Znajdź zawartość

Naukowcy korzystający z europejskiego Very Large Telescope odkryli niezwykłą gwiazdę, której istnienie może wymusić zmianę obecnie obowiązujących teorii nt. powstawania gwiazd. SDS J102915+172927 nie powinna istnieć, gdyż nie posiada cięższych pierwiastków, które według współczesnych teorii są konieczne do uformowania gwiazd o niskiej masie. Skład chemiczny SDS J102915+172927 wskazuje, że liczy sobie ona około 13 miliardów lat i uformowała się krótko po eksplozji gwiazdy pierwszej generacji. Jest zatem jedną z najstarszych znanych nam gwiazd. Po Wielkim Wybuchu we wszechświecie znajdowały się wodór, hel oraz śladowe ilości litu. Inne pierwiastki powstały we wnętrzach gwiazd. Gwiazdy formują się, gdy dochodzi do schłodzenia gazu. W pierwszej generacji gwiazd chłodziwem był wodór, który jednak pozwala na spadek temperatury tylko do pewnego stopnia. To umożliwia formowanie olbrzymich gwiazd pierwotnych. W ich wnętrzach tworzyły się inne pierwiastki i gdy gwiazda wybuchała, wzbogacała ona przestrzeń kosmiczną o kolejne elementy. Współczesne teorie mówią, że gwiazda o małej masie, taka jak SDS J102915+172927, która jest nieco lżejsza od Słońca, nie może się uformować bez obecności określonej ilości innych pierwiastków, przede wszystkim tlenu i węgla, które schłodzą gaz. Problem jednak w tym, że nowo odkryta gwiazda zawiera bardzo mało pierwiastków cięższych od helu i wodoru czyli, jak nazywają te pierwiastki astronomowie, metali. Gwiazda o niskiej masie tak uboga w metale jak SDS J102915+172927, bez obecności węgla i tlenu, nie powinna istnieć - mówi Elisabetta Caffau, z Zentrum fur Astronomie. Śladowe ilości metali sugerują, że jest to bardzo stara gwiazda, jednak wielką niewiadomą jest niska zawartość litu. W prymitywnych gwiazdach jest go około pięćdziesięciokrotnie więcej. Naukowcy zastanawiają się, w jaki sposób lit w gwieździe został zniszczony. Caffau mówi, że jej zespół zidentyfikował kilka innych gwiazd, które mogą być równie ubogie lub nawet uboższe w metale.

Wbrew obecnie panującym poglądom, mówiącym, że z czarnej dziury nic nie może uciec, profesor Samuel Braunstein i doktor Manas Patra z brytyjskiego University of York twierdzą, iż informacja może wydostać się z czarnej dziury. Jeśli uzyskane przez nich wyniki są prawidłowe, może to mieć bardzo daleko idące konsekwencje. Może to bowiem oznaczać, że grawitacja nie jest fundamentalną siłą natury. Do uzyskania naszych wyników nie potrzebowaliśmy szczegółowych danych dotyczących geometrii zakrzywienia przestrzeni przez czarną dziurę. To wspiera niedawno zaprezentowaną teorię, że czas, przestrzeń i sama grawitacja są właściwościami czegoś innego, głębszego, leżącego u ich źródeł. W naszej pracy lekko zmodyfikowaliśmy tę propozycję uznając, że teoria o kwantowej informacji jest prawdopodobnym źródłem teorii grawitacji - mówi Braunstein. Obaj naukowcy wykorzystali mechanikę kwantową, jednak wielu uczonych wątpi, czy bez odwoływania się do grawitacji można wyjaśnić parowanie czarnych dziur. Nie możemy jednoznacznie stwierdzić, że udowodniliśmy możliwość ucieczki z czarnej dziury. Jednak taka jest najbardziej prawdopodobna interpretacja uzyskanych przez nas wyników, a te wskazują, że teoria o kwantowej informacji będzie odgrywała kluczową rolę w przyszłej teorii czarnych dziur, łączącej mechanikę kwantową z grawitacją - dodaje Patra. Szczegółowy opis rozważań obu naukowców został opublikowany w artykule pt. „Black hole evaporation rates without spacetime" w najnowszym numerze Physical Review Letters.

Obowiązująca przez dziesiątki lat teoria dotycząca zakłóceń występujących w tranzystorach prawdopodobnie jest fałszywa. Może to oznaczać, że wkrótce nie będziemy w stanie produkować mniejszych i bardziej wydajnych układów scalonych dopóty, dopóki nie powstanie prawdziwa teoria wyjaśniająca szumy. Jason Campbell i jego zespół z Narodowego Instytutu Standardów i Technologii badali fluktuacje pomiędzy stanami on i off w coraz mniejszych tranzystorach. Odkryli w ten sposób, że obowiązujący od dziesiątków lat standardowy model wyjaśniający zakłócenia nie pasuje do faktów. Teoria zwana modelem tunelowania elastycznego mówi, że wraz ze zmniejszaniem się rozmiarów tranzystora, częstotliwość zakłóceń jest coraz większa. Jednak Campbell i jego koledzy wykazali, że nawet w tranzystorach o rozmiarach jednego nanometra częstotliwość ta jest ciągle taka sama. Oznacza to, że cały model wyjaśniający to zjawisko jest nieprawidłowy. Dotychczas nie stanowiło to większego problemu ze względu na spore rozmiary tranzystorów. Te jednak bardzo szybko stają się coraz mniejsze i wkrótce przemysł może natknąć się na problem, z którym sobie nie poradzi, gdyż nie będzie wiadomo jak. Jest to szczególnie ważne w tranzystorach o małej mocy, gdyż w ich przypadku fluktuacje pomiędzy on i off są szczególnie duże. To poważna przeszkoda na drodze rozwoju tranzystorów dla zastosowań wymagających małej mocy. Musimy zrozumieć na czym polega problem, zanim go naprawimy. Kłopot w tym, że w tej chwili nie mamy pojęcia co się dzieje - mówi Campbell.

Naukowcy z MIT-u zakończyli prace nad teorią przepływu płynów. Mają oni nadzieję, że dzięki temu uda się kontrolować np. przepływ powietrza wokół pojazdów, co znakomicie zmniejszy opór i, między innymi, pozwoli na znaczne zmniejszenie zużycia paliwa. Podobną teorię stworzył już w 1904 roku Ludwig Prandtl. Opracował on matematyczny model przepływu powietrza. ma on jednak dwie poważne wady. Pierwsza - dotyczy on tylko równomiernego przepływu, z którym mamy do czynienia np. podczas powolnej jazdy samochodem ze stałą prędkością. Po drugie - odnosi się on do wyidealizowanych warunków zachodzących w dwóch wymiarach. Od stu lat naukowcy starają się ulepszyć model Prandtla tak, by móc zastosować go do warunków, z jakimi spotykamy się na co dzień. Większość systemów inżynieryjnych nie pracuje w stabilnych warunkach. Ciągle się one zmieniają. Samochody przyspieszają i zwalniają, podobnie jak samoloty podczas wykonywania manewrów, w czasie lądowania czy startu. Ponadto płyny poruszają się w trzech wymiarach - mówi George Haller, profesor Wydziału Inżynierii Mechanicznej. Gdy jedziemy samochodem, płyniemy łodzią, lecimy samolotem wszelkie manewry i zmiany prędkości wywołują zawirowania powietrza, a to stwarza dodatkowy opór i zwiększa zużycie paliwa. Profesor Haller w 2004 roku zaprezentował swoją pierwszą publikację dotyczącą matematycznych podstaw przepływu płynów w przestrzeni dwuwymiarowej w niestabilnych warunkach. W sierpniu bieżącego roku jego zespół ukończył pracę nad teorią dotyczącą przestrzeni trójwymiarowej. Równocześnie zespół profesora Thomasa Peacocka eksperymentalnie sprawdzał teorię Hallera. Wykazano, że teoria świetnie zgadza się z praktyką. Naukowcy twierdzą, że jest jeszcze zbyt wcześnie by mówić o konkretnych korzyściach, jakie przemysł samochodowy czy lotniczy mogą odnieść z ich prac. To dopiero czubek góry lodowej, ale wykazaliśmy, że teoria sprawdza się w praktyce - zauważa Peacock.