З найближчого майбутнього: топ 10 прогнозів фізика за 2016 рік

Наука є великим інструментом прогнозування майбутнього. І це те, що наступний рік повинен принести.

«Останнє слово року належить до останнього голосу року. Слова нового року чекає інший голос. Томас Еліот.





2015 рік був великим роком з наступних причин:

Великий Хадрон Collider досяг найвищого рівня енергії в історії.

Вчені знайшли докази води на поверхні Марса.

Один з останніх великих прогнозів Великого Bang, було підтверджено космічне фонове випромінювання неутріно, а його температура навіть вимірюється.

Відкриття величезної кількості екзоплантів, які додатково підвищили наші очікування для пошуку життя в Всесвіті.

Але ми знаємо, що краще все ще приходять, і 2016 обіцяє ще більше нових фактів про Всесвіт. Ми можемо сказати, що якщо ви читаєте різні псевдонаукові преси, ви побачите величезну кількість прогнозів, які ніколи не стануть реальністю!

Так, тихо і спокійно, тут 10 оповідань - мої прогнози того, що ми зустрінемо, щоб побачити наступний рік - з коментарями про те, як, ймовірно, це станеться в реальності.



Кредит зображення: X-ray: НАСА/КС/Univ of Hamburg/F. de Gasperin et al; Оптичний: SDSS; Радіо: NRAO/VLA.

1,1 км Експерименти для виявлення темної матерії встановлюють новий рекорд

Пряма детекція темної матерії – це те, що подобається фізикам. Кілька команд науковців — наприклад, XENON, LUX, CDMS та ADMX — затемнення темної матерії, з дотриманням її зіткнень з звичайною речовиною або намагаючись його взаємодіяти з електромагнітними зусиллями з емісією або аннігілацією фотонів. Інші, непрямі методи вже дозволили спостерігати темну матерію — наприклад, при зіткненні масивних кластерів галактик, але не виконані прямі спостереження.

Експерименти, такі як DAMA та CoGENT, які знайшли щорічну модулюацію кількості взаємодій частинок. Однак цей результат можна пояснити впливом деяких інших чинників, не темної матерії. На жаль, наші експерименти розміщені великі обмеження на темній матерії. Я думаю, що ці обмеження будуть тільки рости, і ми, ймовірно, не зможемо безпосередньо виявити темну матерію в 2016 році.



Кредит на зображення: Є. Сєгель, з його нової книги, за Галактики.

2) LHC Physicists Знати На Least 3 Нові... Що не варто частинок!

Стандартна модель елементарних частинок дуже хороша. Дуже добре. Це дуже добре в розумінні, що коли ми вивчаємо результати зіткнень частинок, як вони взаємодіють і розпаду, нам не потрібно нічого, але стандартна модель, щоб пояснити, що відбувається. І це проблема для всіх розширень, які існують сьогодні, включаючи кілька розмірів, надсиметрію, technicolor або теорії рядків. Це також проблема з темною матерією, якщо ми коли-небудь хотіли його знайти в лабораторії.

У ідеальному світі ми повинні використовувати LHC для виявлення нових фундаментальних частинок. У фізикі частинок, «золотий стандарт» для відкриття становить 5 σ, але позиція так дратує, що вона звітує частинки 3,3 σ, 2,5 σ, або навіть 1,9 σ! Це практично не реальні частинки, але коливання. Ці види повідомлень, які ми називаємо "граб соломкою", є доказами, що ми знайшли нічого на всіх. Я припустимо, що ми не знайдемо нічого нового на LHC, але звіти відкриттів продовжать з'являтися, якщо вони реальні частинки, а не спекулятивні результати на основі фантазії ... принаймні тричі на наступний рік!





Кредитування зображень: НАСА, через mars.nasa.gov/allaboutmars/extreme/quickfacts/.

(3) У травні 2016 року Марс перейде в опозицію, а ЗМІ знову почне гіп, що це розмір місяця.

Ні, Марс не буде видно розмір місяця — не зараз, не коли він досягає опозиції, а не на всю історію сонячної системи. Реальність ще неймовірно цікава - Марс, на відміну від всіх інших планет, має величезну різницю в дистанціях різної опозиції - від 56 млн км у 2018 році до 102 млн км у 2027 році. Але цілком зрозуміло, що це не цікаво для багатьох людей.

І все тому, що орбіта Марса є еліптичною, яка в поєднанні з орбітою Землі призводить до того, що «закриті» опозиції здаються 5 разів яскравіше і не менше 2 разів більше, ніж «стійкий». Але навіть найближча опозиції призведе до того, що видимий розмір диска Марса в нашому небі буде близько 25 секунд дуги (або 0.007 градусів), а повний місяць – розмір 1800 секунд дуги (або 0,5 градусів). Щоб відповідати розмірам місяця, Марс повинен бути тільки 800,000 км від Землі. Це ніколи не буває. Але я заважаю, що цей вид стипендії буде повним Інтернетом.



Кредит зображення: Юліанн Мойсе, Природа, 505, 31–32 (02 січня 2014 р.).

(4) Ми розбиваємо рекорд найменшого екзопланта з водою в атмосфері

Ви вже вирішили, що в цьому списку немає позитивних відгуків? Ми можемо самі зателефонувати одержувачу і узгодити зручний час і місце вручення квітів, а якщо необхідно, то збережемо сюрприз. Це зазвичай означає світи з сердечниками з твердими поверхнями, порівняні за розміром або трохи більше, ніж Земля, з воднем-гелієм конвертом навколо них. У багатьох випадках дуже цікаві молекули також зустрічаються в атмосферух таких світів, багато з яких ми можемо знайти, побачивши свої лінії поглинання в світлі батьківського зірки.

Ми можемо самі зателефонувати одержувачу і узгодити зручний час і місце вручення квітів, а якщо необхідно, то збережемо сюрприз. Ще дуже важко знайти воду на планеті, схожу на сонячну зірку, але в цьому випадку ми можемо вивчити Юпітерів, а в менших зірках – планети розмір Нептуна. Існує технологія, з якою ви можете знайти міні-нептуна в червоному карликові низькомаси, і якщо ви подивитеся на його кінцівці (і ми допоможемо вам точно) то ви можете спробувати очікувати відкриття найменшої планети з водою в атмосфері.



Кредит на зображення: Caltech/MIT/LIGO Лабораторія.

(5) Поглиблене ЛГО дасть перший кандидат на ім'я гравітаційної хвилі.

Ще однією дуже прохолодною можливістю є відкриття гравітаційних хвиль за прямим спостереженням. Це один з непідтверджених прогнозів Генеральної теорії Ейнштейна. Ми дуже впевнені, що такі дозрівання простору повинні існувати. Ми вже спостерігаємо тісні пари нейтронних зірок, і, відповідно до загальної релатності, постійне звуження їх орбіти свідчить про емісію гравітаційних хвиль. Але до того, як ми підтвердимо цей факт, ми не можемо сказати напевно.

До цього року така технологія просто не існує. Але з приходом ЛІГО у вересні 2015 року ми повинні зібрати достатню кількість даних для надії на підтвердження гравітаційних хвиль на кінець наступного року. Відображення лазерних променів з дзеркалами, розташованими на великих відстанях, слід отримати достатню чутливість до вимірювання простору між цими дзеркалами гравітаційних хвиль. Звісно, це трохи схильний до мене прогнозувати таке відкриття наступного року після запуску нової технології, але я такий фанат, що я ставу на 2016 рік.



Кредит на зображення: Планка наукова команда.

(6) Але гранатові хвилі від самого Великого Bang не буде виявлено ще у 2016 році

Минулого року команда BICEP2 здійснила велику іржу, очолюючи виявлення гравітаційних хвиль, залишених над Великий Bang. Це монументальне відкриття з багатьох причин, одна з яких полягає в тому, що вона ідеально вписується в модель Chaotic Inflation Andrei Linde, а також в повній суперечності іншим моделям — нові інфляції Albrecht та Steinhard, а власне Лінда — це має бути величезні, дійсно величезні гравітаційні хвилі — деякі з найбільших моделей інфляції.

Але як дані від Planck, POLARBEAR і BICEP2 стали доступні, нові обмеження були наведені на ці хвилі, які стали на коефіцієнтах з хаотичними моделями. Не тільки будуть ці гравітаційні хвилі, які не перенапружуються протягом 2016 року, але самі протипоказання будуть рости таким чином, що хаотичні моделі малоймовірно. І далі, Лінда і його випускники та організації, які не прийдуть до угоди.



Кредитування зображень: Єкатерина Пустинікова / Асоційований прес, метеорологічний причіп над Челябінськом, Росія, 2013.

7) Хтось знову почне спекулювати на тему великого астероїдного польоту на Землі. Не буде астероїдів біля Землі.

Вовк, вовк, вовк! Можливо, серед них є приклад цілого домену «астероїдний захист». Так, є насправді до двох «адміністративних» астероїдних збитків року, що не викликає ніяких пошкоджень або випадкових збитків, і це не більше неприємностей, ніж затоплення або торнадо.

Колісії з утворенням кратерів, або загрозливих міст, небезпечні літати великих, кілометрово-довгих астероїдів неймовірно рідкісні (з розумним визначенням того, що відстань небезпеки від Землі) – незважаючи на все, що ви чуєте. З кожним роком історія з серії завжди повторюється – «О, ні!» – астероїдні пластівці до нас, тобто слід очікувати, що це буде наступного року. Я також прогнозую, що його розмір буде значно перебільшений, і це не буде небезпеки. Але я можу бути неправильним, це лотерея, іноді ви win — або в цьому випадку ви втратите — і ви отримаєте все.



Кредит на зображення: Me і безкоштовне програмне забезпечення Stellarium, через stellarium.org/.

(8) Giraffes (giraffes?) - новий метеорологічний душ в історії Землі - знову буде розчарування

Але це не буде назавжди! У 2012 році приймав 209P/Linear з Юпітером, який надіслав його в внутрішню сонячну систему. У 2014 році проходив всього кілька мільйонів кілометрів від Землі, драгуючи невеликий хвіст пилу і сміття за ним, що веде до першого метеорологічного душу в сузір'ї Giraffe, який був великим розчаруванням, що дає всього 5-10 метеорів на годину з піком 23-24 березня. У 2015 році не було метеорів, а у 2016 році не буде метеорологічних програм.

Але ставка, яка створює їх на орбіті з періодом 5 років! Приїжджайте в 2019 році, щоб побачити його – можливо, оскільки він рухається навколо Сонця, він створить набагато більше сміття, що обіцяє значно краще шанс побачити щось на 3 роки!



Новий об'єкт (U) як видно ALMA. Кредит: R. Liseau та ін.

(9) Надземна в зовнішній сонячній системі? Я не можу це нормальний об'єкт Kuiper Belt.

Минулого тижня інтернет був відхилений, що найвіддаленіший об'єкт у сонячній системі був відкритий.

Назва, що міститься в терміні «super-Earth» — або планеті більше, ніж Земля і менше, ніж Neptune — близько 8 дистанцій Pluto з Сонця. Але, незважаючи на наші найбільш оптимістичні надії, це навряд чи буде справа - планетоподібні об'єкти Сонця знаходяться в площині екліптичної, а орбіта цього лежить під величезним кутом: стільки, скільки 42 градусів!

Більш ймовірно, що цей об'єкт знаходиться в зовнішній сонячній системі, але набагато ближче (близько відстані Sedna) і менше, ніж Pluto. Інші варіанти — наприклад, ставити її на великій відстані і зробити її коричневою карликовою або навіть невеликою зіркою, навіть якщо нам подобається їм, навряд чи — це дасть значне випромінювання в інфрачервоній області, і ми не дотримуємося цього. Подальші спостереження допоможуть краще визначити параметри її орбіти, а потім можна сказати саме те, що це таке. Я зникне супер-земний варіант.



10) 2016 Нобелівська премія в галузі фізики присуджується за одну з наступних відкриттів

Ферміонні конденсати та інші властивості надхолодних атомних газів – Дебора Цзінь

Крихітні наногенератори енергії, які працюють на ефекті зелектричності – поява електроенергії в кристалах під тиском – Zhong Lin Wang

Відкриття екзопланетів у зірках сонячного типу, ймовірно, буде розщеплення між Вільямом Борккі ("father" проекту Kepler) або Олександром Вольцчаним, який відкрив першу планету біля пуляра в 1992 році, і Мікеландом та Дієером Куелозом, який відкрив першу планету в іншій зірці 1995 року.

Призи Nobel не можуть бути присудженими протягом цього десятиліття, але я скажу, що наступного року вони будуть екзопланети. Видання

Кредит Етан Сєгель



P.S. І пам'ятайте, що просто змініть наше споживання – разом ми змінюємо світ!

Приєднуйтесь до нас на Facebook, VKontakte, Odnoklassniki

Джерело: www.nebulacast.com/2015/12/10-2016.html