Рубрика «гравитация»

Доброго времени суток, друзья!

Представляю Вашему вниманию перевод статьи Martin Heinz «Implementing 2D Physics in JavaScript».

Давайте немного развлечемся, создавая двухмерные симуляции и визуализации в JS.

Создание реалистичной анимации физических процессов может казаться сложной задачей, но это не так. Используемые для этого алгоритмы могут быть очень простыми и при этом точно воспроизводить такие физические явления, как движение, ускорение и гравитация (притяжение).

Хотите узнать, как эти алгоритмы реализуются в JS?

Работаем с двухмерной физикой в JavaScript - 1

Примеры можно посмотреть здесь.

Исходный код находится здесь.
Читать полностью »

А разве у них есть поверхность? Ведь все привыкли к представлению о черной дыре как о сингулярности скрытой от нашего взора горизонтом события. Впрочем, исследуя термодинамику черных дыр, физики давно пришли к выводу, что они ведут себя не как трехмерные, а как двухмерные объекты. Например, количество составных частей черной дыры как термодинамической системы, пропорционально квадрату радиуса горизонта события, а не его кубу. Но данный «прозрачный намёк» принято относить скорее к проблемам, таким как: Куда девается информация провалившаяся за горизонт события? Если из двух квантово запутанных частиц одна пересекла горизонт события, то с чем запутана оставшаяся?

Однако показать, что такая поверхность вполне материальна, можно используя известные эффекты теории относительности. Так, с точки зрения неподвижного внешнего наблюдателя, никакой падающий в черную дыру объект никогда не пересечет горизонт события, потому что по мере приближения к нему, время в системе отсчета, связанной с объектом, будет замедляться относительно внешнего наблюдателя из-за того, что в гравитационном поле вблизи массивных тел, время даже для неподвижных тел течет медленнее, чем вне поля. Скорость такого объекта относительно внешнего наблюдателя сначала нарастает, а затем замедляется. При приближении к горизонту события время для такого объекта почти остановится, поэтому для того чтобы преодолеть остаток пути с точки зрения внешнего наблюдателя ему потребуется бесконечно большой промежуток времени.
Читать полностью »

В каких фильмах и сериалах всё показано верно? Мы расспросили настоящих астронавтов.

«Это кошмар»: астронавты делятся мнением о том, какие ошибки допускает Голливуд при съёмке фильмов о космосе - 1
«Марсианин» / «Армагеддон» / «Интерстеллар» / «Гравитация»

Говорят, что в космосе никто не услышит ваш крик, однако убери звуковые эффекты из «Звёздных войн», и часть магии кино испарится.

Индустрия кино и телевидения никогда не позволяла фактам мешать изложению хорошей истории, однако некоторые моменты, касающиеся космического пространства, особенно поразили астронавтов.

Плохое

Какой фильм налажал сильнее всего по мнению канадского космического агентства (ККА)? «Армагеддон» (1998). Бывший астронавт ККА Роберт Тирск сказал, что эта эпическая картина режиссёра Майкла Бэя наиболее проблематична из всех. «Они мало что сделали для того, чтобы донести до аудитории реальные возможности космического шаттла, а также последствия взрыва в космосе таких объектов, как астероиды».
Читать полностью »

Вино и крысы: применение ресвератрола для восстановления мышц в условиях марсианской гравитации - 1

Долгие годы фантасты со всех уголков нашей планеты на страницах своих произведений мечтали о космических путешествиях и колонизации далеких планет, первой среди которых на ум приходит Марс. Красная планета манит не только авторов научной фантастики, но и научное сообщество. И вот мысли о колонизации Марса перестали быть столь безумными, и весь мир подключился к новой космической гонке. Для людей, которые первыми ступят на поверхность четвертой планеты от Солнца, будет уготовано немало испытаний, начиная от невероятного температурного диапазона (от 30° до -170°) и заканчивая силой тяжести, которая почти в три раза меньше земной (3,711 м/с² против 9,807 м/с²). Сегодня мы поговорим об исследовании, в котором ученые NASA пытаются определить новые способы снижения негативного влияния пониженной гравитации на мышцы человека. Какие вещества могут в этом помочь, где их найти, как себя чувствовали крысы-марсиане во время практических опытов, и при чем тут красное вино? Обо всем этом мы узнаем из доклада исследовательской группы.Читать полностью »

Физик рассчитал, что жизнь всё-таки возможна в 2D-вселенной - 1

Окружающая реальность существует в трёхмерной Вселенной (плюс время), поэтому нам трудно представить Вселенную только с двумя измерениями. Согласно антропному принципу, мы видим Вселенную такой, потому что только в такой Вселенной мог возникнуть наблюдатель, человек. Другими словами, мы наблюдаем заведомо не произвольную область Вселенной, а ту, особая структура которой сделала её пригодной для возникновения и развития жизни.

Соответственно, во Вселенной встречаются разные значения мировых констант, но мы не можем их наблюдать. Впрочем, по расчётам физика Джеймса Скарджилла (James Scargill) из Калифорнийского университета в Дэвисе, двумерная Вселенная всё-таки возможна.

В частности, Скарджилл рассматривает идею жизни в измерениях 2+1, где +1 —это измерение времени.
Читать полностью »

Учёные смущённо признают, что до сих пор не знают точной величины гравитационного взаимодействия - 1
По легенде, первый эксперимент, показавший, что все объекты падают с одной скоростью, вне зависимости от массы, провёл Галилео Галилей, стоя на вершине Пизанской башни. Два любых объекта, брошенных вниз в гравитационном поле, в отсутствии сопротивления воздуха (или при пренебрежении им) будут ускоряться одинаково. Позже это правило было кратко записано Ньютоном после изучения им данного вопроса.

Впервые начав формулировать законы физики, мы делали это эмпирически: посредством экспериментов. Бросьте шар с башни, как это, возможно, сделал Галилей, и вы сможете измерить, сколько он пролетит и через какое время упадёт. Отпустите маятник, и вы сможете обнаружить взаимосвязь между его длиной и количеством времени на один период. Проделав это с различными расстояниями, длинами и временными отрезками, вы начнёте замечать систему: высота падения объекта пропорциональна квадрату времени, период маятника пропорционален квадратному корню его длины.

Но чтобы превратить пропорции в уравнения, нужно подобрать одну константу.
Читать полностью »

Спросите Итана: могут ли потери на излучение звёзд объяснить тёмную энергию? - 1
Представление художника о тех временах Вселенной, в которые формировались первые звёзды. Из-за их света и слияний они будут испускать излучение, как электромагнитное, так и гравитационное. Но способно ли преобразование материи в энергию создавать антигравитацию?

На пути нашего познания Вселенной встречаются загадки, ответ на которых пока никому не известен. Тёмная материя, тёмная энергия, космическая инфляция – все эти идеи неполны, и мы не знаем, какого типа частицы или поля отвечают за них. Вполне возможно, хотя большая часть профессионалов считает это маловероятным, что одна или несколько из этих загадок могут иметь нестандартное решение, которое никто из нас не ожидает.

Впервые в истории колонки «Спросите Итана» я получил вопрос от нобелевского лауреатаДжона Кромвелла Мазера – который хочет знать, не могут ли звёзды, преобразуя массу в энергию, отвечать за эффекты, приписываемые тёмной энергии:

Что происходит с гравитацией, которую оказывает исчезающая масса, в процессе преобразования её в свет и нейтрино путём ядерных реакций, происходящих в звёздах, или когда масса собирается в чёрную дыру, или когда она превращается в гравитационные волны? Иначе говоря, являются ли гравитационные волны, электромагнитные волны и нейтрино источником гравитации, точно совпадающим с существовавшей до этого массой, которая в них превратилась, или нет?

Потрясающая идея. Давайте разбираться, почему.
Читать полностью »

Спросите Итана: если масса искривляет пространство-время, как оно распрямляется обратно? - 1
Кривизна пространства-времени вблизи любого массивного объекта определяется комбинацией массы и расстояния до центра масс. Необходимо учесть и другие параметры, такие, как скорость, ускорение и другие источники энергии.

Материя сообщает пространству, как искривляться, а искривлённое пространство сообщает материи, как двигаться. Это основной принцип ОТО Эйнштейна, впервые связавшей такое явление, как гравитация, с пространством-временем и относительностью. Поместите массу в любой точке Вселенной, и пространство вокруг неё отреагирует искривлением. Но если убрать массу или передвинуть её, что заставляет пространство-время «вставать на место», принимая неискривлённое положение? Такой вопрос задаёт наш читатель:

Нас учат, что масса деформирует пространство-время, а кривизна пространства-времени вокруг массы объясняет гравитацию – к примеру, объект на орбите вокруг Земли на самом деле движется по прямой, лежащей в искривлённом пространстве-времени. Допустим, это имеет смысл, но когда масса (вроде Земли) двигается через пространство-время и искривляет его, почему пространство-время не остаётся искривлённым? Какой механизм распрямляет этот участок пространства-времени, когда масса двигается дальше?

С этим вопросом связано много интересного, и ответ на самом деле может помочь вам понять, как работает гравитация.
Читать полностью »

Спросите Итана: почему орбиты комет отличаются от орбит планет? - 1
Номинальная траектория межзвёздного астероида 1I/Оумуамуа (он же A/2017 U1). Расчёт основан на наблюдениях, начиная с 19 октября 2017 года. Заметьте, как отличаются орбиты планет (вращающихся быстро и по кругу), объектов пояса Койпера (эллиптические, почти копланарные) и орбита этого межзвёздного астероида.

Правильный ответ на вопрос о том, как планеты движутся по орбитам в нашей Солнечной системе, был дан уже несколько сотен лет назад: сначала Кеплером, чьи законы движения их описывали, а затем Ньютоном, чьи законы всемирного тяготения позволяли вывести первые. Но кометы, как происходящие из Солнечной системы, так и залетевшие издалека, не двигаются по тем же самым, почти круговым, эллипсам. Почему так происходит? Наш читатель хочет узнать:

Почему кометы движутся вокруг Солнца по параболическим путям, в отличие от планет, движущихся по эллиптическим орбитам? Откуда у комет берётся энергия на пролёт такого большого расстояния, от облака Оорта до Солнца и обратно? И как межзвёздные кометы и астероиды вылетают из своих планетных систем и посещают другие?

На этот вопрос можно ответить, однако существует более общий вопрос: почему вообще объекты двигаются по орбитам именно так?
Читать полностью »

Почему космонавтам недоступна искусственная гравитация? - 1
В космосе, хотя все массы во Вселенной подчиняются силе гравитации, как обычно, не ощущается «верха» и «низа», как на Земле, поскольку космический корабль и всё, что у него на борту, ускоряется гравитацией с одинаковой скоростью.

Если поместить человека в космос, подальше от гравитационных воздействий, испытываемых им на поверхности Земли, он испытает невесомость. Хотя все массы Вселенной продолжат притягивать его, они продолжат притягивать и космический корабль, поэтому человек будет «плавать» внутри. В сериалах и фильмах типа «Звёздный путь», «Звёздные войны», «Боевой крейсер „Галактика“ и множестве других нам всегда показывают, как члены команды стабильно стоят на полу корабля вне зависимости от прочих условий. Это потребовало бы возможности создания искусственной гравитации – но с учётом законов физики в том виде, в котором мы их знаем сегодня, это слишком трудная задача.
Читать полностью »


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js