были отсканированы тела более четырехсот спортсменов, включая нескольких чемпионов, а затем на основе программ для расчета гидродинамики были разработаны специальные алгоритмы, позволившие детально просчитать обтекание тела спортсмена водой. Расчеты выявили те участки на теле, трение воды о которые вызывает наибольшее пассивное сопротивление. На эти зоны дизайнеры поместили специально разработанную скользкую ткань, а сам костюм так облегал и подтягивал тело спортсмена, чтобы максимально снизить сопротивление воды. Кроме того, приходилось учитывать физиологические и биомеханические особенности пловцов, что значительно усложняет задачу. Примечательно, что измерение обтекания и механических свойств самой ткани пришлось заказывать лабораториям NASA.

Успех моделирования поставил перед учеными новые задачи. К олимпийским играм 2012 года компьютерные алгоритмы будут усовершенствованы, что позволит еще точнее просчитать активное сопротивление воды, а также учесть взаимодействие тела с открытой поверхностью воды. ГА

Где прячутся лекарства?