Озеро черных шаров. Зачем власти Лос-Анджелеса высыпали 96 млн черных шаров в водохранилище?
С другого угла
Америка удивляет зачастую весьма неожиданными вещами. Так, например, на территории Лос-Анджелеса располагается водохранилище, гладь которого заполонена 96 миллионами чёрных шаров. Они заполнили большую часть водного пространства, и поэтому водохранилище кажется совершенно чёрным. Что же послужило причиной для такого необычного поступка? Зачем властям понадобилось заполнить поверхность водохранилища шарами?
Чёрное водохранилище
Если смотреть на искусственный американский водоём издалека, то шаров можно даже и не заметить. Из-за этого вид водохранилища кажется ещё более странным и даже пугающим. Издалека может показаться, что это чёрный асфальт, поле или очень загрязнённый водоём.
И только если подойти ближе, то можно разглядеть отдельные чёрные шары, которые и создают видимость чёрной равнины. Общее количество шаров — примерно 96 миллионов. Выброшены они были властями города абсолютно целенаправленно ещё в далёком 2015 году.
Защита от солнца
Чёрные шары — не прихоть а, можно даже сказать, особая разработка учёных. Необходимы они, в первую очередь, для того, чтобы защитить поверхность водоёма от прямых солнечных лучей.
В очень жаркие дни поверхность водоёма может сильно нагреваться, и верхние слои воды начнут поэтому испаряться. Вследствие этого уменьшается уровень воды. С естественными водоёмами — реками, озёрами, морями и прудами — проблем не возникает, потому что они наполняются от дождей и соседствующих водоёмов. Искусственные же водохранилища ограничены в запасах воды, поэтому испарение — нежелательный процесс.
Чёрные шары не позволяют этого сделать. Ультрафиолетовые лучи нагревают поверхность шаров, но водная поверхность их охлаждает. Поэтому само водохранилище не нагревается, и его объём остаётся таким же.
Защита от живых существ
Помимо этого американское водохранилище, таким образом, защищается и от воздействия живых существ. Существуют такие бактерии и вредные микроорганизмы, для которых пространство под открытыми солнечными лучами наиболее благоприятно. Естественно, чёрные шары блокируют их распространение.
Также наиболее крупная живность тоже старается не взаимодействовать с шарами. До 2015 года в территории этого искусственного водоёма обитали чайки и другие птицы, которые загрязняли воду своими выделениями и продуктами жизнедеятельности. Теперь же они этого не делают.
Из чего состоят таинственные шары?
Поверхность и состав шаров абсолютно безопасен для водоёма и не содержит в себе никаких вредных веществ. Материал шаров позволяет их после длительного использования подвергнуть процессу переработки. Поэтому можно с уверенностью утверждать, что чёрное поле — это экологически чистый проект.
Его разработка и осуществление обошлись американским учёным в 35 миллионов долларов. Обеспечивать безопасность водоёму и функционировать в полной мере чёрные шары могут на протяжении 10-ти лет. Поэтому в 2025 году их потребуется утилизировать и заменить на новые, если правительство города решит, что проект действительно выгоден и приносит огромную пользу.
Чёрное водохранилище
Если смотреть на искусственный американский водоём издалека, то шаров можно даже и не заметить. Из-за этого вид водохранилища кажется ещё более странным и даже пугающим. Издалека может показаться, что это чёрный асфальт, поле или очень загрязнённый водоём.
И только если подойти ближе, то можно разглядеть отдельные чёрные шары, которые и создают видимость чёрной равнины. Общее количество шаров — примерно 96 миллионов. Выброшены они были властями города абсолютно целенаправленно ещё в далёком 2015 году.
Защита от солнца
Чёрные шары — не прихоть а, можно даже сказать, особая разработка учёных. Необходимы они, в первую очередь, для того, чтобы защитить поверхность водоёма от прямых солнечных лучей.
В очень жаркие дни поверхность водоёма может сильно нагреваться, и верхние слои воды начнут поэтому испаряться. Вследствие этого уменьшается уровень воды. С естественными водоёмами — реками, озёрами, морями и прудами — проблем не возникает, потому что они наполняются от дождей и соседствующих водоёмов. Искусственные же водохранилища ограничены в запасах воды, поэтому испарение — нежелательный процесс.
Чёрные шары не позволяют этого сделать. Ультрафиолетовые лучи нагревают поверхность шаров, но водная поверхность их охлаждает. Поэтому само водохранилище не нагревается, и его объём остаётся таким же.
Защита от живых существ
Помимо этого американское водохранилище, таким образом, защищается и от воздействия живых существ. Существуют такие бактерии и вредные микроорганизмы, для которых пространство под открытыми солнечными лучами наиболее благоприятно. Естественно, чёрные шары блокируют их распространение.
Также наиболее крупная живность тоже старается не взаимодействовать с шарами. До 2015 года в территории этого искусственного водоёма обитали чайки и другие птицы, которые загрязняли воду своими выделениями и продуктами жизнедеятельности. Теперь же они этого не делают.
Из чего состоят таинственные шары?
Поверхность и состав шаров абсолютно безопасен для водоёма и не содержит в себе никаких вредных веществ. Материал шаров позволяет их после длительного использования подвергнуть процессу переработки. Поэтому можно с уверенностью утверждать, что чёрное поле — это экологически чистый проект.
Его разработка и осуществление обошлись американским учёным в 35 миллионов долларов. Обеспечивать безопасность водоёму и функционировать в полной мере чёрные шары могут на протяжении 10-ти лет. Поэтому в 2025 году их потребуется утилизировать и заменить на новые, если правительство города решит, что проект действительно выгоден и приносит огромную пользу.
-
В начале 20 века теории Альберта Эйнштейна просто перевернули тогдашние представления о Вселенной. Всё во Вселенной стало относительно даже время. Каждый наверняка слышал об общей теории относительности или специальной, но точно не все их понимают. В этой статье мы попробуем словесно, без каких-либо формул, а с помощью двух экспериментов объяснить Вам довольно сложную теорию и узнать, как скорость влияет на течение самого времени...
Условный эксперимент
Прежде чем ответить на вышеуказанный вопрос, рассмотрим такой условный эксперимент. Давайте создадим часы, которые будут измерять время с помощью двух зеркал и фотона, отображаемого между ними с периодом в одну секунду. Теперь расположим одни из таких часов над поверхностью Земли на высоте h в точке A, а другие на поверхности в точке B. Далее возьмем какой-то определённый объект, который будет падать на Землю с высоты h, причём время падения этого объекта будет измеряться своими собственными часами, которые работают таким же принципом как и два предыдущих.
Фотон, отображаемый в зеркалах, двигается так же, как теннисный мяч между двумя ракетками. А когда эти зеркала двигаются, то это будет выглядеть как будто теннисный мяч прыгает по поезду, а он в свою очередь двигается. Для неподвижного наблюдателя движение теннисного мяча будет описывать треугольник. Так же будет происходить с фотоном в часах падающего объекта. Фотон якобы одолевает большее расстояние после своего отображения.
Согласно такому эксперименту легко понять, что чем быстрее будет двигаться объект, тем больше фотону нужно будет времени для своего отображения и тем больше будет растягиваться продолжительность одной секунды. Кроме этого небольшое увеличение гравитационного потенциала с ростом высоты тоже будет ускорять часы в точке A. Таким образом, ход времени в точке B будет немного медленнее, чем в A. Разница на таких масштабах будет мизерной, но на масштабах массивных космических объектов уже будет ощутимой. Следовательно, согласно теории Эйнштейна, около массивных объектов время будет идти медленнее.
Эксперимент Хафеле-Китинга
Как мы уже поняли согласно специальной теории относительности, скорость течения времени наибольшая для наблюдателя, который находится в состоянии покоя. Чтобы проверить данную теорию уже не теоретически, а практически осенью 1971 года Джозеф Хафеле и Ричард Китинг облетели авиалайнерами дважды вокруг Земли вместе с несколькими атомными часами. Сначала полёт проходил в восточном, а затем в западном направлениях. После такого эксперимента физики сравнили время на летающих атомных часов с атомными часами, которые во время полёта оставались в Военно-морской обсерватории США. Оказалось, что положительные и отрицательные разницы течения времени отличались от нуля.
В данном эксперименте, центр Земли находился в покоящейся системе отсчета. Если часы на борту самолета двигались к востоку, то есть в направление вращения Земли, то время на таких часах будет идти медленнее чем на часах на поверхности Земли, а на часах, двигавшихся в противоположном направлении — быстрее.
Позже данный опыт повторили с большей точностью. И эти значения используются даже для системы GPS для точного позиционирования.
Условный эксперимент
Прежде чем ответить на вышеуказанный вопрос, рассмотрим такой условный эксперимент. Давайте создадим часы, которые будут измерять время с помощью двух зеркал и фотона, отображаемого между ними с периодом в одну секунду. Теперь расположим одни из таких часов над поверхностью Земли на высоте h в точке A, а другие на поверхности в точке B. Далее возьмем какой-то определённый объект, который будет падать на Землю с высоты h, причём время падения этого объекта будет измеряться своими собственными часами, которые работают таким же принципом как и два предыдущих.
Фотон, отображаемый в зеркалах, двигается так же, как теннисный мяч между двумя ракетками. А когда эти зеркала двигаются, то это будет выглядеть как будто теннисный мяч прыгает по поезду, а он в свою очередь двигается. Для неподвижного наблюдателя движение теннисного мяча будет описывать треугольник. Так же будет происходить с фотоном в часах падающего объекта. Фотон якобы одолевает большее расстояние после своего отображения.
Согласно такому эксперименту легко понять, что чем быстрее будет двигаться объект, тем больше фотону нужно будет времени для своего отображения и тем больше будет растягиваться продолжительность одной секунды. Кроме этого небольшое увеличение гравитационного потенциала с ростом высоты тоже будет ускорять часы в точке A. Таким образом, ход времени в точке B будет немного медленнее, чем в A. Разница на таких масштабах будет мизерной, но на масштабах массивных космических объектов уже будет ощутимой. Следовательно, согласно теории Эйнштейна, около массивных объектов время будет идти медленнее.
Эксперимент Хафеле-Китинга
Как мы уже поняли согласно специальной теории относительности, скорость течения времени наибольшая для наблюдателя, который находится в состоянии покоя. Чтобы проверить данную теорию уже не теоретически, а практически осенью 1971 года Джозеф Хафеле и Ричард Китинг облетели авиалайнерами дважды вокруг Земли вместе с несколькими атомными часами. Сначала полёт проходил в восточном, а затем в западном направлениях. После такого эксперимента физики сравнили время на летающих атомных часов с атомными часами, которые во время полёта оставались в Военно-морской обсерватории США. Оказалось, что положительные и отрицательные разницы течения времени отличались от нуля.
В данном эксперименте, центр Земли находился в покоящейся системе отсчета. Если часы на борту самолета двигались к востоку, то есть в направление вращения Земли, то время на таких часах будет идти медленнее чем на часах на поверхности Земли, а на часах, двигавшихся в противоположном направлении — быстрее.
Позже данный опыт повторили с большей точностью. И эти значения используются даже для системы GPS для точного позиционирования.
-
Наше Солнце и звёзды, аналогичные ему, можно назвать самыми подходящими светилами для зарождения жизни: они живут около 11-12 млрд лет, а за такой срок организмы успели бы проэволюционировать от примитивных форм до разумных существ. Кроме этого, эти звёзды спокойные и не славятся мощными вспышками, способными разрушать атмосферы планет и уничтожать на них всё живое. Солнцеподобные звёзды не слишком горячие и не слишком холодные. В Млечном Пути около 400 млрд звёзд, однако на долю солнцеподобных светил приходится всего 10 % от общего количества. Большая часть звёздного населения приходится на красные карлики - тусклые, в 2 раза холоднее Солнца, и небольшие, зато долгоживущие объекты, способные существовать несколько триллионов лет! На их долю приходится около 75 % от всего звёздного состава нашей Галактики. Они излучают намного меньше тепла и света, довольно агрессивны и склонны к частым вспышкам, но зато за срок их жизни на близлежащих планетах могло бы смениться не одно поколение разумных цивилизаций. Правда, чтобы на планете были комфортные тёплые условия, она должна быть намного ближе к своей звезде, что весьма опасно из-за вспышек красного карлика, но, жизнь, ведь, как мы знаем, может приспособиться к различным условиям, вдруг и с красным карликом язык общий найдётся? Одна из самых любопытных систем - TRAPPIST-1, где вокруг крошечного красного карлика вращаются 7 планет, 3 из которых находятся в зоне обитаемости...
Система TRAPPIST-1 находится на расстоянии 39,5 светового года от нас в созвездии Водолея. TRAPPIST-1 - звезда-одиночка, причём, она настолько крохотная, что по своим размерам едва превосходит Юпитер. Она более, чем в 2 раза холоднее Солнца - её температура составляет всего около 2 300 С - 2 500 С, а светимость в 1 900 раз уступает светимости Солнца, так что миры рядом с ней - это обители красноватых сумерек.
Звезда вместе со своей системой живёт уже 7,5 млрд лет, она старше Солнечной системы на почтенных 3 млрд лет, и, возможно, жизнь на планетах, лежащих в зоне обитаемости, может выглядеть весьма интересно.
В мае 2016 года группа астрономов из Бельгии и США во главе с Микаэлем Жийоном открыли первые три планеты транзитным методом с помощью роботизированного 0,6-метрового телескопа TRAPPIST (откуда и пошло название системы), расположенного в обсерватории ESO Ла-Силья в Чили. Немного позже с помощью телескопа "Спитцер" астрономы открыли ещё 4 планеты. Все планеты оказались близки по своим параметрам к нашей Земле. Радиус их колеблется от 0,71 земного до 1,13 радиуса Земли. Все планеты находятся очень близко к своей звезде:
Исследования показали, что плотность первых 6 планет указывает на наличие заметной доли воды и других летучих веществ в их составе. Планеты d, e и f находятся в обитаемой зоне. На первых двух планетах будет весьма жарковато: на планете b температура составляет около + 127 С, а на планете с - + 69 С, поэтому вода в жидком виде не может здесь существовать. Планета g имеет ледяную мантию, состоящую из водно-аммиачного и метанового льда, спрятанную под плотным облачным покровом, но поскольку размер её почти сопоставим с земным, то её вполне можно назвать мини-Нептуном, только на ней всё-таки потеплее, чем на последней планете Солнечной системы - температура на планете g составляет - 75 С. Последняя планета h состоит, судя по спектральному анализу, полностью изо льда, но на ней ещё холоднее - около - 104 С.
Сомнения у астрономов вызывает мир планеты f. Судя по анализу плотности, она очень напоминает наши спутники в Солнечной системе - Энцелад или Европу, где под льдом прячется глобальный жидкий океан. С одной стороны, температура на ледяной поверхности составляет - 54 С (на Земле, кстати, есть места и похолоднее, например, на станции "Восток" в Антарктиде была зарегистрирована температура - 89 С!). Но если у этой планеты есть спутник, то возникающие при их взаимодействии приливные силы разогревали бы ядро планеты изнутри, и океан мог бы быть тёплым и жизнепригодным. На существование тёплого подлёдного океана указывают также и колебания орбиты. Не исключено, что там может обитать какая-нибудь живность вроде той, что была обнаружена на дне Марианской впадины - те создания не знают света и способны выдерживать экстремально высокое давление.
А вот теперь самое интересное - планеты, которые проживают "в серединке". Третья планета в этой системе очень похожа на Землю и по своим размерам, и по своему составу, правда, она находится значительно ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу, и совершает один оборот вокруг неё всего за 4 земных суток. Средняя температура на этой планете такая же, как и на Земле: + 14 С.
Четвёртая планета этой системы ещё любопытнее: судя по её плотности, это полностью водный мир, укрытый плотной атмосферой, удерживающей тепло. Если планета покрыта глобальным океаном, то атмосфера наверняка содержит парниковые газы, которые поддерживают воду в тёплом состоянии, как и океаны на Земле. Большая же часть пятой планеты тоже вероятнее всего покрыта водой, однако на ней, в отличие от четвёртой планеты, есть участки суши, по площади аналогичные земным. Если в её атмосфере также есть парниковые газы, то планета может иметь климат, схожий с земным.
Система TRAPPIST-1, таким образом, состоит из землеподобных планет, и из них наверняка хотя бы на одной кто-то живёт, а в лучшем случае - на трёх (тех, что в зоне обитаемости). Этот мир кажется таким любопытным и интересным, подающим большие надежды, но всё-таки где-то наверняка есть подвох. Может показаться странным, что во Вселенной повсюду многие миры выглядят пустыми и безжизненными: где-то планеты раскалены до невероятно высоких температур, где-то, наоборот, на огромном удалении от звезды превратились в холодные и скалистые снежки, а тут все, как на подбор - очень похожи на Землю, да ещё и условия замечательные! И все эти планеты, кстати, вращаются почти по идеальным круговым орбитам, что может обеспечить и существование стабильного на них климата.
Красные карлики неспроста называют маленькими и злобными созданиями, так как вспышки на них - явление нередкое, а поскольку все планеты системы TRAPPIST-1 находятся на очень близком расстоянии к своей звезде, то они могут оказываться под воздействием сильнейшего ультрафиолетового и рентгеновского излучения. Ни одно живое существо на Земле не выдержит подобных вспышек. Астрономы предполагали, что эти вспышки на таком близком расстоянии способны со временем уничтожить атмосферу, однако более поздние исследования показали, что даже при наличии такой злостной родительской звезды планеты всё-таки могут удерживать атмосферу, особенно, если они обладают мощным магнитным полем. В таком случае на красноватых небесах этих планет будут играть полярные сияния, правда, видеть их можно будет не только в околополярных регионах, но и на всей планете в целом, так как, чем сильнее сопротивляется магнитное поле звёздному ветру (а сопротивляться оно там будет во всю мощь из-за близости к звезде), тем сильнее будут эти сияния.
Трудно пока вообразить, как выглядят эти далёкие миры. Может быть, там царят багровые сумерки. Может быть, небо там совершенно другого цвета. Но всё-таки велика вероятность того, что в этой системе есть кто-то живой, и местная жизнь может кардинально отличаться от нашей. Вполне возможно, что она привыкла к высоким дозам радиации, ведь ни атмосфера, ни магнитные поля, не способны удерживать натиски вспышек полностью. Сейчас учёные возлагают большие надежды на телескоп "Джеймс Уэбб": он сможет определить состав атмосфер этих планет и изучить их температурный режим.
Система TRAPPIST-1 находится на расстоянии 39,5 светового года от нас в созвездии Водолея. TRAPPIST-1 - звезда-одиночка, причём, она настолько крохотная, что по своим размерам едва превосходит Юпитер. Она более, чем в 2 раза холоднее Солнца - её температура составляет всего около 2 300 С - 2 500 С, а светимость в 1 900 раз уступает светимости Солнца, так что миры рядом с ней - это обители красноватых сумерек.
Солнце, TRAPPIST-1 и Юпитер
Звезда вместе со своей системой живёт уже 7,5 млрд лет, она старше Солнечной системы на почтенных 3 млрд лет, и, возможно, жизнь на планетах, лежащих в зоне обитаемости, может выглядеть весьма интересно.
В мае 2016 года группа астрономов из Бельгии и США во главе с Микаэлем Жийоном открыли первые три планеты транзитным методом с помощью роботизированного 0,6-метрового телескопа TRAPPIST (откуда и пошло название системы), расположенного в обсерватории ESO Ла-Силья в Чили. Немного позже с помощью телескопа "Спитцер" астрономы открыли ещё 4 планеты. Все планеты оказались близки по своим параметрам к нашей Земле. Радиус их колеблется от 0,71 земного до 1,13 радиуса Земли. Все планеты находятся очень близко к своей звезде:
Исследования показали, что плотность первых 6 планет указывает на наличие заметной доли воды и других летучих веществ в их составе. Планеты d, e и f находятся в обитаемой зоне. На первых двух планетах будет весьма жарковато: на планете b температура составляет около + 127 С, а на планете с - + 69 С, поэтому вода в жидком виде не может здесь существовать. Планета g имеет ледяную мантию, состоящую из водно-аммиачного и метанового льда, спрятанную под плотным облачным покровом, но поскольку размер её почти сопоставим с земным, то её вполне можно назвать мини-Нептуном, только на ней всё-таки потеплее, чем на последней планете Солнечной системы - температура на планете g составляет - 75 С. Последняя планета h состоит, судя по спектральному анализу, полностью изо льда, но на ней ещё холоднее - около - 104 С.
Сомнения у астрономов вызывает мир планеты f. Судя по анализу плотности, она очень напоминает наши спутники в Солнечной системе - Энцелад или Европу, где под льдом прячется глобальный жидкий океан. С одной стороны, температура на ледяной поверхности составляет - 54 С (на Земле, кстати, есть места и похолоднее, например, на станции "Восток" в Антарктиде была зарегистрирована температура - 89 С!). Но если у этой планеты есть спутник, то возникающие при их взаимодействии приливные силы разогревали бы ядро планеты изнутри, и океан мог бы быть тёплым и жизнепригодным. На существование тёплого подлёдного океана указывают также и колебания орбиты. Не исключено, что там может обитать какая-нибудь живность вроде той, что была обнаружена на дне Марианской впадины - те создания не знают света и способны выдерживать экстремально высокое давление.
Миры TRAPPIST-1 в представлении художника
А вот теперь самое интересное - планеты, которые проживают "в серединке". Третья планета в этой системе очень похожа на Землю и по своим размерам, и по своему составу, правда, она находится значительно ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу, и совершает один оборот вокруг неё всего за 4 земных суток. Средняя температура на этой планете такая же, как и на Земле: + 14 С.
Четвёртая планета этой системы ещё любопытнее: судя по её плотности, это полностью водный мир, укрытый плотной атмосферой, удерживающей тепло. Если планета покрыта глобальным океаном, то атмосфера наверняка содержит парниковые газы, которые поддерживают воду в тёплом состоянии, как и океаны на Земле. Большая же часть пятой планеты тоже вероятнее всего покрыта водой, однако на ней, в отличие от четвёртой планеты, есть участки суши, по площади аналогичные земным. Если в её атмосфере также есть парниковые газы, то планета может иметь климат, схожий с земным.
Система TRAPPIST-1, таким образом, состоит из землеподобных планет, и из них наверняка хотя бы на одной кто-то живёт, а в лучшем случае - на трёх (тех, что в зоне обитаемости). Этот мир кажется таким любопытным и интересным, подающим большие надежды, но всё-таки где-то наверняка есть подвох. Может показаться странным, что во Вселенной повсюду многие миры выглядят пустыми и безжизненными: где-то планеты раскалены до невероятно высоких температур, где-то, наоборот, на огромном удалении от звезды превратились в холодные и скалистые снежки, а тут все, как на подбор - очень похожи на Землю, да ещё и условия замечательные! И все эти планеты, кстати, вращаются почти по идеальным круговым орбитам, что может обеспечить и существование стабильного на них климата.
Красные карлики неспроста называют маленькими и злобными созданиями, так как вспышки на них - явление нередкое, а поскольку все планеты системы TRAPPIST-1 находятся на очень близком расстоянии к своей звезде, то они могут оказываться под воздействием сильнейшего ультрафиолетового и рентгеновского излучения. Ни одно живое существо на Земле не выдержит подобных вспышек. Астрономы предполагали, что эти вспышки на таком близком расстоянии способны со временем уничтожить атмосферу, однако более поздние исследования показали, что даже при наличии такой злостной родительской звезды планеты всё-таки могут удерживать атмосферу, особенно, если они обладают мощным магнитным полем. В таком случае на красноватых небесах этих планет будут играть полярные сияния, правда, видеть их можно будет не только в околополярных регионах, но и на всей планете в целом, так как, чем сильнее сопротивляется магнитное поле звёздному ветру (а сопротивляться оно там будет во всю мощь из-за близости к звезде), тем сильнее будут эти сияния.
Трудно пока вообразить, как выглядят эти далёкие миры. Может быть, там царят багровые сумерки. Может быть, небо там совершенно другого цвета. Но всё-таки велика вероятность того, что в этой системе есть кто-то живой, и местная жизнь может кардинально отличаться от нашей. Вполне возможно, что она привыкла к высоким дозам радиации, ведь ни атмосфера, ни магнитные поля, не способны удерживать натиски вспышек полностью. Сейчас учёные возлагают большие надежды на телескоп "Джеймс Уэбб": он сможет определить состав атмосфер этих планет и изучить их температурный режим.