Американские физики поправили Эйнштейна

Ученым из Университета штата Иллинойс удалось поправить самого Альберта Эйнштейна. Они показали, что процесс диффузии жидкостей не всегда удовлетворяет законам, описанным великим физиком. Об этом сообщается в пресс-релизе на сайте университета, а статья ученых появилась в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

В своей диссертации, которая была защищена в Университете Цюриха в 1905 году, Альберт Эйнштейн сформулировал основные принципы статистического подхода к молекулярной теории жидкостей. Среди результатов, которые ему удалось получить, был следующий. Рассмотрим большое количество частиц в жидкости, которые совершают броуновское движение. За фиксированное время эти частицы сдвинутся каждая на свое расстояние. С точки зрения статистики зависимость пройденного расстояния от количества частиц, передвинувшихся на это расстоянии, описывается кривой, по форме напоминающей кривую нормального распределения. В рамках новой работы ученым удалось показать, что это не всегда так.

Для проведения опыта ученые взяли 100-нанометровые коллоидные частицы. Во время первого этапа испытаний физики наблюдали за движением частиц внутри микроскопических трубок, образованных жироподобными веществами, входящими в состав клеток. На втором этапе исследований ученые наблюдали за диффузией частиц в пористой мембране, составленной из относительно крупных нитей. Для регистрации местоположения частиц использовалась флюоресцентная микроскопия.

В результате ученым удалось установить, что частицы двигаются гораздо дальше, чем предсказывает полученная Эйнштейном кривая. По словам исследователей, им удалось получить экспоненциальный закон. Таким образом, новые результаты показывают, что в некоторых случаях процесс диффузии может описываться гораздо сложнее, чем принято считать.

Совсем недавно другой группе исследователей удалось подтвердить правильность предсказаний Эйнштейна. Они наблюдали систему из двух пульсаров J0737-3039. Согласно положениям теории относительности, два массивных тела, обращающихся рядом, будут вызывать искривление пространства, достаточное для смещения оси, вокруг которой они вращаются. Именно этот эффект исследователям удалось обнаружить.

Гренландские скалы помогли выяснить прошлое Луны

За появление лунных кратеров ответственны кометы, а не астероиды, как считалось до сих пор. Результаты работы, в которой ученые приводят обоснования этого заключения, опубликованы в журнале Icarus. Кратко о работе пишет New Scientist.

Луна, как и Земля, образовалась около 4,5 миллиарда лет назад из гигантского облака пыли и газа. После формирования поверхность небесных тел была относительно ровной. Спустя 600 миллионов лет, в период Поздней тяжелой бомбардировки, астероиды и кометы оставили на Земле и Луне множество вмятин и кратеров.

До настоящего времени считалось, что главными "архитекторами" лунного рельефа были астероиды. Авторы новой работы решили проверить это убеждение, проанализировав данные о содержании тяжелого элемента иридия в скалах Гренландии. Иридий в основном сосредоточен в недрах Земли; на поверхность планеты его приносят кометы или астероиды. Конечное содержание этого элемента в породе зависит от типа "перевозчика".

Кометы движутся быстрее астероидов, а их орбиты вокруг Солнца более вытянуты. При столкновении с другим космическим объектом образуется большое пылевое облако, часть которого (вместе с иридием) уносится обратно в космическое пространство. Столб пыли при падении астероида значительно меньше, соответственно, больше иридия остается на поверхности небесного тела.

Согласно расчетам ученых, содержание в породах Земли и Луны иридия, оставшегося после столкновения с астероидами, должно составлять от 18 тысяч до 10 тысяч частей элемента на миллиард частей. Кометы оставляют после себя от 130 до 10 частей иридия на миллиард частей.

Анализ гренландских скал, возраст которых составляет около 3,8 миллиарда лет (это одни из самых древних скал на Земле), показал, что они содержат 150 частей иридия на миллиард частей. При изучении образцов лунной породы, доставленных миссией "Аполлон", был получен результат 10 частей иридия на миллиард частей.

Если вывод группы исследователей верен, и во время Поздней тяжелой бомбардировки на Луну и Землю попадали в основном кометы, то на каждый квадратный метр нашей планеты должно было приходиться около 3400 тонн кометного льда. Даже с учетом того, что примерно половина этого льда возвращалась обратно в космос, оставшегося количества хватило бы для заполнения всех земных водоемов.

Коллеги авторов нового исследования отмечают, что оно является очень интересным, и, скорее всего, вызовет новую волну дебатов по поводу происхождения лунных кратеров. В начале года астрономам впервые стали доступны данные о содержании тех из них, которые расположены на неосвещенной стороне Луны. В жерла неизученных до сих пор кратеров заглянул индийский зонд "Чандраян-1".