E=mc² - OpenVK

E=mc² опубликовали
16 декабря 2025 в 18:22

Галактика, где нет ни одной звезды

Астрономы из Национальной радиоастрономической обсерватории Грин-Бэнк случайно заметили странное — обнаружили спиральную галактику, где нет ни одной звезды. Это может быть первым открытием облака газа, неизменного с начала времён нашей Вселенной.

На этот участок неба был случайно направлен радиотелескоп Грин-Бэнк. Планировалось совместное наблюдение совсем другого участка неба в паре с французским радиотелескопом Nançay. Обнаруженный объект, получил индекс J0613+52, а размерами и формами напоминает классическую спиральную галактику. Облако газа вело себя как галактика и вращалось вокруг своего центра. По физике процесса объект вел себя так, как если бы из Млечного Пути вдруг пропали все звёзды.

Ученые предполагают, что плотность газа в этой галактике могла оказаться недостаточной для запуска процессов звездообразования и не было никаких внешних провоцирующих событий. Хотя всё может быть проще и ученые просто не увидели других звёзд в J0613+52.

E=mc² опубликовали
15 декабря 2025 в 14:47

Инженеры создали бионическую руку с искусственным интеллектом, которая захватывает объекты с точностью, свойственной человеку

Американские инженеры разработали бионическую руку с ИИ, которая хватает предметы почти как живая. Учёные из Университета Юты оснастили коммерческий протез датчиками давления и приближения, а нейросеть обучили естественным движениям захвата.

Благодаря этому система автоматически подстраивает положение каждого пальца для устойчивого и точного хвата. Разработка включает систему совместного управления, где контроль делится между намерением человека и точностью алгоритма. Это позволяет выполнять повседневные действия — например, пить из стакана или брать мелкие предметы — с меньшими умственными усилиями.

Чувствительность сенсоров так высока, что они могут обнаружить падение кусочка ваты. В испытаниях участвовали четыре человека с ампутацией ниже локтя. Следующая цель исследователей — объединить эту технологию с нейроинтерфейсами для управления силой мысли.

E=mc² опубликовали
14 декабря 2025 в 11:26

«Гигантский компьютер» шириной 2000 километров

В Китае запустили крупнейший в мире распределённый пул вычислений для искусственного интеллекта. Система работает как единый «гигантский компьютер» шириной около 2000 километров, соединяя удалённые дата-центры. Её эффективность достигает 98% от показателя единого центра обработки данных.

Высокоскоростная оптическая сеть позволила создать «информационную магистраль», критически важную для задач в реальном времени: обучения больших ИИ-моделей, телемедицины и промышленного интернета. Обучение модели с сотнями миллиардов параметров требует свыше 500 000 итераций. Новая сеть выполняет каждую итерацию примерно за 16 секунд, тогда как без неё процесс занял бы на 20 секунд дольше, увеличивая общее время обучения на месяцы.

Объект охватывает 40 городов, а длина его оптических линий превышает 55 000 километров. Платформа поддерживает работу 128 разнородных сетей и 4096 параллельных испытаний.

E=mc² опубликовали
13 декабря 2025 в 22:18

Каждый наверняка видел Ленту Мёбиуса, её очень любят дизайнеры и архитекторы. Что же это такое? В чем особенность ленты? Чем интересна её математика? Какие есть жизненны приложения? И что-всё таки получится, если ленту хорошо разрезать?

Лента Мёбиуса – красота и математика (25:17)

E=mc² опубликовали
13 декабря 2025 в 21:51 (ред.)

Больцмановский мозг: уникально ли человеческое сознание?

Больцмановский мозг — это гипотетический объект, самопроизвольно собравшийся во Вселенной и способный осознавать свое существование. Вероятность такого события по некоторым оценкам даже превышает вероятность появления обычного человеческого мозга в ходе эволюции. Что с этим делать? И как в науке появилась гипотеза Больцмановского мозга?

Все повторяется

В августе 1881 года на прогулке в окрестностях горной швейцарской деревушки Фридриха Ницше посетила мысль о вечном возвращении. «Высшая формула утверждения, которая вообще может быть достигнута», — как писал сам философ. По мысли Ницше, бесконечное течение времени с неизбежностью приводит к абсолютно точному повторению всех событий. Здесь и падающее с дерева яблоко, и застывший перед монитором читатель «Теорий и практик», и сам Ницше, в мистическом предчувствии мысли присевший отдохнуть у отвесной скалы. Все в точности повторится во Вселенной еще бесчисленное количество раз.

По воспоминаниям современников Ницше был очень увлечен новой идей. В поисках ее фундаментальных оснований он даже стал изучать естественные науки, но цельной теории у него так и не появилось — концепция вечного возвращения появляется в трудах немецкого философа только эпизодически. И тем удивительнее, что история про искусственный мозг, способный продублировать наше сознание, начинается совсем неподалеку — в Венском и Мюнхенском университетах, где в конце XIX века преподавал австрийский физик Людвиг Больцман.

Больцмана считают одним из создателей статистической физики — на его могиле даже выбита выведенная им знаменитая формула, позволяющая рассчитать физическую величину энтропию как меру упорядоченности системы: S=k*lnW, где S — энтропия, k — постоянная Больцмана (физическая постоянная, определяющая связь между температурой и энергией) , а W — количество микросостояний, реализующих макросостояние. Микросостояние — это состояние отдельной составляющей системы, а макросостояние — состояние системы в целом.

В качестве примера попробуем посчитать энтропию абстрактного рабочего стола, на котором лежит две папки. В идеале в одной (любой) папке должно быть два чистых листа, а в другой — два исписанных. При таких условиях возможны только два микросостояния: либо в папке №1 два чистых листа, а в папке №2 два исписанных, либо наоборот. А значит, по формуле энтропия такого состояния будет S = k*ln 2

Теперь представим, что листы перепутались, и в одну папку попало сразу три из них, а в другую только один. Тут появляется четыре возможных микросостояния: в первой папке два чистых листа и один исписанный, в первой папке два исписанных листа и один чистый, плюс два таких же состояния для папки второй). Подставляем число 4 в формулу: в целом энтропия такого состояния будет S = k*ln 4. А поскольку ln4 = 2ln2, получается, что с увеличением беспорядка энтропия такой простой системы удвоилась.

Во времена Больцмана уже был известен второй закон термодинамики, который утверждает, что процессы в закрытых системах самопроизвольно протекают в сторону увеличения беспорядка и энтропии (так и бумаги на столе запутываются, поскольку беспорядку соответствует гораздо больше различных конфигураций, чем порядку). И тут у Больцмана возникла проблема: окружающий мир казался слишком упорядоченной системой (надо отметить, что ученый тогда еще ничего не знал о двойной спирали ДНК или строении атома), чтобы функционировать по этому закону.

Мир как флуктуация

Тогда Больцман предположил, что наш мир с небольшой энтропией — это не что иное, как флуктуация. Случайное мимолетное отклонение Вселенной от ее основного состояния хаоса. Отсюда следовало и более общее утверждение: хаос способен порождать упорядоченные системы.

Прошло больше века, пока ученые нашли реальный механизм, способный подкрепить эту гипотезу — квантовые флуктуации вакуума. Дело в том, что физический вакуум это не просто некое абстрактное и навеки пустое пространство. Как бы хорошо мы не «откачали» всю материю из какого-то объема, в нем все равно постоянно будут появляться виртуальные, существующие бесконечно малое время частицы.

На первый взгляд это явление кажется какой-то физической абстракцией, но вполне материальные подтверждения его реальности уже существуют уже давно — вроде эффекта Казимира (две параллельные зеркальные пластины едва уловимо притягиваются друг к другу — в пространстве между ними рождается меньше виртуальных фотонов, чем снаружи, что создает небольшое избыточное давление). Более того, как считают некоторые физики, именно крошечные квантовые флуктуации определяют многие важные аспекты нашей жизни — подобно тому, как взмах крыла бабочки, скажем, в Буэнос-Айресе, через месяц вызовет ледяной дождь в Москве.

Но что будет, если пара виртуальных частиц — например, электрон и позитрон, из ниоткуда появившиеся в нашем мире — мгновенно разойдется в пространстве? А если они встретятся с миллиардами других таких же частиц и случайно организуются в точную копию Солнечной системы? Или в конкретного человека со всеми его воспоминаниями, идеями и переживаниями? Так физики конца XX века вернулись сразу и к Больцману, и к Ницше.

Впрочем, гораздо более вероятным событием против случайного зарождения целого человека будет появление только одного его мозга. Того самого мозга Больцмана, собравшегося во Вселенной и теперь осознающего свое существование. Более того, вероятность этого события по некоторым подсчетам даже больше, чем вероятность привычного появления точно такого же мозга в результате биологической эволюции. А это уже практически солипсизм. Ведь кто при таком обороте дел способен уверенно сказать, что наш материальный мир реален, а не является только сновидческим порождением какого-нибудь случайного мозга, плавающего в глубинах космоса?

Эволюция vs случайность

Такие рассуждения могут показаться чистой фантазией. Но даже самые серьезные ученые теперь берут в расчет этот парадокс мозга Больцмана.

«Логика квантовой теории поля и инфляционной космологии заставляет меня признать, что в бесконечно отдаленном будущем в вакууме будут рождаться все новые и новые копии меня самого, точнее, моего нынешнего сознания, — говорит профессор физики Стэнфордского университета Андрей Линде. — Но если это так, почему я должен верить, что я нынешний — это и есть оригинал, а не одна из копий? Более того, коль скоро число копий бесконечно, такая вероятность больше, чем вероятность быть первоисточником».

Конечно, этот парадокс можно обойти: подогнать вероятности возникновения мозга Больцмана и обычного человеческого мозга в результате длинной цепочки «Большой Взрыв — эволюция Вселенной — появление биомакромолекул — зарождение жизни — биологическая эволюция» под наше интуитивное желание быть уникальными самосознающими объектами. Такой задачей вполне серьезно занимаются многие ученые — и в том числе сам Андрей Линде, написавший одну из самых цитируемых научных работ этой области.

Упрощенно же можно говорить о двух основных подходах, способных отстоять уникальность нашего сознания. Первый из них апеллирует к преждевременному распаду вакуума. Наша Вселенная со всеми ее физическим законами перестает существовать, поскольку по природе своей была нестабильна, а Больцмановские мозги просто не успевают возникнуть. Человечество счастливо.

Второй же привлекает саму природу биологической эволюции, которая не является слепым перебором вариантов в поисках идеальной случайной комбинации (слепым перебором комбинаций нуклеотидов за все время жизни даже сложно установить структуру одного конкретного гена, кодирующего один белок). Ведь в эволюции очень важен промежуточный отбор вариантов, который явно повышает вероятность «природного» возникновения человеческого мозга. Но как его учитывать в расчете вероятностей? Оставим этот вопрос ученым.

E=mc² опубликовали
13 декабря 2025 в 15:58

Сегодня ученые могут наблюдать не более 3% Вселенной, однако это знание позволяет примерно оценить количество находящихся в ней галактик.

Возраст Вселенной составляет 13,8 млрд лет. Однако, поскольку космическое пространство все это время расширялось во всех направлениях, общая протяженность Вселенной должна достичь 46 млрд световых лет к настоящему времени.

Установив верхний и нижний порог массы галактики, ученые вычислили, что их во Вселенной может существовать до 1-2 трлн.

Астрономы также использовали второй подход, основанный на данных космического аппарата New Horizon. Зонд собрал информацию об общем количестве света в различных участках неба и оценил, сколько галактик потребуется для свечения такой интенсивности.

На основании наблюдений New Horizon ученые высчитали, что во Вселенной может быть в сто раз меньше галактик, чем предполагало первое исследование — 100-200 млрд.

«Итак, количество галактик в нашей наблюдаемой Вселенной колеблется где-то между 2 трлн галактик по верхнему краю и 100 млрд по нижней границе».

E=mc² опубликовали
12 декабря 2025 в 04:27

Сверхскоростной “вздох” чёрной дыры озадачил астрономов

Учёные впервые зафиксировали, как вспышка от чёрной дыры вызвала сверхбыстрые ветра. Это открытие сделали космические обсерватории XMM-Newton (ЕКА) и XRISM.

Явление произошло в галактике NGC 3783. Сначала её сверхмассивная чёрная дыра, масса которой в 30 миллионов раз больше Солнца, породила мощную вспышку рентгеновского излучения. В течение нескольких часов после её затухания из активного ядра галактики вырвались ветра, движущиеся со скоростью в одну пятую от скорости света — около 60 000 километров в секунду.

Исследователи полагают, что причиной стал внезапный «разрыв» скрученного магнитного поля в аккреционном диске, что высвободило колоссальную энергию. Этот механизм напоминает выбросы корональной массы на Солнце, но в несопоставимо больших масштабах. Наблюдения помогут понять, как такие ветра, регулируя образование звёзд, влияют на эволюцию целых галактик.

E=mc² опубликовали
11 декабря 2025 в 21:19 (ред.)

СБОРНИК | Современные космические миссии

E=mc² опубликовали
11 декабря 2025 в 16:18

Объяснение сверхсветовой скорости взрывов, порождающих гамма-всплески

Скорость вещества при взрыве, во время которого образуются быстрые гамма-всплески, превышает световую. Как такое возможно?

Гамма-всплески регистрируются в отдаленных галактиках и представляют собой результат мощного выброса энергии, такого как взрыв сверхновой звезды. После этого события большинство небесных тел превращаются либо в черную дыру, либо в кварковую или нейтронную звезду. Обычно гамма-всплески очень яркие и узкие, из-за чего видны на расстоянии в тысячи световых лет.

Одной из загадок этих событий долгое время оставалась скорость распространения вещества в момент их появления. Ранние вычисления астрономов показали, что при взрыве, породившем гамма-всплеск, вещество должно было двигаться в облаке газа со скоростью, которая превышает скорость света. Но согласно Теории относительности Эйнштейна, такое явление невозможно в космическом вакууме.

Найти ответ на эту задачу удалось группе астрофизиков из Чарльстонского колледжа и Мичиганского технологического университета. Они предположили, что струи вещества во время взрывов сверхновых могут создавать обратимость течения времени, наблюдаемую в кривых гамма-всплеска. При этом высокоэнергетичные фотоны находятся одновременно в двух точках пространства. Эти предполагаемые струи, однако, не нарушают Теории относительности Эйнштейна, потому что движутся быстрее света через струйную среду, но не через вакуум.

Чтобы лучше понять это, ученые предлагают такую ассоциацию. Представьте, что кто-то на противоположной стороне пруда бросает камень через воду в вашем направлении. Часто прыгающий камень движется по воздуху между прыжками быстрее, чем волны, которые он создает прикосновением к воде. При этом вы увидите волны, созданные каждым ударом приближающегося камня в обратном порядке: волны от первого удара о воду придут к вам последними, а от последнего, наоборот, раньше всех.

По словам ученых, их гипотеза не нарушает Теории относительности и при этом хорошо объясняет наблюдаемые факты. Однако, чтобы подтвердить правильность высказанных астрофизиками предположений, им предстоит провести более детальные исследования и найти несколько важных признаков: например, более точно измерить параметры излучения Вавилова — Черенкова, которое является одним из компонентов гамма-всплесков.

E=mc² опубликовали
10 декабря 2025 в 22:39

Мечта о полете человека на планету Марс имеет давнюю историю, но только сегодня мы подошли к возможности ее исполнения очень близко. Во многом интерес к Марсу был связан с ожиданием встречи братьев по разуму. И хотя рассчитывать на обнаружение на Марсе разумных существ не приходится, какие-то формы жизни там, вероятно, можно отыскать. Но значение полета человека на Марс выходит далеко за пределы поиска жизни вне Земли. Важно, что Марс - единственная планета, перспективная с точки зрения ее колонизации.

Как долететь до Марса и вернуться?

Название:	E=mc²
Описание:	Энергия в массы