Мато Курои: другие произведения.

Нужные мне научные заметки

"Самиздат": [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь]
Peклaмa:
Литературные конкурсы на Litnet. Переходи и читай!
Конкурсы романов на Author.Today

Конкурс фантрассказа Блэк-Джек-21
Поиск утраченного смысла. Загадка Лукоморья
Peклaмa
 Ваша оценка:

Принцип локальности

Материал из Википедии - свободной энциклопедии

В физике принцип локальности/близкодействия утверждает, что на объект влияет только его непосредственное окружение. Квантовая механика предсказывает посредствомнеравенств Белла прямое нарушение этого принципа[1]Эксперименты показали, что квантово запутанные частицы нарушают этот принцип. Было показано, что они влияют друг на друга будучи физически удаленными друг от друга на 18 км, тем самым подтверждая, что принцип локальности/близкодействия неверен[2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17].

Содержание

Мнение Эйнштейна

Парадокс Эйнштейна - Подольского - Розена

Альберт Эйнштейн ощущал, что, по его мнению, было что-то фундаментально неверное в квантовой механике из-за её предсказаний нарушения локальности/близкодействия. В знаменитой работе он со своими соавторами описал ЭПР парадокс. Тридцать лет спустя Джон Стюарт Белл ответил на это работой, которая показала, что никакая физическая теориялокальных скрытых переменных/параметров (англ.) не может воспроизвести все предсказания квантовой механики (Теорема Белла).

Философский взгляд

Эйнштейн допускал/предполагал, что принцип локальности/близкодействия был необходим, и что не могло быть его нарушений. Он отмечал[18]:

Следующая идея характеризует относительную независимость пространственно разнесенных/удаленных объектов A и B: внешнее воздействие на A прямо не отражается на B; это известно как Принцип Локальности/Близкодействия, который сообразно используется только в теории поля. Если совершенно отвергнуть эту аксиому, тогда идея существования квазизамкнутых (quasienclosed) систем, и следовательно тем самым постулирование законов, которые могут быть проверены эмпирически в общепринятом смысле (accepted sense), стало бы невозможным.

Локальный реализм

Локальный реализм - это комбинация принципа локальности с "реалистичным" предположением, что все объекты обладают "объективно существующими" значениями своих параметров и характеристик для любых возможных измерений, могущих быть произведенными над этими объектами, ПЕРЕД тем как эти измерения производятся. Эйнштейн, будучи, по всей видимости, сторонником локального реализма, любил в этой связи говорить, что Луна все равно там на небе есть, даже если никто ее не наблюдает. Данные современной квантовой механики, основанные на проведенных экспериментах, ставят под сомнение адекватность модели локального реализма "устройству" реальности.

Реализм

Реализм в том смысле, в котором его используют физики, не прямо идентичен значению слова реализм в метафизике.[19] Последнее - это своего рода утверждение, что существует в некотором смысле мир независимый от сознания. Даже если результаты какого-либо возможного измерения не существуют до проведения измерения, это не означает, что они создаются наблюдателем (как в интерпретации квантовой механики под названием "сознание вызывает коллапс (англ.)"). Более того, независимое от сознания свойство может и не быть значением какой-либо физической переменной/параметра, к примеру, положение или импульс. Свойство может быть диспозиционным (англ.) - то есть имеющим тенденцию, то есть оно может быть тенденцией, в том смысле что стеклянные объекты имеют тенденцию разбиваться, или расположены/имеют склонность разбиваться, даже если они не разбиваются в реальности/на самом деле. Сходным образом, независимые от сознания свойства квантовых систем могли бы состоять из тенденции отвечать на определённого рода измерения определённого рода значениями с некоторой вероятностью.[20] Такая онтология была бы метафизически реалистична и не будучи реалистичной в смысле, который физики вкладывают в словосочетания "локальный реализм" (которые требует, чтобы чёткое и единственное определённое значение измеряемой величины получалось бы с определённостью и достоверностью).

Локальный Реализм является существенной чертой классической механики, общей теории относительности и теории Максвелла, но квантовая механика по большому счету отвергает этот принцип из-за присутствия квантовой запутанности безотносительно к расстоянию, наиболее чётко продемонстрированной ЭПР Парадоксом и количественно формализованной неравенствами Белла.[21] Любая теория, к примеру квантовая механика, которая нарушает неравенства Белла, должна отвергнуть или локальный реализм, или противофактическую определённость-конечность (англ.). (Некоторые физики в ходе диспутов указывают, что эксперименты продемонстрировали нарушения неравенств Белла, на основании того, что под-класс неоднородных неравенств Белла (англ.) не был протестирован/проверен или соображения такого порядка: экспериментальные ограничения (англ.)). Различные интерпретации квантовой механики отвергают различные части локального реализма и/или противофактическую определённость.

Копенгагенская интерпретация

В большинстве обычных интерпретаций, таких как версия Копенгагенская интерпретация и интерпретация, основанная на Consistent Histories, где волновая функция не предполагается как имеющая прямую физическую интерпретацию реальности, отвергается именно реализм. Определенные конечные свойства физической системы "не существуют" до измерения, и волновая функция имеет ограниченную интерпретацию как не более чем математический инструмент используемый для расчета вероятностей исходов экспериментов, что находится в согласии с позитивизмом в философии как единственный возможный материал/сюжет/тема, которую наука и должна обсуждать.

В версии Копенгагенской интерпретации, где волновая функция предполагается как имеющая физическую интерпретацию реальности (природа которой не уточняется) принцип локальности/близкодействия нарушается в ходе процесса измерения посредством коллапса волновой функции. Это не локальный процесс так как Правило Борна, применяемое к волновой функции системы, дает плотность вероятности для всех областей пространства и времени. При измерении физической системы, плотность вероятности исчезает одновременно везде, кроме того места где (и когда - момент времени) система над которой производят измерение обнаруживается как существующая. Это "исчезновение" рассматривается как реальный физический процесс, и определенно нелокальный (происходящий быстрее чем скорость света) если волновая функция рассматривается как физически реальная и плотность вероятности стремится к нулю на произвольно далеких расстояниях в течение конечного времени, требуемого для процесса измерения.

Интерпретация Бома

Интерпретация Бома хочет сохранить реализм, и для этого ей необходимо нарушить принцип локальности для того, чтобы достигались необходимые корреляции.

Много-мировая/мирная интерпретация

В много-мировой интерпретации реализм и локальность/близкодействие сохраняются, но counterfactual definiteness(вариант перевода: противоречащая фактам/контрафактная (или псевдо) определенность/однозначность) отвергается путем расширения понятия реальность до принятия возможности существованияпараллельных вселенных.

Из-за того, что различия между интерпретациями в основном носят философский характер (кроме интерпретации Бома и Много-мировой интерпретации), физики обычно используют язык, в котором важные утверждения не зависят от выбираемой нами интерпретации. В этих рамках, только измеряемое удаленное действие на расстоянии - сверхсветовое движениепередача/распространение реальной, физической информации рассматриваются физиками как нарушение локальности/близкодействия. Такие явления не были зарегистрированы научным сообществом и не предсказываются современными теориями (возможно за исключением теории Бома).

Относительность

Локальность/близкодействие - одна из аксиом релятивистской квантовой теории поля, как и требуется для причинности. Формализация локальности/близкодействия в этом случае следующая: если у нас есть две наблюдаемых, каждая из которых локализована в соответствующем отдельном пространственно-временном участке/регионе, которые пространственно-подобно (англ.) разделены друг от друга, то эти наблюдаемые обязаны коммутировать. В качестве альтернативы, решение уравнений поля является локальным, если лежащие в основе уравнения являются или инвариантом Лоренца или, в более общем случае, общековариантныили являются локальным инвариантом Лоренца.

Родственные темы

Примечания

  1.  J. S. Bell, Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics, (Cambridge University Press 1987)
  2.  A. Aspect et al., Experimental Tests of Realistic Local Theories via Bell's Theorem, Phys. Rev. Lett. 47, 460 (1981)
  3.  A. Aspect et al., Experimental Realization of Einstein-Podolsky-Rosen-Bohm Gedankenexperiment: A New Violation of Bell's Inequalities, Phys. Rev. Lett. 49, 91 (1982),
  4.  A. Aspect et al., Experimental Test of Bell's Inequalities Using Time-Varying Analyzers, Phys. Rev. Lett. 49, 1804 (1982),
  5.  Barrett, 2002 Quantum Nonlocality, Bell Inequalities and the Memory Loophole: quant-ph/0205016(2002).
  6.  J. F. Clauser, M.A. Horne, A. Shimony and R. A. Holt, Proposed experiment to test local hidden-variable theories, Phys. Rev. Lett. 23, 880-884 (1969),
  7.  J. F. Clauser and M. A. Horne, Experimental consequences of objective local theories, Phys. Rev. D 10, 526-35 (1974)
  8.  S. J. Freedman and J. F. Clauser, Experimental test of local hidden-variable theories, Phys. Rev. Lett. 28, 938 (1972)
  9.  R. García-Patrón, J. Fiurácek, N. J. Cerf, J. Wenger, R. Tualle-Brouri, and Ph. Grangier, Proposal for a Loophole-Free Bell Test Using Homodyne Detection, Phys. Rev. Lett. 93, 130409 (2004)
  10.  R.D. Gill, Time, Finite Statistics, and Bell's Fifth Position: quant-ph/0301059, Foundations of Probability and Physics - 2, Vaxjo Univ. Press, 2003, 179-206 (2003)
  11.  D. Kielpinski et al., Recent Results in Trapped-Ion Quantum Computing(2001)
  12.  P.G. Kwiat, et al., Ultrabright source of polarization-entangled photons, Physical Review A 60 (2), R773-R776 (1999)
  13.  M. Rowe et al., Experimental violation of a Bell"s inequality with efficient detection, Nature 409, 791 (2001)
  14.  E. Santos, Bell's theorem and the experiments: Increasing empirical support to local realism: quant-ph/0410193, Studies In History and Philosophy of Modern Physics, 36, 544-565 (2005)
  15.  Tittel, 1997: W. Tittel et al., Experimental demonstration of quantum-correlations over more than 10 kilometers, Phys. Rev. A, 57, 3229 (1997)
  16.  Tittel, 1998: W. Tittel et al., Experimental demonstration of quantum-correlations over more than 10 kilometers, Physical Review A 57, 3229 (1998); Violation of Bell inequalities by photons more than 10 km apartPhysical Review Letters 81, 3563 (1998)
  17.  Weihs, 1998: G. Weihs, et al., Violation of Bell"s inequality under strict Einstein locality conditions, Phys. Rev. Lett. 81, 5039 (1998)
  18.  "Quantum Mechanics and Reality" ("Quanten-Mechanik und Wirklichkeit", Dialectica 2:320-324, 1948)
  19.  Norsen, T. - Against "Realism"
  20.  Ian Thomson's dispositional quantum mechanics
  21.  Ben Dov, Y. Local Realism and the Crucial experiment.

Ссылки

Источник - "http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%BF_%D0%BB%D0%BE%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8&oldid=40916627"
Теорема о запрете клонирования
Материал из Википедии - свободной энциклопедии
Квантовая механика
\Delta x\cdot\Delta p_x \geqslant \frac{\hbar}{2}
Принцип неопределённости Гейзенберга
Введение Математические основы
[показать]Основа
[показать]Фундаментальные понятия
[показать]Эксперименты
[показать]Формулировки
[показать]Уравнения
[показать]Интерпретации
[показать]Развитие теории
[показать]Сложные темы
[показать]Известные учёные
См. также "Физический портал"

Теорема о запрете клонирования - утверждение квантовой теории о невозможности создания идеальной копии произвольного неизвестногоквантового состояния. Теорема была сформулирована Вуттерсом, Зуреком и Диэксом в 1982 году и имела огромное значение в области квантовых вычислений, квантовой теории информации и смежных областях.

Состояние одной квантовой системы может быть сцепленным с состоянием другой системы. Например, создать сцепленное состояние двух кубитов можно с помощью однокубитного преобразования Адамара и двухкубитного квантового вентиля C-NOT. Результатом такой операции не будет клонирование, поскольку результирующее состояние нельзя описать на языке состояний подсистем (состояние является нефакторизуемым). Клонирование - это такая операция, в результате которой создается состояние, являющееся тензорным произведением идентичных состояний подсистем.

Содержание

Доказательство

Пусть мы хотим создать копию системы A, которая находится в состоянии |\psi\rangle_A (см. обозначения Дирака). Для этого возьмем систему B с тем же самым гильбертовым пространством, находящуюся в начальном состоянии |e\rangle_B. Начальное состояния, конечно, не должно зависеть от состояния |\psi\rangle_A, поскольку это состояние нам неизвестно. Составная система A+B описывается тензорным произведением состояний подсистем:

|\psi\rangle_A \otimes |e\rangle_B \equiv |\psi\rangle_A |e\rangle_B.

С составной системой можно произвести два различных действия. Мы можем измерить её состояние, что приведет к необратимому переходу системы в одно из собственных состояний измеряемой наблюдаемой и (частичной) потери информации об исходном состоянии системы A. Очевидно, такой сценарий нам не подходит. Другая возможность заключается в применении унитарного преобразования U, должным образом "настраивая" гамильтониан системы. Оператор U будет клонировать состояние системы, если

U |\psi\rangle_A |e\rangle_B = |\psi\rangle_A |\psi\rangle_B

и

U |\phi\rangle_A |e\rangle_B = |\phi\rangle_A |\phi\rangle_B

для всех | \phi \rangle и | \psi \rangle. Согласно определению унитарного оператора, U сохраняет скалярное произведение:


\langle e|_B  \langle \phi|_A U^{\dagger} U |\psi\rangle_A |e\rangle_B 
= \langle \phi|_B \langle \phi|_A |\psi\rangle_A |\psi\rangle_B,

то есть

\langle \phi | \psi \rangle =  \langle \phi | \psi \rangle ^2.

Из этого следует, что либо |\phi\rangle = |\psi\rangle, либо состояния |\phi\rangle и |\psi\rangle ортогональны (что в общем случае, конечно, неверно). Таким образом, операция U не может клонировать произвольное квантовое состояние. Теорема о запрете клонирования доказана.

Неточное копирование

Хотя создание точных копий неизвестного квантового состояния невозможно, можно тиражировать его неточные копии. Для этого нужно привести исходную систему во взаимодействие с большей вспомогательной системой и провести специальное унитарное преобразование комбинированной системы, в результате которого несколько компонентов большей системы станут приблизительными копиями исходной. Такой процесс может быть использован для атаки на квантовые криптографические системы, а также для других целей в квантовых вычислениях.

См. также

Литература

Источник - "http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%A2%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%B0_%D0%BE_%D0%B7%D0%B0%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%82%D0%B5_%D0%BA%D0%BB%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F&oldid=40214655"
Квантовая запутанность
Материал из Википедии - свободной энциклопедии
Квантовая механика
\Delta x\cdot\Delta p_x \geqslant \frac{\hbar}{2}
Принцип неопределённости Гейзенберга
Введение Математические основы
[показать]Основа
[показать]Фундаментальные понятия
[показать]Эксперименты
[показать]Формулировки
[показать]Уравнения
[показать]Интерпретации
[показать]Развитие теории
[показать]Сложные темы
[показать]Известные учёные
См. также "Физический портал"

Ква́нтовая запу́танность[1] (см. раздел "Название явления в русскоязычных источниках") - квантовомеханическое явление, при котором квантовые состояния двух или большего числа объектов оказываются взаимозависимыми. Такая взаимозависимость сохраняется, даже если эти объекты разнесены в пространстве за пределы любых известных взаимодействий, что находится в логическом противоречии с принципом локальности. Например, можно получить пару фотонов, находящихся в запутанном состоянии, и тогда если при измерении спина первой частицы спиральностьоказывается положительной, то спиральность второй всегда оказывается отрицательной, и наоборот.

Содержание

История изучения

Спор Бора и Эйнштейна, ЭПР-Парадокс

Копенгагенская интерпретация квантовой механики рассматриваетволновую функцию до её измерения как находящуюся в суперпозиции состояний. На рисунке изображены орбиталиатома водорода с распределениямиплотностей вероятности (чёрный - нулевая вероятность, белый - наибольшая вероятность). В соответствии с Копенгагенской интерпретацией при измерении происходит необратимый коллапс волновой функции и та принимает определённое значение, при этом предсказуем только набор возможных значений, но не результат конкретного измерения.

На Пятом Сольвеевском конгрессе 1927 года одним из центров дискуссии стал спор Бора и Эйнштейна о принципах Копенгагенской интерпретации квантовой механики[2], которая, впрочем, ещё не имела этого названия, закрепившегося только в 50-е годы XX века[3]. Эйнштейн настаивал на сохранении в квантовой физике принципов детерминизма классической физики и на трактовке результатов измерения с точки зрения "несвязанного наблюдателя" (англ. "detached observer"). С другой стороны, Бор настаивал на принципиально недетерминированном (статистическом) характере квантовых явлений и неустранимом эффекте измерения на само состояние. Как квинтэссенция этих споров частоприводятся диалог Эйнштейна с Бором: "- Бог не играет в кости. - Эйнштейн, не указывай Богу, что ему делать.", а также саркастический вопрос Эйнштейна: "Вы действительно считаете, что Луна существует, только когда вы на неё смотрите?"[4]

Альберт Эйнштейн и Нильс Бор (Шестой Солвеевский конгресс, 1930).

В продолжение начавшихся споров, в 1935 году Эйнштейн, Подольский и Розен сформулировали ЭПР-парадокс, который должен был показать неполноту предлагаемой модели квантовой механики. Их статья "Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным?" была опубликована в Љ47 журнала "Physical Review"[5].

В ЭПР-парадоксе мысленно нарушался принцип неопределённости Гейзенберга: при наличии двух частиц, имеющих общее происхождение, можно измерить состояние одной частицы и по нему предсказать состояние другой, над которой измерение ещё не производилось. Анализируя в том же году подобные теоретически взаимозависимые системы, Шрёдингер назвал их "запутанными" (англ. entangled)[6]. Позднее англ. entangled и англ. entanglement стали общепринятыми терминами в англоязычных публикациях[7]. Следует отметить, что сам Шрёдингер считал частицы запутанными, только пока они физически взаимодействовали друг с другом. При удалении за пределы возможных взаимодействий запутанность исчезала[7]. То есть значение термина у Шрёдингера отличается от того, которое подразумевается в настоящее время.

Эйнштейн не рассматривал ЭПР-парадокс как описание какого-либо действительного физического феномена. Это была именно мысленная конструкция, созданная для демонстрации противоречий принципа неопределённости. В 1947 году в письме Максу Борну он назвал подобную связь между запутанными частицами "жутким дальнодействием" (нем. spukhafte Fernwirkungангл. spooky action at a distance в переводе Борна)[8]:

Поэтому я не могу в это поверить, так как (эта) теория непримирима с принципом того, что физика должна отражать реальность во времени и пространстве, без (неких) жутких дальнодействий.

- "Entangled systems: new directions in quantum physics"[9]

Уже в следующем номере "Physical Review" Бор опубликовал свой ответ в статье с таким же заголовком, как и у авторов парадокса[10]. Сторонники Бора посчитали его ответ удовлетворительным, а сам ЭПР-парадокс - вызванным неправильным пониманием сути "наблюдателя" в квантовой физике Эйнштейном и его сторонниками[7]. В целом большинство физиков просто устранилось от философских сложностей Копенгагенской интерпретации. Уравнение Шрёдингера работало, предсказания совпадали с результатами, и в рамках позитивизма этого было достаточно. Гриббин пишет по этому поводу[11]: "чтобы добраться из точки А в точку Б, водителю необязательно знать, что происходит под капотом его машины". Эпиграфом же к своей книге Гриббин поставил слова Фейнмана:

Думаю, я могу ответственно заявить, что никто не понимает квантовую механику. Если есть возможность, прекратите спрашивать себя "Да как же это возможно?" - так как вас занесёт в тупик, из которого ещё никто не выбирался.

Неравенства Белла, экспериментальные проверки неравенств

Предсказываемые теоремой Белла результаты корреляций спина при наличии локального реализма(сплошная линия) и при его отсутствии (точечная синусоида).
Джон Белл комментируетсвои неравенстваCERN, июнь 1982 года.

Такое состояние дел оказалось не слишком удачным для развития физической теории и практики. "Запутанность" и "жуткие дальнодействия" игнорировались почти 30 лет[7], пока ими не заинтересовался ирландский физик Джон Белл. Вдохновлённый идеями Бома[12] (см. Теория де Бройля - Бома), Белл продолжил анализ ЭПР-парадокса и в 1964 сформулировал свои неравенства[13]. Весьма упрощая математические и физические составляющие, можно сказать, что из работы Белла следовали две однозначно распознаваемые ситуации при статистических измерениях состояний запутанных частиц. Если состояния двух запутанных частиц определены в момент разделения, то должно выполнятся одно неравенство Белла. Если состояния двух запутанных частиц неопределены до измерения состояния одной из них, то должно выполняться другое неравенство.

Неравенства Белла предоставили теоретическую базу для возможных физических экспериментов, однако по состоянию на 1964 год техническая база не позволяла ещё их поставить. Первые успешные эксперименты по проверке неравенств Белла были осуществлены Клаузером (англ.)русск. и Фридманом в 1972 году[14]. Из результатов следовала неопределённость состояния пары запутанных частиц до проведения измерения над одной из них. И всё же до 80-х годов XX века квантовая сцепленность рассматривалась большинством физиков как "не новый неклассический ресурс, который можно использовать, а скорее как конфуз, ждущий окончательного разъяснения"[7].

Схема эксперимента Аспэ 1981 года.

Однако за экспериментами группы Клаузера последовали эксперименты Аспэ (англ.)русск. в 1981 году[14]. В классическом эксперименте Аспэ (см.схему) два потока фотонов с нулевым суммарным спином, вылетавшие из источника S, направлялись на призмы Николя a и b. В них за счётдвойного лучепреломления происходило разделение поляризаций каждого из фотонов на элементарные, после чего пучки направлялись на детекторы D+ и D-. Сигналы от детекторов через фотоумножители поступали в регистрирующее устройство R, где вычислялось неравенство Белла.

Результаты, полученные как в опытах Фридмана-Клаузера, так и в опытах Аспэ, чётко говорили в пользу отсутствия эйнштейновского локального реализма. "Жуткое дальнодействие" из мысленного эксперимента окончательно стало физической реальностью. Последний удар по локальности был нанесён в 1989 году многосвязными состояниями Гринбергера - Хорна - Цайлингера (англ.)русск.[15], заложившими базис квантовой телепортации. В 2010 году Джон Клаузер (англ.)русск.Ален Аспэ (англ.)русск. и Антон Цайлингер стали лауреатами премии Вольфа по физике "за фундаментальный концептуальный и экспериментальный вклад в основы квантовой физики, в частности за серию возрастающих по сложности проверок неравенств Белла (или расширенных версий этих неравенств) с использованием запутанных квантовых состояний"[16].

Современный этап

Современные версии описанного выше эксперимента создают сегменты Sa и Sb такой длины, чтобы регистрация фотонов происходила в заведомо не связанных известными взаимодействиями областях пространства-времени. В 2007 году исследователям из Мичиганского университета удалось разнести запутанные фотоны на рекордное в тот момент расстояние в 1 метр[17].

В 2008 году группе швейцарских исследователей из Университета Женевы удалось разнести два потока запутанных фотонов на расстояние 18 километров. Помимо прочего, это позволило произвести временны́е измерения с недостижимой ранее точностью. В результате было установлено, что если некое скрытое взаимодействие и происходит, то скорость его распространения должна как минимум в 100 000 раз превышать скорость света в вакууме. При меньшей скорости временные задержки были бы замечены[18].

Летом того же года другой группе исследователей из австрийского Института квантовой оптики и квантовой информации (англ.)русск., включая Цайлингера, удалось поставить ещё более масштабный эксперимент, разнеся потоки запутанных фотонов на 144 километра, между лабораториями на островах Ла Пальма и Тенерифе. Обработка и анализ столь масштабного эксперимента продолжаются, последняя версия отчёта была опубликована в 2010 году[19]. В данном эксперименте удалось исключить возможное влияние недостаточного расстояния между объектами в момент измерения и недостаточной свободы выбора настроек измерения. В результате были ещё раз подверждены квантовая запутанность и, соответственно, нелокальная природа реальности. Правда, осталось третье возможное влияние - недостаточно полной выборки. Эксперимент, в котором все три потенциальных влияния будут исключены одновременно, на сентябрь 2011 года является вопросом будущего.

В большинстве экспериментов с запутанными частицами используются фотоны. Это объясняется относительной простотой получения запутанных фотонов и их передачи в детекторы, а также бинарной природой измеряемого состояния (положительная или отрицательная спиральность). Однако явление квантовой запутанности существует и для других частиц и их состояний. В 2010 году международный коллектив учёных из Франции, Германии и Испании получил и исследовал[20] запутанные квантовые состояния электронов, то есть частиц с массой, в твёрдом сверхпроводнике из углеродных нанотрубок. В 2011 году исследователям из Института квантовой оптики общества Макса Планка удалось создать состояние квантовой запутанности между отдельным атомом рубидия и конденсатом Бозе-Эйнштейна, разнесёнными на расстояние 30 метров[21].

Название явления в русскоязычных источниках

При устойчивом английском термине Quantum entanglement, достаточно последовательно использующимся в англоязычных публикациях, русскоязычные работы демонстрируют широкое разнообразие узуса. Из встречающихся в источниках по теме терминов можно назвать (в алфавитном порядке):

  1. Запутанные квантовые состояния[22]
  2. Квантовая запутанность[23]
  3. Квантовая зацепленность[24]
  4. Квантовые корреляции[25][26] (этот термин следует признать весьма неудачным из-за его неоднозначности[27][28])
  5. Квантовая нелокальность[29]
  6. Квантовая перепутанность[30]
  7. Несепарабельность[31] (как уточнение к "квантовым корреляциям")
  8. Квантовая сцепленность[1]

Такое разнообразие можно объяснить несколькими причинами, в том числе объективным наличием двух обозначаемых объектов: а) само состояние (англ. quantum entanglement) и б) наблюдаемые эффекты в этом состоянии (англ. spooky action at a distance), которые во многих русскоязычных работах различаются по контексту, а не терминологически.

Математическая формулировка

Получение запутанных квантовых состояний

Генерация запутанных фотонов в результате спонтанного параметрического рассеяния (СПР) лазерного потока в нелинейномкристалле.

В простейшем случае источником S потоков запутанных фотонов служит определённый нелинейный материал, на который направляется лазерныйпоток определённой частоты и интенсивности (схема с одним эммитером)[32]. В результате спонтанного параметрического рассеяния (СПР) на выходе получаются два конуса поляризации H и V, несущие пары фотонов в запутанном квантовом состоянии (бифотонов)[33].

[показать]подробнее[34]

Выбор конкретного материала зависит от задач эксперимента, используемой частоты и мощности[35]. В таблице ниже приводятся лишь некоторые часто используемые неорганические нелинейные кристаллы с регулярной доменной структурой (англ.)русск.[36] (РДС-кристаллы, англ. periodically poled):

ВеществоФормулаАббревиатура
бета-борат барияβ-BaB2O4BBO
триборат литияLiB3O5LBO
титанил фосфат калияKTiOPO4KTP
ниобат калияKNbO3-

Интересным и сравнительно молодым направлением стали нелинейные кристаллы на органической основе[37][38]. Предполагалось, что органические составляющие живых организмов должны обладать сильными нелинейными свойствами из-за позиций орбиталей в π-связях. Эти предположения подтвердились, и несколькими группами исследователей были получены высококачественные нелинейные кристаллы путёмдегидратации насыщенных растворов аминокислот. Некоторые из этих кристаллов:

ВеществоФормулаАббревиатура
L-аргинин малеин дигидратC6H14N4O2 + C4H4O4LAMD
2-L-метионин малеин дигидратC5H11NO2S + C4H4O4LMMM

LMMM из таблицы получается кристаллизацией смеси в пропорции два к одной L-метионина (метаболическое средство) и малеиновой кислоты (пищевая промышленность), то есть из массово производимых веществ. При этом эффективность правильно выращенного кристалла составляет 90% от более дорогого и труднодоступного неорганического KTP[38].

Применение

"Сверхсветовой коммуникатор" Херберта

Всего через год после эксперимента Аспэ, в 1982 году, американский физик Ник Херберт (англ.)русск. предложил журналу "Foundations of Physics" статью с идеей своего "сверхсветового коммуникатора на основе нового типа квантовых измерений" FLASH (First Laser-Amplified Superluminal Hookup). По позднейшему рассказу Ашера Переса[39], бывшего в тот момент одним из рецензентов журнала, ошибочность идеи была очевидной, но, к своему удивлению, он не нашёл конкретной физической теоремы, на которую мог бы кратко сослаться. Поэтому он настоял на публикации статьи, так как это "пробудит заметный интерес, а нахождение ошибки приведёт к заметному прогрессу в нашем понимании физики". Статья была напечатана[40], и в результате развернувшейся дискуссии Вуттерсом (англ.)русск.Зуреком (англ.)русск. и Диксом (англ.)русск. была сформулирована и доказана теорема о запрете клонирования. Так излагается история у Переса в его статье, опубликованной 20 лет спустя после описываемых событий.

Теорема о запрете клонирования утверждает невозможность создания идеальной копии произвольного неизвестного квантового состояния. Весьма упрощая ситуацию, можно привести пример с клонированием живых существ. Можно создать идеальную генетическую копию овцы, но нельзя "клонировать" жизнь и судьбу прототипа.

Учёные обычно скептически относятся к проектам со словом "сверхсветовой" в названии. К этому добавился неортодоксальный научный путь самого Херберта. В 70-х он вместе с приятелем из Xerox PARC сконструировал "метафазовую печатную машинку" для "коммуникации с бесплотными духами"[41] (результаты интенсивных экспериментов были признаны участниками непоказательными). А в 1985 Херберт написал книгу о метафизическом в физике[42]. В целом, события 1982 года достаточно сильно скомпроментировали идеи квантовой коммуникации в глазах потенциальных исследователей, и до конца XX века существенного прогресса в этом направлении не наблюдалось.

Квантовая коммуникация

Теория квантовой механики запрещает передачу информации со сверхсветовой скоростью. Это объясняется принципиально вероятностным характером измерений и теоремой о запрете клонирования. Представим разнесённых в пространстве наблюдателей А и Б, у которых имеется по экземпляру квантово-запутанных ящиков с котами Шрёдингера, находящимися в суперпозиции "жив-мёртв". Если в момент t1 наблюдатель А открывает ящик, то его кот равновероятно оказывается либо живым, либо мёртвым. Если живым, то в момент t2 наблюдатель Б открывает свой ящик и находит там мёртвого кота. Если мёртвым, то наблюдателю Б в конечном итоге придётся бежать за молоком. Проблема в том, что до исходного измерения нет возможности предсказать, у кого именно что окажется, а после один кот жив, другой мёртв, и назад ситуацию не повернуть.

Слабые квантовые измерения позволяют вовремя остановить "убийство" кота Шрёдингера и оставить его в исходнойсуперпозиции "жив-мёртв".

Обход классических ограничений был найден[43] в 2006 году Коротковым и Джорданом из Калифорнийского университета за счёт слабых квантовых измерений (англ. weak quantum measurement). Продолжая аналогию, оказалось, что можно не распахивать ящик, а лишь чуть-чуть приподнять его крышку и подсмотреть в щёлку. Если состояние кота неудовлетворительно, то крышку можно сразу захлопнуть и попробовать ещё раз. В 2008 году другая группа исследователей из Калифорнийского университета объявила[44] об успешной экспериментальной проверке данной теории. "Реинкарнация" кота Шрёдингера стала возможной. Наблюдатель А теперь может приоткрывать и закрывать крышку ящика, пока не убедится, что у наблюдателя Б кот окажется в нужном состоянии.

Открытие возможности "обратного коллапса" во многом перевернуло представления о базовых принципах квантовой механики:

Профессор Влатко Ведрал, Оксфордский университет: "Теперь мы даже не можем сказать, что измерения формируют реальность, - ведь можно элиминировать эффекты замеров и начать всё заново". Профессор Шлоссхауэр, университет Мельбурна: "Квантовый мир стал ещё более хрупким, а реальность ещё более таинственной".

Реинкарнация кота Шрёдингера стала возможнойАрхивированоиз первоисточника 5 февраля 2012.

Возникла идея не просто передачи потоков запутанных частиц в разнесённые в пространстве приёмники, но и хранения таких частиц неопределённо долгое время в приёмниках в состоянии суперпозиции для "последующего использования". Ещё из работ Раньяды 1990 года[45] было известно о таких расслоениях Хопфа, которые могли быть топологическимирешениями уравнений Максвелла. В переводе на обычный язык это означало, что математически могут существовать ситуации, при которых пучок фотонов или отдельный фотон будет бесконечно циркулировать по сложной замкнутой траектории, выписывая тор в пространстве. До недавнего времени это оставалось просто ещё одной математической абстракцией. В 2008 году американские исследователи занялись анализом получаемых расслоений и их возможной физической реализацией. В результате[46] были найдены стабильные решения и технические способы, позволяющие реализовать такие решения. Оказалось, что пучок света действительно можно "свернуть в бублик" (точнее - в замкнутый тороидальный узел) и "положить на место", и такое состояние останется стабильным и самоподдерживающимся. На сентябрь 2011 об успешных лабораторных реализациях не сообщалось, но теперь это вопрос технических трудностей, а не физических ограничений.

Помимо проблемы "складирования" запутанных частиц остаётся нерешённой проблема декогеренции, то есть утраты частицами запутанности со временем из-за взаимодействия с окружающей средой. Даже в физическом ваккуме остаются так называемые виртуальные частицы. Несмотря на эпитет "виртуальный" в названии, они вполне успешно деформируют физические тела, как показывает эффект Казимира, следовательно, теоретически могут влиять на запутанные частицы.

Квантовая телепортация

Квантовая телепортация (не путать с телепортацией), основанная на запутанных квантовых состояниях, используется в таких интенсивно исследуемых областях, как квантовые вычисления и квантовая криптография.

Идея квантовых вычислений была впервые предложена Ю. И. Маниным в 1980 году. На сентябрь 2011 года полномасштабный квантовый компьютер является пока гипотетическим устройством, построение которого связано со многими вопросами квантовой теории и с решением проблемы декогеренции. Ограниченные (в несколько кубитов) квантовые "миникомпьютеры" уже создаются в лабораториях. Первое удачное применение с полезным результатом продемонстрировано международным коллективом учёных в 2009 году. Поквантовому алгоритму была определена энергия молекулы водорода[47]. Впрочем, некоторыми исследователями высказывается мнение, что для квантовых компьютеров запутанность является, наоборот, нежелательным побочным фактором[48].

Квантовая криптография используется для пересылки зашифрованных сообщений по двум каналам связи, квантовому и традиционному. Первый протокол квантового распределения ключа BB84 был предложен[49] Беннетом (англ.)русск. и Брассардом (англ.)русск. в 1984 году. С тех пор квантовая криптография являлась одним из бурно развивающихся прикладных направлений квантовой физики, и к 2011 году несколькими лабораториями и коммерческими фирмами были созданы работающие прототипы передатчиков и приёмников[50]. Следует отметить, что идея и привлекательность квантовой криптографии базируется не на какой-то повышенной или же "абсолютной" криптостойкости, а на гарантированном уведомлении, как только кто-либо попытается перехватить сообщение. Последнее же базируется на известных к началу разработок законах квантовой физики и в первой очереди, на необратимости коллапса волновой функции[51]. В связи с открытием и успешным тестированием обратимых слабых квантовых измерений основы надёжности квантовой криптографии оказались под большим вопросом[52][53]. Возможно, квантовая криптография войдёт в историю, как система, для которой прототип "абсолютно надёжного" передатчика и прототип перехватчика сообщений были созданы почти одновременно и до начала практического использования самой системы.

Физическая интерпретация явления

Копенгагенская интерпретация

Интерпретация Бома

Интерпретация Бома

Многомировая интерпретация

Многомировая интерпретация позволяет[54] представить запутанные частицы как проекции всех возможных состояний одной и той же частицы из параллельных вселенных.

Непротиворечивые истории

Непротиворечивые истории (англ.)русск.

Объективная редукция Джирарди - Римини - Вебера

Объективная редукция Джирарди - Римини - Вебера (англ.)русск.

Транзакционная интерпретация

Транзакционная интерпретация (англ.)русск. (TI), предложенная Крамером (англ.)русск. в 1986 году[55], предполагает наличие исходящих от частиц симметричных стоячих волн, направленных в прошлое и будущее по оси времени. Тогда взаимодействие распространяется по волнам без нарушения лимита скорости света, но для временно́го фрейма наблюдателя событие (транзакция) происходит "мгновенно".

Явление в религии и в массовой культуре

Символ бифотона в статье на сайтеАмериканского физического общества[56].
"Экспериментальный теологический символ". От автора: "Я решил использовать узор, иногда ассоциируемый с феноменом квантовой запутанности, так как магнетизм, как говорят, действует на подобном же принципе."
Книга "Будда и Квант", книжный магазин в Ванкувере. Из предисловия: "... мы сможем понять современную физику, только если поместим пространство и время внутрь сознания."

Примечания

  1. ↑ 1 2 Альтернативный термин "квантовая сцепленность" вместо переводного "запутанность", предлагается, в частности, профессором А. С. Холево (МИАН): Холево А. С. Квантовая информатика: прошлое, настоящее, будущее // В мире науки : журнал. - 2008. - Љ 7. см. также Квантовый секрет Полишинеля. Газета.Ru (21 июля 2011).Архивированоиз первоисточника 5 февраля 2012. Проверено 12 сентября 2011.
  2.  Бор Н. Сольвеевские конгрессы и развитие квантовой физики// Успехи физических наук : журнал. - 1967. - В. 4. - Т. 91. - С. 744-747.
  3.  Heisenberg W. Criticisms and Counterproposals to the Copenhagen Interpretation of Quantum Theory // Physics and Philosophy: The Revolution in Modern Science - 2007. - С. 102. - ISBN 9780061209192.
  4.  Дословно Эйнштейн сказал "I like to believe that the moon is still there even if we don't look at it" (Я хотел бы верить, что луна всё там же, даже если мы на неё не смотрим).
  5.  Einstein A., Podolsky B., Rosen N. Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?// Physical Review : журнал. - 1935. - Т. 47.
  6.  Schrödinger E. Discussion of Probability Relations between Separated Systems // Proceedings of the Cambridge Philosophical Society : журнал. - 1935. - Љ 31. - С. 555.
  7. ↑ 1 2 3 4 5 Bub J. Quantum Entanglement and InformationThe Stanford Encyclopedia of PhilosophyСтэнфордский университетАрхивированоиз первоисточника 5 февраля 2012. Проверено 13 сентября 2011.
  8.  Felder G. Spooky Action at a Distance. NCSU.Архивированоиз первоисточника 17 сентября 2011. Проверено 13 сентября 2011.
  9.  Audretsch J. 7.5.2 Non-Local Effects: "Spooky Action at a Distance"?// Entangled systems: new directions in quantum physics - Bonn: Wiley-VCH, 2007. - С. 130. - ISBN 9783527406845.
  10.  Bohr N. Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality be Considered Complete?// Physical Review : журнал. - 1935. - Т. 48.
  11.  Gribbin J. Introduction// Q is for QUANTUM: An Encyclopedia of Particle Physics - 2000. - С. 7. - ISBN 978-0684863153.
  12.  Sheldon G. Bohmian MechanicsThe Stanford Encyclopedia of PhilosophyСтэнфордский университетАрхивированоиз первоисточника 5 февраля 2012. Проверено 13 сентября 2011.
  13.  Bell J. S. On the Einstein Podolsky Rosen Paradox// Physics : журнал. - 1964. - Љ 1. Русский перевод Путенихина: Парадокс Эйнштейна Подольского Розена. Квантовая Магия. Архивированоиз первоисточника 17 сентября 2011. Проверено 13 сентября 2011.
  14. ↑ 1 2 ЭПР-парадокс. Опыты Фридмана-Клаузера и Аспэ. Копенгагенская интерпретация квантовой механики. Финам.Ru.Архивированоиз первоисточника 17 сентября 2011. Проверено 13 сентября 2011.
  15.  Greenberger D., Horne M., Zeilinger A. (2007), "Going Beyond Bell's Theorem",arΧiv:0712.0921v1[quant-ph]
  16.  Wolf Foundation: Physics.Архивированоиз первоисточника 5 февраля 2012. Проверено 13 сентября 2011.
  17.  Moehring D. L., et al. Entanglement of single-atom quantum bits at a distance // Nature : журнал. - 2007. - Љ 449. - DOI:10.1038/nature06118 Популяризованное изложение на русском языке: Физики "запутали" два атома на расстоянии метра друг от друга. Лента.Ру. Архивированоиз первоисточника 5 февраля 2012. Проверено 13 сентября 2011.
  18.  Salart D., et al. Testing the speed of "spooky action at a distance" // Nature : журнал. - 2008. - Љ 454. - DOI:10.1038/nature07121 Популяризованное изложение на русском языке: Коняев А. Коты в ящиках и квантовые скорости. Лента.Ру. Архивированоиз первоисточника 5 февраля 2012. Проверено 13 сентября 2011.
  19.  Scheidl T. & al. (2010), "Violation of local realism with freedom of choice", arΧiv:0811.3129v2[quant-ph] Популяризованное изложение на русском языке: Попов Л. Физики проявили нелокальную природу реальностиMEMBRANAАрхивированоиз первоисточника 5 февраля 2012. Проверено 13 сентября 2011.
  20.  Herrmann L. G., et al. Carbon Nanotubes as Cooper-Pair Beam Splitters // Physical Review Letters : журнал. - 2010. - В. 2. - Т. 104. - DOI:10.1103/PhysRevLett.104.026801 Популяризованное изложение на русском языке: Физики добились твердой квантовой запутанности. Лента.Ру. Архивированоиз первоисточника 5 февраля 2012. Проверено 13 сентября 2011.
  21.  Lettner M., et al. Remote Entanglement between a Single Atom and a Bose-Einstein Condensate //Physical Review Letters : журнал. - 2011. - В. 21. - Т. 106. -DOI:10.1103/PhysRevLett.106.210503 Популяризованное изложение на русском языке: Физики запутали атом и конденсат Бозе-Эйнштейна из другой лаборатории. Лента.Ру.Архивированоиз первоисточника 5 февраля 2012. Проверено 13 сентября 2011.
  22.  Баргатин И. В., Гришанин Б. А., Задков В. Н. Запутанные квантовые состояния атомных систем // Успехи физических наук : журнал. - М.: 2001. - Т. 171. - Љ 6. -DOI:10.3367/UFNr.0171.200106c.0625
  23.  По статистике, в основном используется в популяризованных публикациях по теме: Поиск в Google "Квантовая запутанность -Википедия" на русском языкеПроверено 20 октября 2011.
  24.  Самостоятельный термин вместо переводного "запутанность", предлагаемый, в частности, член-корреспондентом РАН И. В. Воловичем (МИАН): Волович И. В. Квантовая телепортация(21 мая 2002). - Тезисы для интервью в телепередаче ГордонаАрхивированоиз первоисточника 18 сентября 2011. Проверено 12 сентября 2011.
  25.  Валиев К. А. Квантовые компьютеры и квантовые вычисления // Успехи физических наук : журнал. - 2005. - Т. 175. - Љ 1. - С. 18. - DOI:10.3367/UFNr.0175.200501a.0003
  26.  Тайченачев А. В., Тумайкин А. М., Юдин В. И. Обобщенные темные состояния в системе "бозе-атомы и квантованное поле"//Письма в ЖЭТФ : журнал. - 2004. - В. 11. - Т. 79. - С. 78.
  27.  Иванов И. Детектор CMS зарегистрировал квантовые корреляции пи-мезонов. Элементы (31 мая 2010). Архивированоиз первоисточника 5 февраля 2012. Проверено 28 октября 2011.
  28.  Трифонов А. С., Усачев П. А. Квантовые корреляции шумов накачки и излучения полупроводникового лазера в околопороговой области // ЖЭТФ : журнал. - 1995. - В. 4. - Т. 108. - С. 1253.
  29.  Белинский А. В. Квантовая нелокальность и отсутствие априорных значений измеряемых величин в экспериментах с фотонами // Успехи физических наук : журнал. - 2003. - Т. 173. - Љ 8. - DOI:10.3367/UFNr.0173.200308l.0905
  30.  Белоусов Ю. М., Манько В. И. VII семестрРавновесная статистическая механика: Курс теоретической физики для студентов экономических специальностейМосковский физико-технический институт.Архивированоиз первоисточника 5 февраля 2012. Проверено 21 октября 2011.
  31.  Цехмистро И. З. Импликативно-логическая природа квантовых корреляций // Успехи физических наук : журнал. - 2001. - Т. 171. - Љ 4. - DOI:10.3367/UFNr.0171.200104l.0452
  32.  Hamel D. R. Realization of novel entangled photon sources using periodically poled materialsС. 17-19. UW.Архивированоиз первоисточника 5 февраля 2012. Проверено 13 сентября 2011.
  33.  Бурлаков А. В., Клышко Д. Н. Поляризованные бифотоны как "оптические кварки"// Письма в ЖЭТФ : журнал. - 1999. - В. 11. - Т. 69.
  34.  Хартиков С. ЭПР-пары фотонов, перепутанные по поляризацииПроверено 12 сентября 2011.
  35.  Nonlinear Crystal Materials. RP Photonics. Архивированоиз первоисточника 5 февраля 2012.Проверено 13 сентября 2011. см. также Нелинейные кристаллы. lasercomponents.ru. Архивированоиз первоисточника 5 февраля 2012. Проверено 13 сентября 2011.
  36.  Анфимова Е. А. Нелинейные кристаллы с доменной структурой для параметрической генерации света // Оптика атмосферы и океана : журнал. - 2006. - Т. 19. - Љ 11.
  37.  Mallik T., et al. Synthesis, crystal structure and solubility of C6H14N4O2,C4H4O4,2H2O // Science and Technology of Advanced Materials : журнал. - 2005. - В. 5. - Т. 6. -DOI:10.1016/j.stam.2005.01.001
  38. ↑ 1 2 Natarajan S., et al. Crystal growth and structure of L-methionine L-methioninium hydrogen maleate - a new NLO material // Science and Technology of Advanced Materials : журнал. - 2008. - В. 2. - Т. 9. - DOI:10.1088/1468-6996/9/2/025012
  39.  Peres A. (2002), "How the no-cloning theorem got its name", arΧiv:quant-ph/0205076v1[quant-ph]
  40.  Herbert N. FLASH - A superluminal communicator based upon a new kind of quantum measurement // Foundations of Physics : журнал. - 1982. - Т. 12. - Љ 12. -DOI:10.1007/BF00729622
  41.  Metaphase TypewriterАрхивированоиз первоисточника 5 февраля 2012. Проверено 13 сентября 2011.
  42.  Herbert N. Quantum Reality: Beyond the New Physics - 1987. - ISBN 978-0385235693.
  43.  Korotkov A. N., Jordan A. N. Undoing a Weak Quantum Measurement of a Solid-State Qubit //Physical Review Letters : журнал. - 2006. - В. 16. - Т. 97. -DOI:10.1103/PhysRevLett.97.166805
  44.  Katz N., et al. Reversal of the Weak Measurement of a Quantum State in a Superconducting Phase Qubit // Physical Review Letters : журнал. - 2008. - В. 20. - Т. 101. -DOI:10.1103/PhysRevLett.101.200401 Популяризованное изложение на английском языке: Merali Z. Reincarnation can save Schrödinger's cat // Nature : журнал. - 2008. - Љ 454. - DOI:10.1038/454008a Русский перевод Косарева: Реинкарнация кота Шрёдингера стала возможной. MEMBRANA. Архивированоиз первоисточника 18 сентября 2011. Проверено 13 сентября 2011. Как забавную случайность можно отметить, что фамилия руководителя исследований Надава Каца (Nadav Katz) пишется и звучит похоже на немецкое Katze (кот).
  45.  Rañada A. F. Knotted solutions of the Maxwell equations in vacuum // Journal of Physics A: Mathematical and General : журнал. - 1990. - В. 16. - Т. 23. - DOI:10.1088/0305-4470/23/16/007
  46.  Irvine W., Bouwmeester D. Linked and knotted beams of light // Nature Physics : журнал. - 2008. - Љ 4. - DOI:10.1038/nphys1056 Популяризованное изложение на русском языке: Физики завязали свет узлом. Лента.Ру. Архивированоиз первоисточника 5 февраля 2012. Проверено 13 сентября 2011.
  47.  Lanyon B. P., et al. Towards quantum chemistry on a quantum computer // Nature Chemistry : журнал. - 2010. - Т. 2. - DOI:10.1038/nchem.483 Популяризованное изложение на русском языке: Квантовый компьютер впервые определил энергию молекулы водорода. Лента.Ру. Архивированоиз первоисточника 5 февраля 2012. Проверено 13 сентября 2011.
  48.  Gross D., Flammia S. N., Eisert J. Most Quantum States Are Too Entangled To Be Useful As Computational Resources // Physical Review Letters : журнал. - 2009. - В. 19. - Т. 102. -DOI:10.1103/PhysRevLett.102.190501 Популяризованное изложение на русском языке: Запутанность оказалась сомнительным другом квантовых компьютеров. Лента.Ру. Архивированоиз первоисточника 5 февраля 2012. Проверено 13 сентября 2011.
  49.  Bennett C., Brassard G. Quantum cryptography: Public key distribution and coin tossing //Proceedings of IEEE International Conference on Computers Systems and Signal Processing : журнал. - 1984. - Т. 11. - DOI:10.1016/j.tcs.2011.08.039
  50.  Сафин Д.Осуществлена квантовая телепортация на 16 километров. (рус.)Compulenta.ru (20 мая 2010).
  51.  Килин С. Я. Квантовая информация // Успехи физических наук : журнал. - М.: 1999. - Т. 169. - Љ 5. - С. 514. - DOI:10.3367/UFNr.0169.199905b.0507
  52.  Reiser A., et al. Quantum Weak Measurement and its implications for Communications(PowerPoint) 34. Архивированоиз первоисточника 5 февраля 2012. Проверено 12 сентября 2011.
  53.  Gefter A. Curiosity doesn't have to kill the quantum cat// New Scientist : журнал. - 2007. - В. 2603. - С. 34.
  54.  Vaidman L. Many-Worlds Interpretation of Quantum MechanicsThe Stanford Encyclopedia of PhilosophyСтэнфордский университетАрхивированоиз первоисточника 5 февраля 2012. Проверено 13 сентября 2011. см. также Лебедев Ю. Реально ли многомирие?// Наука и жизнь : журнал. - 2010. - Љ 4.
  55.  Cramer J. G. The transactional interpretation of quantum mechanics // Reviews of Modern Physics : журнал. - 1986. - В. 3. - Т. 58. - DOI:10.1103/RevModPhys.58.647
  56.  This Month in Physics History: Einstein and the EPR ParadoxAPSАрхивированоиз первоисточника 5 февраля 2012. Проверено 13 сентября 2011.

Литература

См. также

Источник - "http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%9A%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%B7%D0%B0%D0%BF%D1%83%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C&oldid=41543381"
Колонизация внешних объектов Солнечной системы
Материал из Википедии - свободной энциклопедии
Воображаемая космическая станция "Стэнфордский тор", вид изнутри
Спутники планет

Колониза́ция внешних объектов Со́лнечной систе́мы - частная и реалистичная область колонизации космоса, является одной из тем научной фантастики. Однако, такая колонизация является трудной проблемой ввиду их большой удалённости от Земли.

Тем не менее, считается, что некоторые спутники планет имеют достаточно большой размер, чтобы быть пригодными для колонизации. На многих из них есть вода в жидком или твёрдом виде и органические соединения, которые могут быть использованы, например, для производства ракетного топлива. Колонии за пределами Земли могут быть чрезвычайно полезными при исследовании планет и их спутников. К примеру, это позволит избавиться от больших задержек при управлении роботами, как это происходит при посылке управляющих сигналов с Земли. Возможен также запуск автоматизированных аэростатов в верхние слои атмосферы газовых гигантов для исследовательских целей и, возможно, добычи гелия-3, который может стать отличным топливом для термоядерных реакторов.

Колонизация ряда спутников Юпитера и Сатурна также должна учитывать возможное наличие органических соединений и даже жизни.

Содержание

Пояс астероидов

Преимущество для колонизации объектов пояса астероидов в том, что они могут несколько раз в десятилетие проходить достаточно близко от Земли. В интервалах между этими проходами астероид может удаляться на 350 млн км от Солнца (афелий) и до 500 млн км от Земли. Но у этих объектов есть и недостатки. Во-первых, это очень маленькая гравитация, а во-вторых, всегда будет опасность того, что астероид с колонией столкнётся с каким-либо массивным небесным телом.

Церера

Церера, изначально описанная как один из самых больших (и первый из открытых) астероидов в главном поясе астероидов, классифицируется теперь как карликовая планета. Считается, что большую часть мантии этого тела составляет водяной лёд[источник не указан 175 дней]. Возможно, содержание воды на Церере (по некоторым подсчётам 200 млн км³) даже больше, чем на Земле[источник не указан 187 дней]. Такие колоссальные запасы воды могут быть[источник не указан 175 дней] в будущем использованы для добычи кислорода для обеспечения колонии воздухом и водорода для ракетного топлива и энергообеспечения колонии. Таким образом, благодаря низкой гравитации, близости к другим богатым залежами руды астероидам и простоте добычи кислорода и водорода, Церера станет[источник не указан 175 дней] ценным плацдармом для дальнейшей экспансии и исследований.

Астероиды

Часто оценивается возможность колонизации астероидов с целью промышленного освоения их ресурсов - рудных полезных ископаемых. Основным сырьем, доставляемым с астероидов, могут стать рубидийцезийиридий, прочие редкие металлы.

Система Юпитера

Европа

Основная сложность в колонизации Европы заключается в наличии у Юпитера сильного радиационного пояса. Находящийся на поверхности Европы человек получит смертельную дозу радиации меньше, чем за 10 минут[1]. Считается, что под ледяной поверхностью спутника имеется океан, в котором возможно наличие жизни. Для его исследования могут быть использованы субмарины[источник не указан 175 дней].

Ганимед

Ганимед, спутник Юпитера, является достаточно привлекательным местом для колонизации в отдалённом будущем. Ганимед - самый большой спутник в Солнечной системе и единственный обладает магнитосферой.

Каллисто

По оценкам НАСА[источник не указан 175 дней], Каллисто может стать первым из колонизированных спутников Юпитера. Это возможно благодаря тому, что Каллисто геологически очень стабилен и находится вне зоны действия радиационного пояса Юпитера. Этот спутник может стать центром дальнейших исследований окрестностей Юпитера, в частности, Европы.

Система Сатурна

Колонизация системы Сатурна, будет прежде всего колонизацией его спутников. У Сатурна 7 лун имеющих форму близкую к сферической: Титан, ЯпетРеяДионаМимасЭнцелад иТефия.

Титан

В настоящее время не существует сколько-нибудь конкретных планов по колонизации Титана. Благодаря исследованиям космического телескопа "Хаббл" и полётам АМС "Пионер", "Вояджер" и особенно "Кассини" с посадкой на Титан зонда "Гюйгенс", установлено, что поверхность Титана очень молода, на ней имеется значительная масса метановых морей, криовулканизм и допускается наличие водяного льда, а также жидких органических соединений и даже некислородной жизни. Всё указывает на то, что создание колоний на Титане возможно, но требуется больше информации о поверхности Титана и её геологической активности. Кроме того, следует учитывать наличие на спутнике атмосферы, более мощной, чем атмосфера Земли.

Энцелад

По данным НАСА, на этом небольшом спутнике в недрах имеется жидкая вода и допускается наличие жизни[2]

Уран

Так как Уран из всех четырёх газовых гигантов имеет наименьшую вторую космическую скорость, он является хорошим кандидатом для добычи гелия-3. Предлагается[источник не указан 175 дней] разместить базу на одном из спутников Урана, а добычу производить при помощи роботов, управляемых на расстоянии. Другой альтернативой может быть размещение в атмосфере Урана огромных воздушных шаров, наполненных водородом (который ненамного, но легче уранианской атмосферы). Такие шары смогут держать целые города при гравитации, сопоставимой с земной. Эта идея может быть также осуществлена[источник не указан 175 дней] и на других газовых гигантах, за исключением Юпитера из-за его высоких гравитации, второй космической скорости и радиации.

Нептун

Колонизация системы Нептуна, является делом далёкого будущего, в связи с большой удалённостью. Сам Нептун является типичным газовым гигантом, что затрудняет его колонизацию, так как у него нет твёрдой поверхности.

Колонизация же его лун, задача более осуществимая, однако не лишена своих недостатков. Все спутники изучены очень плохо и о их геологии практически ничего неизвестно. Наиболее перспективен Тритон, крупнейший и единственный спутник являющийся планетой. Однако его гравитация очень слабая, что создаст некоторые трудности при колонизации. Хотя Тритон изучен лучше, чем другие спутники Нептуна, информации о нём собрано недостаточно.

Пояс Койпера и Облако Оорта

Считается, что за орбитой Урана имеются триллионы комет и астероидов. На них могут быть все необходимые для поддержания жизни ингредиенты (водяной лёд и органические соединения) и большое количество[источник не указан 175 дней] гелия-3, который считается перспективным топливом для управляемых термоядерных реакций. Существует предположение[источник не указан 175 дней], что расселяясь по таким облакам комет, человечество сможет достигнуть других звёздных систем без помощи межзвёздных космических кораблей.

Примечания

  1.  Космическая колонизация: кто первый? Компьютерра, 15.6.2001
  2.  На Энцеладе обнаружена вода (англ.)
Источник - "http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%9A%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D0%B2%D0%BD%D0%B5%D1%88%D0%BD%D0%B8%D1%85_%D0%BE%D0%B1%D1%8A%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%BE%D0%B2_%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%BE%D0%B9_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D1%8B&oldid=40532947"
Джеймс Вебб (телескоп)
Материал из Википедии - свободной энциклопедии
Космический телескоп имени Джеймса Вебба
Artist's impression of JWST
Организация:Соединённые Штаты Америки NASA Европа ESA Канада CSA
Главные подрядчики:Соединённые Штаты Америки Northrop Grumman Соединённые Штаты Америки Ball Aerospace
Волновой диапазон:0,6-28 мкм, видимый,инфракрасный
Местонахождение:в изготовлении
Запущен:2018
Запущен из:Французская Гвиана Куру
Выведен на орбиту:Ариан-5
Продолжительность:5-10 лет
Снят с орбиты:около 2023 года
Масса:6,2 тонны
Диаметр:~6,5 м
Площадь собирающей  поверхности:приблизительно 25 м²
Фокусное расстояние:131,4 м
MIRI:прибор среднего инфракрасного диапазона
NIRCam:камера ближнего инфракрасного диапазона
NIRSpec:спектрограф ближнего инфракрасного диапазона
FGS/TFI:датчик точного наведения (на объект наблюдения) с настраиваемыми фильтрами
Сайт:www.jwst.nasa.gov
Схема пяти лагранжевых точек в системе Солнце-Земля. JWST будет размещён в точке Лагранжа L2

Космический телескоп имени Джеймса Вебба (англ. James Webb Space Telescope, JWST) - орбитальная инфракрасная обсерватория, которая предположительно заменит космический телескоп Хаббл.

Первоначально назван Космический телескоп нового поколения (NGST), в 2002 году переименован в честь второго руководителя НАСА Джеймса Е. Уэбба (1902-1992). Уэбб возглавлял НАСА в 1961-1968 гг.

JWST будет обладать составным зеркалом 6,5 метров в диаметре (диаметр Хаббла - 2,4 метра) и солнечным щитом размером стеннисный корт. Будет размещён в точке Лагранжа L2 системы Солнце-Земля.

Текущие планы предусматривают, что телескоп будет запущен с помощью ракеты "Ариан-5", не ранее сентября 2015 года[1].

Содержание

Миссия

Первичными задачами JWST являются: обнаружение света первых звёзд и галактик, сформированных после Большого взрыва, изучение формирования и развития галактик, звёзд, планетных систем и происхождения жизни. Располагаться телескоп будет во второй точке Лагранжа системы Земля-Солнце, в постоянной тени Земли.

Решение о запуске телескопа было принято в 2000 году. Изначально запуск намечался на 2007 год, но по скорректированным планам запуск планировался не ранее сентября 2015 года[1]. В 2011 году по причине сокращения бюджета проект JWST оказался под угрозой отмены[2], но в сентябре того же года бюджет был пересмотрен и проект сохранил финансирование[3]. Окончательное решение о продолжении финансирования проекта было принято сенатом 1 ноября 2011 года. При этом запуск планируется не ранее 2018 года[4]. Научная миссия будет длиться не менее пяти лет, возможно продление этого срока.

Оборудование

JWST будет иметь следующие научные инструменты для проведения исследования космоса:

Статус проекта

В июне 2011 года стало известно, что стоимость телескопа превысила изначальные расчёты по меньшей мере в 4 раза. Планировалось, что телескоп обойдётся в 1,6 млрд $ и будет запущен в 2011 году, однако по новым оценкам стоимость телескопа может обойтись в 6,8 млрд. $, при этом запуск состоится не ранее 2018 года[5].

В новом бюджете НАСА, предложенным в июле 2011, планируется прекратить финансирование телескопа[6] из-за плохого управления и превышения бюджета программы[7].

14 сентября появилась информация, что финансирование телескопа будет продолжено и запуск планируется в 2018 году, при этом на проект в 2012 году будет выделено 530 млн. $ вместо заявленных 374 млн $[8]. Кевин Марвел, исполнительный директор Американского астрономического общества, выразил беспокойство, что такое решение может негативно повлиять на другие проекты НАСА, поскольку средства на этот проект будут выделены за их счёт[9].

См. также

Примечания

  1. ↑ 1 2 Котляр, Павел Орбитальный телескоп не уложился ни в бюджет, ни в сроки (рус.). Infox.ru (11 ноября 2010). Проверено 24 декабря 2010.
  2.  Проект телескопа им. Джеймса Вебба оказался под угрозой отмены
  3.  "Джеймсу Уэббу" дали шанс на спасение
  4.  Senate Approves Bill Funding JWST
  5.  Telescope debacle devours NASA funds. floridatoday.com.
  6.  Правительство США пожалело денег на преемника "Хаббла". lenta.ru (07.07.2011).
  7.  Appropriations Committee Releases the Fiscal Year 2012 Commerce, Justice, Science Appropriations. The US House of Representatives.
  8.  James Webb Space Telescope Saved?. Discovery News (14 сентября 2011).
  9.  Webb telescope gets rescued in the Senate - September 14, 2011.

Ссылки

Источник - "http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%94%D0%B6%D0%B5%D0%B9%D0%BC%D1%81_%D0%92%D0%B5%D0%B1%D0%B1_(%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%BF)&oldid=39613884"
Пояс астероидов
Материал из Википедии - свободной энциклопедии
Схема расположения пояса астероидов вСолнечной системe

По́яс астеро́идов - область Солнечной системы, расположенная между орбитами Марса и Юпитера, являющаяся местом скопления множества объектов всевозможных размеров, преимущественно неправильной формы, называемых астероидами или малыми планетами.

Эту область также часто называют главным поясом астероидов или просто главным поясом[1][2][3], подчёркивая тем самым её отличие от других подобных областей скопления малых планет, таких как пояс Койпера за орбитой Нептуна, а также скопления объектов рассеянного диска или облака Оорта.

Выражение "пояс астероидов" вошло в обиход в начале 1850-х годов[4][5]. Первое употребление этого термина связывают с именемАлександра фон Гумбольдта и его книгой "Cosmos: A Sketch of a Physical Description of the Universe"[6].

Суммарная масса главного пояса равна примерно 4% массы Луны, больше половины её сосредоточено в четырёх крупнейших объектах:Церера(2) Паллада(4) Веста и (10) Гигея. Их средний диаметр составляет более 400 км, а самый крупный из них, Церера, единственная в главном поясе карликовая планета, имеет диаметр более 950 км и вдвое превышает суммарную массу Паллады и Весты[7]. Но большинство астероидов, которых насчитывается несколько миллионов, значительно меньше, вплоть до нескольких десятков метров. При этом астероиды настолько сильно рассеяны в данной области космического пространства, что ни один космический аппарат, пролетавший через эту область, не был повреждён ими.

Причина такого состава пояса астероидов в том, что он начал формироваться непосредственно вблизи Юпитера, чьё гравитационное поле постоянно вносило серьёзные возмущения в орбиты планетезималей. Получаемый от Юпитера избыток орбитальной энергии приводил к более жёстким столкновениям этих тел между собой, что препятствовало их слипанию в протопланету и её дальнейшему укрупнению.

В результате большинство планетезималей оказались раздробленными на многочисленные мелкие фрагменты, большая часть из которых либо была выброшена за пределы Солнечной системы, чем объясняется низкая плотность пояса астероидов, либо перешла на вытянутые орбиты, по которым они, попадая во внутреннюю область Солнечной системы, сталкивались с планетами земной группы; этот феномен получил название поздней тяжёлой бомбардировки.

Столкновения между астероидами случались и после этого периода, что приводило к появлению многочисленных астероидных семейств - групп тел со сходными орбитами и химическим составом, в которые входит значительное число существующих на сегодня астероидов, а также к образованию мелкой космической пыли, формирующей зодиакальный свет.

Помимо этого, гравитация Юпитера также создаёт области неустойчивых орбит, где из-за резонансов с Юпитером практически отсутствуют астероиды. Астероид, попадающий туда, за относительно короткое время будет выброшен с этой орбиты за пределы Солнечной системы или пополнит популяцию астероидов, пересекающих орбиты внутренних планет. Сейчас астероидов в таких областях практически не осталось, но орбиты многих небольших астероидов продолжают медленно изменяться под влиянием других факторов.

Главной отличительной чертой, характеризующей отдельные астероиды, является их спектр, по которому можно судить о химическом составе данного тела. В главном поясе, в зависимости от химического состава, выделено 3 основных спектральных класса астероидовуглеродные (класс C), силикатные (класс S) и металлические или железные (класс M). Все эти классы астероидов, особенно металлические, представляют интерес с точки зрения космической индустрии в целом и промышленного освоения астероидов в частности.

Содержание

История изучения астероидов

Правило Тициуса - Боде

Итальянский астроном Джузеппе Пиацци, открывший Цереру, которая первоначально считалась планетой, потом в течение двух сотен лет просто крупным астероидом и наконец окончательно была определена в статусе как карликовая планета

Своеобразной предысторией начала изучения пояса астероидов можно считать открытие зависимости, приблизительно описывающей расстояния планет от Солнца, получившей название правила Тициуса - Боде. Суть правила заключается в том, что расположение орбит планет Солнечной системы может быть приблизительно описано эмпирической формулой вида:

 a_{i} = 0,4 + 0,3 \cdot 2^{i-1},

где i\,\! - порядковый номер планеты.

Впервые оно было сформулировано и опубликовано немецким физиком и математиком Иоганном Тициусом ещё в 1766 году[8][9][10], но несмотря на то, что ему удовлетворяли все шесть известных на то время планет (от Меркурия до Сатурна), правило долго не привлекало внимания. Так продолжалось до тех пор, пока в 1781 году не был открыт Уранбольшая полуось орбиты которого точно соответствовала предсказанной данной формулой. После этого Иоганн Элерт Боде высказал предположение о возможности существования пятой от Солнца планеты между орбитами Марса и Юпитера, которая, согласно данному правилу, должна была находиться на расстоянии 2,8 а. е. и при этом до сих пор не была обнаружена[10]. Открытие Цереры в январе 1801 года, причём именно на указанном расстоянии от Солнца, привело к усилению доверия к правилу Тициуса - Боде среди астрономов, которое сохранялось вплоть до открытия Нептуна.

Открытие Цереры

Первым поиски планеты между Марсом и Юпитером ещё в 1787 году начал барон Франц Ксавер. Но после нескольких лет безуспешных наблюдений он понял, что нуждается в помощи других астрономов, поэтому в сентябре 1800 года он собрал группу из 24 учёных для совместных поисков планеты, образовав нечто вроде неформального клуба под названием "Общество Лилиенталя". Однако наибольшую известность эта группа получила как "Himmelspolizei", или "небесная полиция". Наиболее именитыми её членами были Уильям ГершельШарль Мессье и Генрих Ольберс[11]. Они разделили зодиакальную часть неба вблизи эклиптики на 24 части (по числу астрономов), предоставив каждому зодиакальную область шириной 15° для поиска планеты[12]. Задача состояла в описании координат всех звёзд в области зодиакальных созвездий на определённый момент. В последующие ночи проверялись координаты и выделялись объекты, которые смещались на большее расстояние. Предполагаемое смещение искомой планеты должно было составлять около 30 угловых секунд в час, что легко заметить.

Несмотря на усилия "небесной полиции", планета была случайно обнаружена человеком, который не состоял в клубе - итальянским астрономом из университета Палермо в СицилииДжузеппе Пиацци, наблюдавшим её в ночь на 1 января 1801 года. Составляя полный каталог звёзд из созвездия Тельца, он обнаружил маленькую точку света, движущуюся на фоне звёзд. Последующие наблюдения подтвердили, что она является не звездой, а новым объектом Солнечной системы. Первоначально Пиацци принял её за комету, но отсутствие комынатолкнуло его на мысль, что этот объект может являться планетой[11]. Она находилась на расстоянии 2,77 а. е. от Солнца, что почти точно соответствовало предсказаниям правила Тициуса - Боде. Пиацци назвал планету Церера, в честь римской богини урожая и покровительницы Сицилии.

Вскоре после обнаружения объект был потерян. Но благодаря сложнейшим вычислениям, проделанным всего за несколько часов 24-летним Карлом Гауссом по новому, им же самим открытому методу (метод наименьших квадратов), ему удалось указать место, где искать беглянку, где она и была вскоре обнаружена.

Открытие Паллады и других астероидов

Пятнадцать месяцев спустя, 28 марта 1802 годаГенрих Ольберс открыл второй крупный объект в этой же области Солнечной системы, который получил имя Паллада. Её большая полуось была примерно такой же, как у Цереры, но вот эксцентриситет и наклон, напротив, сильно отличались от аналогичных параметров Цереры. Самое главное, что оба открытых тела, в отличие от других планет, даже в самые сильные телескопы того времени выглядели как точки света, то есть разглядеть их диски не удавалось, и если бы не их быстрое движение, то они были бы неотличимы от звёзд. Поэтому 6 мая 1802 года после изучения характера и размера этих двух новых объектов Уильям Гершель предлагает классифицировать их как отдельный класс объектов, названный им "астероиды", от греч. Αστεροειδής, что означает "звездоподобный"[13][14][15]. Определение намеренно было выбрано несколько неоднозначным, чтобы оно было "достаточно широким для покрытия всех возможных будущих открытий". Однако, несмотря на усилия Гершеля ввести этот новый термин, в течение нескольких десятилетий астрономы продолжали называть вновь открытые объекты "планетами"[8]. Так, Церера называлась планетой вплоть до 1860-х годов, когда она всё-таки была отнесена к классу астероидов, в котором и находилась до 2006 года, пока вместе с Плутоном и некоторыми другими транснептуновыми объектами не была переведена в разряд карликовых планет. Но по мере увеличения количества открытых астероидов система их классификации и обозначения становилась всё более громоздкой, и в начале 1850-х по предложению Александра фон Гумбольдта они были исключены из состава планет и постепенно всё чаще стали называться астероидами.

Надо отметить, что австрийский астроном Йозеф Литров предложил ещё одно, гораздо более информативное обозначение - "зенареид". Образованное от греческих имён Юпитера и Марса (Зевс и Арей), название это указывало на расположение пояса астероидов между орбитами этих двух планет. Однако термин этот опоздал: новые тела уже были названы другим словом, к тому же термин "зенареид" был несколько громоздким и вычурным. Поэтому в науку он так и не вошёл, лишь изредка он встречается в старой немецкой астрономической литературе[16].

К 1807 году было открыто ещё два объекта, получивших названия Юноны и Весты[17]. Но на этом открытия и закончились. Начавшаяся эпоха наполеоновских войн послужила своего рода окончанием первого исторического этапа в истории поиска астероидов. Отыскать новые астероиды никак не удавалось, и большинство астрономов решило, что их больше нет, и прекратило исследования. Однако Карл Людвиг Хенке проявил настойчивость, в 1830 году возобновив поиск новых астероидов, и в 1845 году обнаружил Астрею - первый за 38 лет новый астероид. А ещё менее чем два года спустя была открыта Геба. После этого к поискам подключились и другие астрономы по всему миру, и открытие новых астероидов пошло ускоряющимися темпами - не менее одного в год. По мере совершенствования телескопов темпы открытия астероидов непрестанно возрастали, и уже к середине 1868 года их число перевалило за сотню.

Когда стало ясно, что, кроме Цереры, примерно на том же расстоянии от Солнца находится множество других более мелких тел, чтобы как-то объяснить это с позиции правила Тициуса - Боде, была выдвинута гипотеза, что они образовались в результате разрушения планеты Фаэтон, которая раньше находилась на этой орбите. Впоследствии эта гипотеза была опровергнута, поскольку выяснилось, что из-за гравитационного влияния Юпитера на данном расстоянии от Солнца сколь-нибудь крупное тело образоваться просто не может.

С открытием же Нептуна в 1846 году правило Тициуса - Боде оказалось полностью дискредитированным в глазах учёных, поскольку большая полуось данной планеты была далека от предсказанного правилом[18].

ПланетаikРадиус орбиты (а. е.)
по правилуфактический
Меркурий−100,40,39
Венера010,70,72
Земля121,01,00
Марс241,61,52
Пояс астероидов382,8в сред. 2,2-3,6
Юпитер4165,25,20
Сатурн53210,09,54
Уран66419,619,22
Нептунвыпадает30,06
Плутон712838,839,5
Эрида825677,267,7

Новый этап в изучении астероидов начался с применением в 1891 году Максом Вольфом метода астрофотографии для поиска новых астероидов[19]. Он заключался в том, что на фотографиях с длинным периодом экспонирования астероиды оставляли короткие светлые линии, в то время как звёзды оставались точками благодаря тому, что телескоп поворачивается вслед за вращением небесной сферы. Этот метод значительно ускорил обнаружение новых астероидов по сравнению с ранее использовавшимися методами визуального наблюдения: Макс Вольф в одиночку обнаружил 248 астероидов, начиная с астероида (323) Брюсия, тогда как до него за несколько десятилетий было обнаружено немногим более 300.

Первая тысяча астероидов была обнаружена уже к октябрю 1921 года, 10 000 к 1981[20], к 2000 году количество открытых астероидов перевалило за 100 000, а по состоянию на 6 сентября 2011 года число нумерованных астероидов составляет уже 285 075[21].

Известно, что пояс астероидов содержит гораздо большее их количество, чем известно сейчас (всё зависит от того, сколь малые тела можно называть астероидами). Однако, поскольку современные системы поиска новых астероидов позволяют выявлять их совершенно автоматически практически без участия человека, большинство учёных не занимаются их поиском, называя астероиды "космическим мусором", оставшимся после формирования Солнечной системы. Сейчас большее внимание уделяется астероидам, потенциально опасным для Земли. Они называются астероидами, сближающимися с Землёй, и входят в группу околоземных объектов, к которым также относятся некоторые кометы и метеороиды.

Происхождение

Диаграмма распределения астероидов главного пояса в зависимости от наклона орбиты и размера большой полуоси. Красный - центральные области, голубой - периферия

Формирование

Исследователи космоса высказывают различные предположения о причине большой концентрации астероидов в сравнительно узком пространстве межпланетной среды между орбитами Марса и Юпитера.

Наибольшую популярность среди господствующих в XIX веке гипотез о происхождении тел пояса астероидов получила гипотеза, предложенная в 1802 году, вскоре после обнаружения Паллады, немецким учёным Генрихом Ольберсом. Он предположил, что Церера и Паллада могут быть фрагментами гипотетической планеты Фаэтон, когда-то существовавшей между орбитами Марса и Юпитера и разрушенной в результате столкновения с кометой много миллионов лет назад[19]. Однако более поздние исследования опровергают эту гипотезу. Аргументами против являются очень большое количество энергии, необходимое, чтобы разрушить целую планету, крайне малая суммарная масса всех астероидов главного пояса, которая составляет лишь 4% массы Луны, и практическая невозможность формирования крупного объекта типа планеты в области Солнечной системы, испытывающей сильные гравитационные возмущенияот Юпитера. Существенные различия химического состава астероидов также исключают возможность их происхождения из одного тела[22]. Скорее всего, пояс астероидов является не разрушенной планетой, а планетой, которая так и не смогла сформироваться ввидугравитационного влияния Юпитера и, в меньшей степени, других планет-гигантов.

Художественное представлениепротопланетного диска вокруг звезды

В целом формирование планет и астероидов Солнечной системы близко к описанию этого процесса в небулярной гипотезе, согласно которой 4,5 млрд лет назад облака межзвёздного газа и пыли под действием гравитации образовали вращающийся газопылевой диск, в котором происходили уплотнение и конденсация вещества диска. В течение первых нескольких миллионов лет истории Солнечной системы, вследствие турбулентных и других нестационарных явлений, в результате слипания при взаимных столкновениях мелких частиц замёрзшего газа и пыли возникали сгустки вещества. Этот процесс получил название аккреции. Взаимные неупругие столкновения, наряду с возрастающим по мере увеличения их размеров и массы гравитационным взаимодействием, вызывали увеличение скорости роста сгустков. Затем сгустки вещества притягивали окружающие пыль и газ, а также другие сгустки, объединяясь в планетезимали, из которых впоследствии образовались планеты[23][24].

С увеличением расстояния от Солнца уменьшалась средняя температура газопылевого вещества, и, соответственно, менялся его общий химический состав. Кольцевая зона протопланетного диска, из которого впоследствии сформировался главный пояс астероидов, оказалась вблизи границы конденсации летучих соединений, в частности, водяного пара. Именно в этом кроется причина образования в этом месте пояса астероидов вместо полноценной планеты. Близость этой границы привела к опережающему росту зародыша Юпитера, находившегося рядом и ставшего центром аккумуляции водородаазотауглерода и их соединений, покидавших более разогретую центральную часть Солнечной системы.

Мощные гравитационные возмущения со стороны быстро растущего зародыша Юпитера воспрепятствовали образованию в поясе астероидов достаточно крупного протопланетного тела[25]. Процесс аккумуляции вещества там остановился в тот момент, когда успели сформироваться только несколько десятков планетезималей допланетного размера (около 500-1000 км), которые затем начали дробиться при столкновениях[26], вследствие быстрого роста их относительных скоростей (от 0,1 до 5 км/с)[27]. Причина их роста кроется в орбитальных резонансах, а именно, в так называемых щелях Кирквуда, соответствующих орбитам, периоды обращения на которых соотносятся с периодом обращения Юпитера как целые числа (4:1, 3:1, 5:2).

На таких орбитах сближение с Юпитером происходит наиболее часто и его гравитационное влияние максимально, поэтому астероиды там практически отсутствуют. Между орбитами Марса и Юпитера лежит несколько зон таких резонансов, более или менее сильных. На определённом этапе своего формирования Юпитер начал мигрировать во внутреннюю часть Солнечной системы[28], в результате эти резонансы прокатились по всему поясу, внося возмущения в орбиты астероидов и увеличивая скорость их движения[29]. При этом протоастероиды испытывали многочисленные столкновения, причём не только между собой, но и с телами, вторгавшимися в пояс астероидов из зон Юпитера, Сатурна и более далёкой периферии Солнечной системы. До этого постепенный рост родительских тел астероидов был возможен благодаря их небольшим относительным скоростям (до 0,5 км/с), когда столкновения объектов заканчивались их объединением, а не дроблением. Увеличение же потока тел, вбрасываемых в пояс астероидов Юпитером и Сатурном, привело к тому, что относительные скорости родительских тел астероидов значительно возросли (до 3-5 км/с) и стали более хаотическими, что сделало процесс дальнейшего укрупнения тел невозможным. Процесс аккумуляции родительских тел астероидов сменился процессом их фрагментации при взаимных столкновениях, и возможность формирования крупной планеты на данном расстоянии от Солнца навсегда исчезла[30].

Предполагается, что в результате гравитационных возмущений большая часть материала главного пояса была рассеяна в течение первых двух миллионов лет с момента его образования, оставив менее 0,1% вещества от первоначальной массы, которой, согласно результатам компьютерного моделирования, могло хватить для образования планеты с массой Земли[26]. Вполне возможно, что некоторые из этих астероидов могли сохраниться в поясе Койпера или среди ледяных тел облака Оорта, но значительная часть, вероятно, была просто выброшена за пределы Солнечной системы.

Эволюция

С момента образования из первичной туманности большинство астероидов претерпело значительные изменения, причиной которых были значительный нагрев в первые несколько миллионов лет после их образования, дифференциация недр в крупных планетезималях и дробление последних на отдельные более мелкие фрагменты, плавление поверхности в результате ударов микрометеоритов и влияние процессов космического выветривания, происходивших под действием солнечной радиации на протяжении всей истории Солнечной системы[31][32][33][34]. Несмотря на это, многие учёные продолжают считать их остатками планетезималей и надеются найти в них первичное вещество, из которого состояло газопылевое облако и которое могло сохраниться в глубине астероидов[35], другие считают, что с момента образования астероиды претерпели слишком серьёзные изменения[36].

При этом область газопылевого облака, из которой образовались астероиды, вследствие своего довольно специфического расположения, оказалась весьма неоднородной по составу, в зависимости от расстояния до Солнца: с удалением от Солнца (в области от 2,0 до 3,5 а. е.) относительное содержание в ней простейших силикатных соединений резко убывало, а содержание лёгких летучих соединений, в частности, воды, наоборот, возрастало. При этом многие родительские тела современных астероидов находились в частично или полностью расплавленном состоянии. По крайней мере, те из них, которые содержали высокую долю силикатных соединений и находились ближе к Солнцу, уже были разогреты и испытали гравитационную дифференциацию недр (расслоение вещества на более и менее плотное), а некоторые из них и вовсе могли пережить периоды активного вулканизма и сформировать океаны магмы на поверхности, наподобие морей на Луне. Источником разогрева могли быть либо распад радиоактивных изотопов, либо действия индукционных токов, наведённых в веществе этих тел мощными потоками заряженных частиц из молодого и активного Солнца.

Родительскими телами астероидов (протоастероидами), по каким-то причинам сохранившимися до наших дней, являются такие крупнейшие астероиды, как Церера и (4) Веста. В процессе гравитационной дифференциации протоастероидов, испытавших нагревание, достаточное для плавления их силикатного вещества, в них выделились металлические ядра и более лёгкие силикатные оболочки, а в некоторых случаях (например, у Весты) даже базальтовая кора, как у планет земной группы. Однако, поскольку вещество в зоне астероидов содержало значительное количество летучих соединений, его средняя температура плавления была относительно низкой. Как было показано с помощью математического моделирования и численных расчётов, для такого силикатного вещества она могла быть в диапазоне 500-1000 °C. Столь низкая температура в сочетании с небольшими размерами астероидов обеспечила быстрое остывание протоастероидов, в итоге, согласно расчётам, период расплавления этих тел мог продолжаться в течение не более чем нескольких миллионов лет[37]. Изучение кристаллов циркония, найденных в августе 2007 года в антарктических метеоритах, предположительно происходивших с Весты, подтверждает, что её вещество находилось в расплавленном состоянии совсем недолго по геологическим меркам[38].

Начавшаяся почти одновременно с этими процессами миграция Юпитера во внутреннюю часть Солнечной системы и, как следствие, прокатившиеся по поясу астероидов орбитальные резонансы привели к тому, что только что сформировавшиеся и прошедшие дифференциацию недр протоастероиды начали сходить с орбит и сталкиваться между собой. При относительных скоростях около нескольких километров в секунду столкновения тел, состоявших из нескольких силикатных оболочек с различной механической прочностью (чем больше в твёрдом веществе содержится металлов, тем более оно прочное), приводили к "сдиранию" и дроблению до мелких фрагментов, в первую очередь, наименее прочных внешних силикатных оболочек, что привело к появлению большого числа новых астероидов, но гораздо меньших размеров.

Однако надолго эти фрагменты, как, впрочем, и более крупные тела, в главном поясе не задерживались, а были рассеянны и, по большей части, выброшены за пределы главного пояса. Основным механизмом подобного рассеивания мог быть орбитальный резонанс с Юпитером. Резонансы 4:1 и 2:1 на расстояниях 2,06 и 3,27 а. е. можно считать, соответственно, внутренней и внешней границами главного пояса, за пределами которых количество астероидов резко падает. Орбиты астероидов, которые попадают в область резонанса, становятся крайне нестабильными, поэтому астероиды в достаточно короткий срок выбрасываются с этих орбит и переходят на более стабильные или вовсе покидают Солнечную систему. Большинство астероидов, которые попадали на эти орбиты, были рассеяны либо Марсом, либо Юпитером[39]. Астероиды семейства Венгрии, располагающиеся внутри резонанса 4:1, исемейства Кибелы на внешней границе пояса защищены от рассеивания высоким наклоном орбиты[40].

Впрочем, как показывает численное моделирование столкновений силикатных тел астероидных размеров, многие из существующих сейчас астероидов после взаимных столкновений могли реаккумулировать, то есть объединиться из оставшихся фрагментов, и тем самым представлять собой не монолитные тела, а движущиеся "груды булыжников(англ.).

Подобные столкновения также могли привести к образованию у ряда астероидов гравитационно связанных с ними небольших спутников. Эта гипотеза, хотя и вызывала жаркие дискуссии среди учёных в прошлом, была подтверждена, в частности, наблюдениями за специфическим изменением блеска астероидов, а потом и напрямую, на примере астероида(243) Ида. С помощью космического аппарата "Галилео" 28 августа 1993 года удалось получить изображения этого астероида вместе с его спутником (который позднее назвалиДактилем). Размер Иды 58 × 23 км, Дактиля - 1,5 км, расстояние между ними 85 км.

Когда миграция Юпитера прекратилась и орбиты астероидов стабилизировались, число столкновений между астероидами резко снизилось, в результате на протяжении большей части истории главного пояса распределение размеров астероидов в нём оставалось относительно стабильным[41].

Интересно, что, когда пояс астероидов только начал формироваться, на расстоянии 2,7 а. е. от Солнца образовалась так называемая "снеговая линия", где максимальная температура на поверхности астероида не превышала температуру таяния льда. В результате на астероидах, формировавшихся за пределами этой линии, смогла конденсироваться вода в виде льда, что привело к появлению астероидов с большим содержанием льда на поверхности[42][43].

Одной из разновидностей таких астероидов стали кометы главного пояса, об открытии которых было объявлено в 2006 году. Они располагаются во внешней части главного пояса за пределами снеговой линии. Вполне возможно, что именно эти астероиды могли быть источниками воды в земных океанах, попав на Землю во время кометной бомбардировки, поскольку изотопный состав вещества комет из облака Оорта не соответствует распределению изотопов в воде земной гидросферы[44].

Физические характеристики

Сравнительные размеры Луны и 10 первых астероидов, расположенных в порядке открытия

Вопреки распространённому мнению, расстояние между объектами в поясе астероидов велико. Несмотря на то, что число открытых на 2011 год астероидов превысило 300 000, а всего в поясе насчитывается несколько миллионов и более (в зависимости от того, где провести нижнюю границу размера) объектов, объём пространства, занимаемый поясом астероидов, огромен, и, как следствие, плотность объектов в поясе весьма мала. Поэтому вероятность не то что столкновения, а просто случайного незапланированного сближения, например, космического аппарата с каким-нибудь астероидом сейчас оценивается менее чем один к миллиарду[45].

Размеры и масса

Характерные оценки размеров для различных классов малых тел Солнечной системы

Астероидами считаются тела с диаметром более 30 м, тела меньшего размера называют метеороидами[46]. Крупных тел в поясе астероидов очень мало, так, астероидов с диаметром более 100 км насчитывается около 200[47], ещё известно около 1000 астероидов с радиусом более 15 км, а данные исследований в инфракрасном диапазоне спектра позволяют предположить, что, помимо них, в главном поясе существует ещё от 700 тыс. до 1,7 млн астероидов диаметром от 1 км и более[48]Звёздная величина астероидов колеблется от 11m до 19m и для большинства из них составляет около 16m[49].

Общая масса всех астероидов главного пояса приблизительно равна от 3,0×1021 до 3,6×1021 кг, что составляет всего 4% от массы Луныили 0,06% от массы Земли[50][51]. Половина этой массы приходится на 4 крупнейших астероида из первой десятки: ЦереруВесту,Палладу и Гигею, причём почти её треть приходится на Цереру[7].

Состав

Подавляющее большинство объектов в главном поясе составляют астероиды трёх основных классов: тёмные углеродные астероиды класса C, светлые силикатные астероиды класса S и металлические астероиды класса M. Существуют астероиды и других, более специфических классов, но их содержание в поясе крайне незначительно.

(253) Матильда, типичный углеродный астероид класса C

Углеродистые астероиды класса C, названные так из-за большого процента простейших углеродных соединений в их составе, являются наиболее распространёнными объектами в главном поясе, на них приходится 75% всех астероидов, особенно большая их концентрация характерна для внешних областей пояса[52]. Эти астероиды имеют слегка красноватый оттенок и очень низкое альбедо (между 0,03 и 0,0938). Поскольку они отражают очень мало солнечного света, их трудно обнаружить. Вполне вероятно, что в поясе астероидов находится ещё немало относительно крупных астероидов, принадлежащих к этому классу, но до сих пор не найденных из-за малой яркости. Зато эти астероиды довольно сильно излучают в инфракрасном диапазоне из-за наличия в их составе воды. В целом их спектры соответствуют спектру вещества, из которого формировалась Солнечная система, за исключением летучих элементов. По составу они очень близки к углеродистым хондритным метеоритам, которые нередко находят на Земле. Крупнейшим представителем этого класса является астероид (10) Гигея.

(433) Эрос, типичный астероид класса S

Вторым по распространённости спектральным классом среди астероидов главного пояса является класс S, который объединяет силикатныеастероиды внутренней части пояса, располагающиеся до расстояния 2,5 а. е. от Солнца[52][53]Спектральный анализ этих астероидов выявил наличие в их поверхности различных силикатов и некоторых металлов (железо и магний), но практически полное отсутствие каких-либо углеродных соединений. Это указывает на то, что породы за время существования этих астероидов претерпели значительные изменения, возможно, в связи с частичным плавлением и дифференциацией. Они имеют довольно высокое альбедо (между 0,10 и 0,2238) и составляют 17% от всех астероидов. Астероид (3) Юнона является самым крупным представителем этого класса.

(216) Клеопатра, типичный астероид класса M

Металлические астероиды класса M, богатые никелем и железом, составляют 10% от всех астероидов пояса и имеют умеренно большое альбедо (между 0,1 и 0,1838). Они расположены преимущественно в центральных областях пояса на расстоянии 2,7 а. е. от Солнца[54] и могут быть фрагментами металлических ядер крупных планетезималей, вроде Цереры, существовавших на заре формирования Солнечной системы и разрушенных при взаимных столкновениях. Однако в случае с металлическими астероидами не всё так просто. В ходе исследований обнаружено несколько тел, вроде астероида (22) Каллиопа, спектр которых близок спектру астероидов класса M, но при этом они имеют крайне низкую для металлических астероидов плотность[55]. Химический состав подобных астероидов на сегодняшний день практически неизвестен, и вполне возможно, что по составу они близки к астероидам класса C или S[56].

(4) Веста, типичный астероид класса V

Одной из загадок астероидного пояса являются относительно редкие базальтовые астероиды класса V[57]. Теория формирования пояса астероидов предсказывала, что на ранней стадии в поясе астероидов должно было быть немало крупных объектов размером с Весту, в которых должна была начаться дифференциация недр. Подобные объекты должны были иметь кору и мантию, состоящие преимущественно из базальтовых пород. При последующем разрушении этих планетезималей более половины астероидов должны были состоять из базальта и оливина. На деле же оказалось, что 99% базальтового материала отсутствует в поясе астероидов[58]. До 2001 года считалось, что большинство базальтовых объектов в поясе астероидов являются фрагментами коры Весты (отсюда и название класс V), однако подробное изучение астероида (1459) Магния позволило выявить определённые различия в химическом составе открытых ранее базальтовых астероидов, что предполагает их отдельное происхождение[58]. Этот факт получил подтверждение в связи с более подробным изучением в 2007 году во внешней части пояса двух астероидов различного базальтового состава: (7472) Кумакири и (10537) 1991 RY16, которые не имеют никакого отношения к Весте. Эти два тела являются единственными астероидами данного класса, обнаруженными во внешней части главного пояса[57].

Альенде - углеродистый хондритный метеорит, который упал в Мексике в 1969 году

Прослеживается довольно чёткая зависимость между составом астероида и его расстоянием от Солнца. Как правило, каменные астероиды, состоящие из безводных силикатов, расположены ближе к Солнцу, чем углеродные глинистые астероиды, в которых часто обнаруживают следы воды, в основном в связанном состоянии, но возможно, и в виде обычного водяного льда. При этом близкие к Солнцу астероиды обладают значительно более высоким альбедо, чем астероиды в центре и на периферии. Считается, что это связано со свойствами той части протопланетного диска, из которого формировались астероиды. Во внутренних областях пояса влияние солнечной радиации было более значительно, что привело к выдуванию лёгких элементов, в частности, воды, на периферию. В результате вода сконденсировалась на астероидах внешней части пояса, а во внутренних областях, где астероиды прогреваются достаточно хорошо, её практически не осталось.

Температура на поверхности астероида зависит от расстояния до Солнца и величины его альбедо. Для частиц пыли на расстоянии 2,2 а. е. температурный диапазон начинается с 200 К (−73 °C) и ниже, а на расстоянии 3,2 а. е. уже со 165 К (−108 °C)[59]. Однако для астероидов это не совсем справедливо, поскольку из-за вращения температуры на его дневной и ночной сторонах могут существенно различаться.

Кометы главного пояса

Среди астероидов главного пояса существуют и такие, у которых на определённом расстоянии от Солнца заметили проявление кометнойактивности, выражающейся в появлении у них газового или пылевого хвоста, которые появляются на короткое время при прохождении тела вблизи перигелия. Поскольку орбиты, по которым движутся эти кометы, исключают возможность их появления в главном поясе в результате захвата классических комет, считается, что они образовались в самом поясе, во внешней его части. Это говорит о том, что очень многие объекты внешнего пояса могут содержать лёд, который испаряется при нагреве Солнцем поверхности астероида. Не исключена вероятность, что именно кометы главного пояса явились источником океанов на Земле, поскольку соотношение дейтерия и водорода в них слишком низкое для классических комет[60].

Орбиты и вращение

Диаграмма распределения астероидов в зависимости от эксцентриситета и большой полуоси (центр пояса показан красным, периферия - синим)

Астероиды движутся по орбитам вокруг Солнца в том же направлении, что и планеты, в зависимости от величины большой полуоси, их период обращения колеблется от 3,5 до 6 лет. Большинство астероидов, как видно из диаграммы справа, движется по орбитам с эксцентриситетом не более 0,4, но существует немало астероидов, движущихся по сильно вытянутым орбитам с эксцентриситетом до 0,6, например, как у астероида (944) Идальго и выше. Наклон орбиты типичного астероида не превышает 30°, хотя тут тоже есть свои рекордсмены: астероид (945) Барселона, наклон орбиты которого составляет 32,8°. Для основной массы астероидов среднее значение наклона орбиты составляет не более 4° и эксцентриситета около 0,07[49].

Область пространства, располагающаяся между двумя орбитальными резонансами 4:1 и 2:1, что соответствует орбитальным расстояниям 2,06 и 3,27 а. е., иногда называется ядром пояса астероидов и содержит до 93,4 % всех нумерованных астероидов. Она включает в себя астероиды с эксцентриситетом не более 0,33 и наклоном менее 20°, большие полуоси которых лежат в указанных выше пределах[61].

Поверхность большинства астероидов диаметром более 100 м, вероятно, покрыта толстым слоем раздробленной породы и пыли, образовавшихся при падении метеоритов или собранных в процессе движения по орбите[62]. Измерения периодов вращения астероидов вокруг своей оси показали, что существует верхний предел скоростей вращения для относительно крупных астероидов диаметром более 100 м, который составляет 2,2 часа. В астероидах, вращающихся быстрее, силы инерции, возникающие в результате вращения, начинают превышать силу тяжести, из-за чего ничто не может удержаться на поверхности такого астероида. Вся пыль и щебень, возникающие на его поверхности при падении метеоритов, сразу же выбрасываются в окружающее пространство. Однако астероид, представляющий собой твёрдое цельное тело, а не просто груду щебня  (англ.), из-за действующих внутри него сил сцепления, в принципе, может вращаться и с большей скоростью.

Влияние эффекта Ярковского

Эффект Ярковского: 1. Тепловое излучение астероида 2. Вращение астероида 2.1 Поверхность, освещаемая днём 3. Орбита астероида 4. Тепловое излучение Солнца

Хотя орбитальные резонансы с Юпитером являются наиболее мощным и эффективным способом изменения орбит астероидов, существуют и другие механизмы смещения астероидов с их первоначальных орбит. Одним из таких механизмов является эффект Ярковского.

Он был предсказан русским учёным XIX века И. О. Ярковским и состоит в возможности изменения орбиты тела в космическом пространстве под действием давления солнечного света. Он высказал предположение, что солнечный свет способен нести небольшойимпульс, который передаётся космическому телу при поглощении им света. А неравномерность теплового излучения нагревающейся и охлаждающейся сторон самого космического тела приводит к созданию слабого реактивного импульса, значение которого достаточно для медленного изменения большой полуоси орбит небольших маломассивных астероидов[63].

При этом прямые солнечные лучи не способны изменить орбиту астероида, поскольку они действуют по той же оси, что и гравитационное притяжение Солнца. Ключевая идея заключается в том, что астероид имеет разное распределение температур на поверхности, а следовательно и разную интенсивность инфракрасного излучения. Чем сильнее нагрето тело (вечерняя сторона тела), тем больше тепла излучает поверхность и тем сильнее создаваемый реактивный импульс, с другой стороны, чем холоднее поверхность (утренняя сторона тела), тем меньше интенсивность инфракрасного излучения и тем слабее создаваемый реактивный импульс. Именно в этом и кроется механизм изменения орбиты: с нагретой стороны на тело действует большой реактивный импульс, а импульс с холодной стороны слишком мал, чтобы его скомпенсировать, за счёт этого, в зависимости от направления вращения астероида, происходит замедление или ускорение его движения по орбите, а изменение скорости вызывает удаление или приближение тела к Солнцу[64].

Схема действия YORP-эффекта на астероид асимметричной формы

Однако воздействие данного эффекта не ограничивается одним лишь изменением орбиты. С учётом влияния некоторых новых параметров, таких как альбедо и форма астероида, этот эффект также может вызывать изменение скорости вращения астероида не только по орбите, но и вокруг своей оси, а также влиять на угол её наклона и прецессии. Этот уточнённый вариант эффекта Ярковского получил название YORP-эффект, которое является аббревиатурой первых букв фамилий учёных, внёсших наибольший вклад в изучение данного явления. Главным условием проявления этого эффекта является неправильная форма тела. Из-за этого при инфракрасном излучении с той части астероида, которая наиболее удалена от его центра масс, под действием реактивного импульса возникает крутящий момент, вызывающий изменение угловой скорости вращения астероида[65].

Щели Кирквуда

Этот график показывает распределение астероидов в центральной части главного пояса в зависимости от большой полуоси орбиты. Чёрные стрелки указывают на щели Кирквуда, где орбитальный резонанс с Юпитером дестабилизирует орбиты астероидов

Величина большой полуоси астероида используется для описания величины его орбиты вокруг Солнца и, наряду с эксцентриситетом, определяет орбитальный период астероида. В 1866 году американский астроном Дэниел Кирквуд высказал предположение о существовании в поясе астероидов пустых областей, где они почти полностью отсутствуют. Период обращения астероидов в этих областях, получивших название "щелей Кирквуда", находится в простом целочисленном соотношении с орбитальным периодом Юпитера, что приводит к регулярным сближениям астероидов с планетой-гигантом, вызывая явление орбитального резонанса. При этом гравитационное влияние Юпитера вызывает дестабилизацию орбит астероидов, что выражается в увеличении эксцентриситета и, как следствие, потере устойчивости орбиты и, в конечном итоге, приводит к выбрасыванию астероидов из области резонанса[66]. Те же астероиды, которые всё же вращаются в этих областях, либо изначально находились там ("троянцы")[67], либо были выброшены туда в результате взаимных столкновений.

Орбитальные резонансы бывают слабыми (9:2, 10:3, 11:6 и другие), когда сближения с Юпитером хоть и регулярны, но происходят не слишком часто, - в таких областях астероидов хоть и заметно меньше, но они всё же встречаются[68], - и сильными (4:1, 3:1, 5:2, 2:1), когда сближения с Юпитером происходят очень часто, раз в несколько лет, - там астероиды уже практически отсутствуют. Весь пояс астероидов иногда условно разделяют на три зоны. "Зона I" располагается на расстоянии от 2,06 до 2,5 а. е. и ограничена орбитальными резонансами 4:1 и 3:1, "Зона II" находится на расстоянии от 2,5 до 2,82 а. е. и ограничена орбитальными резонансами 3:1 и 5:2, "Зона III" - на расстоянии от 2,82 до 3,27 а. е. и ограничена орбитальными резонансами 5:2 и 2:1[69].

Главный пояс часто также разделяют на две части: внутреннюю и внешнюю. К внутренней части пояса относятся астероиды, которые располагаются ближе к орбите Марса до орбитального резонанса 3:1 на расстоянии 2,5 а. е., и к внешней - астероиды, располагающиеся ближе к Юпитеру, уже после данной границы (некоторые авторы, впрочем, проводят её на расстоянии 3,3 а. е., что соответствует орбитальному резонансу 2:1).

В отличие от пробелов в кольцах Сатурна, пробелы в поясе астероидов нельзя визуально увидеть при фотографировании области резонанса, поскольку все астероиды движутся по эллиптическим орбитам и время от времени пересекают резонансные орбиты. Поэтому фактически пространственная плотность астероидов в данных областях в любой момент времени не сильно отличается от соседних регионов[70].

Поскольку при формировании Солнечной системы орбита Юпитера, как и орбиты других планет, претерпевала значительные изменения, а вместе с планетой перемещались и сами области орбитальных резонансов (щели Кирквуда)[28], это может объяснить, почему некоторые крупные астероиды всё же находятся в области резонансов.

Столкновения

Относительно высокая концентрация тел в главном поясе создаёт среду, в которой очень часто по астрономическим меркам происходят столкновения между астероидами. Так, столкновения между крупными астероидами радиусами около 10 км происходят раз в 10 млн лет[71]. При столкновении крупных астероидов происходит их дробление на отдельные фрагменты, что может привести к образованию новой астероидной семьи или кластера. Впрочем, если астероиды сближаются на сравнительно небольших скоростях, это может привести не к дроблению астероидов, а, наоборот, к их объединению в одно более крупное тело. Именно этот процесс привёл к образованию планет 4 млрд лет назад. С тех пор влияние этих двух процессов полностью изменило пояс астероидов, и теперь он кардинально отличается от того, который существовал тогда.

Возможные последствия столкновения в поясе астероидов были обнаружены с помощью телескопа "Хаббл", данные которого показали наличие кометной активности у астероида (596) Шейла в период с 11 ноября по 3 декабря 2010 года. Учёные предполагают, что данный астероид столкнулся с неизвестным объектом диаметром порядка 35 м, на скорости около 5 км/с[72].

Пыль

Мелкая пыль в поясе астероидов, возникшая в результате столкновений астероидов, создаёт явление, известное как зодиакальный свет

Наряду с астероидами, в поясе существуют также шлейфы пыли, состоящие из микрочастиц радиусом в несколько сотен микрометров, которые образовались в результате столкновений между астероидами и их бомбардировки микрометеоритами. Однако, в связи с влиянием эффекта Пойнтинга - Робертсона, эта пыль под действием солнечной радиации постепенно по спирали движется к Солнцу[73].

Сочетание астероидной пыли и пыли, выбрасываемой кометами, даёт явление зодиакального света. Это слабое свечение простирается в плоскости эклиптики в виде треугольника, и его можно увидеть в экваториальных районах вскоре после захода или незадолго перед восходом Солнца. Размеры частиц, которые его вызывают, в среднем колеблются в районе 40 мкм, а время их существования не превышает 700 тыс. лет. Таким образом, наличие этих частиц свидетельствует о том, что процесс их образования происходит непрерывно[73].

Метеориты

Обломки, возникающие при столкновении астероидов, могут разлетаться по всей Солнечной системе, и некоторые из них иногда встречаются снашей планетой и падают на её поверхность в виде метеоритов[74]. Практически все найденные на поверхности Земли метеориты (99,8 %), которых на сегодняшний день насчитывается около 30 000, в своё время появились в поясе астероидов[75]. В сентябре 2007 года были опубликованы результаты чешско-американского исследования, согласно которым, в результате столкновения с астероидом (298) Баптистина другого крупного тела во внутреннюю часть Солнечной системы было выброшено большое количество крупных фрагментов, часть из которых могла оказать серьёзное влияние на систему Земля - Луна. В частности, считается, что именно они могут быть ответственны за образование кратера Тихо на поверхности Луны и кратера Чиксулуб в Мексике, образовавшегося при падении метеорита, по некоторым версиям, погубившего динозавров 65 млн лет назад[76]. Впрочем, по данному вопросу в научной среде нет единства - кроме Баптистины, есть и другие астероиды, обломки которых могут быть виновниками этой катастрофы.

Семейства и группы астероидов

На данной диаграмме зависимости наклона (ip) орбиты от эксцентриситета (ep) среди астероидов главного пояса хорошо видно несколько крупных астероидных скоплений

Семейства астероидов были обнаружены в 1918 году японским астрономом Киёцугу Хираяма, который провёл сравнительный анализ орбит довольно большого числа астероидов и первым заметил, что эти параметры сходны у некоторых из них[77].

На сегодняшний день известно, что почти каждый третий астероид входит в состав какого-либо семейства. Признаком принадлежности астероидов к одному семейству являются примерно одинаковые орбитальные параметры, такие как большая полуось, эксцентриситет и наклон орбиты, а также аналогичные спектральные особенности, последние указывают на общность происхождения астероидов семейства, образовавшихся в результате распада более крупного тела. Построение диаграммы зависимости наклонов орбит астероидов от их эксцентриситета позволяет наглядно выделить группы астероидов, указывающих на существование семейства.

Обнаружено уже несколько десятков астероидных семейств, большинство из них небольшие как по размеру астероидов, так и по их количеству, но есть и очень крупные семейства. В последнее время было обнаружено ещё несколько десятков скоплений астероидов, но их статус пока точно не определён. Он может быть окончательно подтверждён только в случае общности спектральных характеристик астероидов[78]. Меньшие ассоциации астероидов называются группами или кластерами.

Вот несколько наиболее крупных семейств астероидов, приведённых в порядке возрастания их больших полуосей: семейство Флоры,семейство Эвномиисемейство Коронидысемейство Эос и семейство Фемиды[54]. Семейство Флоры является одним из самых многочисленных, в него входит больше 800 астероидов, возможно, оно сформировалось в результате столкновения двух крупных астероидов около миллиарда лет назад[79]. Основную массу семейств представляют небольшие астероиды, но есть среди них и очень крупные. Крупнейшим астероидом, являющимся частью семейства, является астероид (4) Веста, который возглавляет одноимённое семейство. Считается, что оно образовалось при падении на Весту в районе её южного полюса крупного метеорита, который выбил из неё большое количество фрагментов, ставших семейством. Часть из них упала на Землю в виде HED-метеоритов (англ.)русск.[80].

Помимо этого, в главном поясе были обнаружены три полосы пыли, которые, судя по орбитальным параметрам, могут быть приурочены к трём семействам астероидов: Эос, Корониды и Фемиды[81].

Семейства на границах главного пояса

Ещё одним интересным семейством астероидов является семейство Венгрии, которое расположено вблизи внутренней границы главного пояса (между 1,78 и 2,0 а. е., со средними значениями больших полуосей 1,9 а. е.). Это небольшое семейство из 52 астероидов названо в честь самого крупного представителя - астероида (434) Венгрия. Астероиды семейства Венгрии отделены от основной массы астероидов главного пояса щелью Кирквуда, соответствующей одному из четырёх сильных орбитальных резонансов 4:1, и обладают значительным наклоном орбит. Причём из-за относительно высокого эксцентриситета некоторые из его членов в процессе движения вокруг Солнца пересекают орбиту Марса и, как следствие, испытывают сильное гравитационное воздействие с его стороны, что, вероятно, является фактором, снижающим численность данного семейства[82].

Другой группой астероидов во внутренней части главного пояса, обладающей высоким наклоном орбиты среди своих членов, является семейство Фокеи. Подавляющее большинство его представителей относятся к светлому спектральному классу S, в то время как большинство астероидов семейства Венгрии относится к классу E[83]. Орбиты астероидов семейства Фокеи расположены в промежутке между 2,25 и 2,5 а. е. от Солнца.

К внешней границе главного пояса также относится несколько семейств астероидов. Среди них выделяют семейство Кибелы, которое находится в промежутке между 3,3 и 3,5 а. е. от Солнца и в слабом орбитальном резонансе с Юпитером 7:4, а также семейство Хильды на орбитах между 3,5 и 4,2 а. е., находящееся в орбитальном резонансе с Юпитером 3:2. За пределами расстояния в 4,2 а. е. и вплоть до орбиты Юпитера также встречаются астероиды, но значительно реже, чем в самом поясе. Зато на самой орбите Юпитера находятся две очень крупные группы астероидов, получивших название троянских, которые приурочены к двум точкам Лагранжа L4 и L5. Впрочем, троянские астероиды существуют не только у Юпитера, но и у большинства других внешних планет[84].

Молодые семейства

Некоторые из существующих на сегодня семейств образовались в астрономическом масштабе совсем недавно. Ярким примером является семейство Карины, которое сформировалось сравнительно недавно, 5,7 млн лет назад, в результате катастрофического столкновения двух тел диаметром 30 и 5 км[85]. Другая молодая группа астероидов, семейство Веритас, образовалась 8,3 млн лет назад, тоже в результате столкновения; она включает в себя 62 астероида, а также пылевой шлейф на орбите[86][87][88].

Ещё более молодым является кластер Датуры, который образовался в результате столкновения двух небольших астероидов примерно 450 тыс. лет назад, согласно данным орбит членов кластера. Ещё одним молодым кластером, несколько старше предыдущего, является кластер астероида (4652) Ианнини, который, вероятно, образовался от 1 до 5 млн лет назад[87][88].

Крупнейшие объекты пояса астероидов

Крупнейшими объектами пояса астероидов являются Церера(4) Веста(2) Паллада и (10) Гигея. Хотя они имеют много общих характеристик, только одна из них - Церера - оказалась достаточно большой для присвоения статуса карликовой планеты[89]. Впрочем, трём остальным в будущем, возможно, тоже будет присвоен этот статус[90][91].

Церера

Карликовая планета Церера

Церера обладает почти сферической формой и имеет диаметр приблизительно 950 км, что составляет почти треть лунного диаметра, при массе, равной 9,43×1020 кг, что составляет уже лишь 1,3 % массы Луны, но равно трети массы всех астероидов главного пояса. Она находится на расстоянии 2,766 а. е., что очень близко к центру масс главного пояса, расположенному на расстоянии 2,8 а. е.[70] Абсолютная звёздная величина Цереры 3,32m, что гораздо больше любого астероида[92] и может объясняться слоем льда на её поверхности[93], но несмотря на это, она всё равно является очень тёмным телом, которое отражает лишь 5% падающего света.

Подобно планетам земной группы, на Церере произошла дифференциация вещества на силикатное ядро, окружённое ледяной мантией, и тонкую углеродную кору[93]. Небольшая часть льда на поверхности периодически испаряется на короткое время, образуя вокруг неё подобие очень разрежённой атмосферы.

Веста

Анимация вращения Весты. Виден огромный кратер вблизи южного полюса астероида

Астероид (4) Веста, открытый Ольберсом в 1807 году, занимает второе место по массе среди астероидов главного пояса, третье место по размеру и первое место по яркости. Его поверхность отражает 42 % падающего на неё света, что даже больше, чем у Земли (37%). При среднем диаметре в 530 км она составляет 9% массы астероидного пояса и вращается вокруг Солнца примерно на том же расстоянии, что и Церера. Поскольку Веста образовалась за пределами "снеговой линии", она практически лишена воды[94][95] и состоит из плотного металлического ядра из смеси железа и никеля, базальтовой мантии (в основном из оливина)[58] и очень тонкой, всего в несколько километров толщиной, коры.

Вблизи южного полюса Весты находится большой кратер от падения крупного астероида. В результате этого столкновения из Весты было выброшено огромное количество фрагментов, сформировавших затем вокруг неё астероидное семейство, суммарная масса которого (не считая массы самой Весты) составляет около 1% массы всех астероидов главного пояса; а также особый спектральный класс V из фрагментов породы, выбитых с поверхности, и класс J из породы, располагавшейся ближе к центру астероида. Большая часть членов данного семейства рассеяна, ввиду его близости к орбитальному резонансу с Юпитером 3:1, причём часть из них упала на Землю в виде метеоритов.

Паллада

Астероид (2) Паллада является вторым по величине объектом пояса астероидов. Она менее массивна, чем Веста, но составляет 7% массы главного пояса. Паллада интересна тем, что, подобно Урану, имеет довольно сильный наклон оси вращения, равный 34°[96], в то время как у трёх других крупнейших астероидов этот угол не превышает 10°. Также как и Церера, она принадлежит к классу C, богатому углеродом и кремнием, из-за чего имеет низкое альбедо, равное 12 %[97]. Астероид движется по орбите с большим эксцентриситетом, равным 0,32, из-за чего его расстояние до Солнца сильно колеблется: от 2,1 а. е. до 3,4 а. е.

Гигея

Астероид неправильной формы со средним диаметром 431 км (10) Гигея является четвёртым по величине и составляет 3% от массы главного пояса. Она относится к углеродным астероидам с альбедо 7%, поэтому, несмотря на свои крупные размеры, с Земли она видна довольно плохо. Возглавляет одноимённое семейство и, в отличие от трёх других астероидов, находится вблизи плоскости эклиптики[98][99] и обращается вокруг Солнца за 5,5 лет.

Исследования

Полёт космического аппарата Dawn к астероидам(4) Веста (слева) и Церера (справа)

Первым космическим аппаратом, пролетевшим через пояс астероидов, стал "Пионер-10", который долетел до области главного пояса 16 июля 1972 года. В то время ещё была обеспокоенность по поводу возможности столкновения аппарата с каким-нибудь мелким астероидом или просто космическим мусором, однако с тех пор на пути к внешним планетам через пояс астероидов без всяких инцидентов пролетело уже 9 космических аппаратов.

Аппараты "Пионер-11", "Вояджер-1" и "Вояджер-2", а также зонд "Улисс" пролетали через пояс без запланированных или случайных сближений с астероидами. Аппарат "Галилео" стал первым космическим аппаратом, который сделал снимки астероидов. Первыми сфотографированными объектами стали астероид (951) Гаспра в 1991 году и астероид (243) Ида в 1993 году. После этого в НАСА была принята программа, согласно которой любой аппарат, пролетающий через пояс астероидов, должен, по возможности, пролететь мимо какого-либо астероида. В последующие годы космическими зондами и аппаратами были получены изображения ряда мелких объектов, таких как (253) Матильда в 1997 году с аппарата NEAR Shoemaker(2685) Мазурский в 2000 году с "Кассини",(5535) Аннафранк в 2002 со "Стардаст", (132524) APL в 2006 с зонда "Новые горизонты" и, наконец, в 2008 году с "Розетты" фотографии астероида (2867) Штейнс[100].

Большинство изображений астероидов главного пояса, переданных космическими аппаратами, получены в результате краткого пролёта зондов вблизи астероидов на пути к основной цели миссии - для подробного изучения астероидов отправляли только два аппарата: NEAR Shoemaker, который исследовал (433) Эрос и Матильду[101], а также "Хаябуса", главной целью которого было изучение (25143) Итокава. Аппарат в течение длительного времени изучал поверхность астероида и даже, впервые в истории, доставил частицы грунта с его поверхности[102].

27 сентября 2007 года к крупнейшим астероидам Весте и Церере была отправлена автоматическая межпланетная станция Dawn. Аппарат достиг Весты 16 июля 2011 года и вышел на её орбиту. После изучения астероида в течение полугода он направится к Церере, которой достигнет в 2015 году. Если зонд будет продолжать работать и после изучения этих двух астероидов, то возможно расширение его миссии для исследования Паллады[103].

Астероиды как источники ресурсов

Постоянный рост потребления ресурсов промышленностью приводит к истощению их запасов на Земле, по некоторым оценкам, запасы таких ключевых для промышленности элементов, как сурьмацинколовосеребросвинециндийзолото и медь, могут быть исчерпаны уже через 50-60 лет[104], и необходимость искать новые источники сырья станет особенно очевидной.

С точки зрения промышленного освоения астероиды являются одними из самых доступных тел в Солнечной системе. Ввиду малой гравитации посадка и взлёт с их поверхности требуют минимальных затрат топлива, а если использовать для разработки околоземные астероиды, то и стоимость доставки ресурсов с них на Землю будет низкой. Астероиды могут быть источниками таких ценных ресурсов, как, например, вода (в виде льда), из которой можно получить кислород для дыхания и водород для космического топлива, а также различные редкие металлы и минералы, такие как железоникельтитанкобальт и платина, и, в меньшем количестве, другие элементы вроде марганцамолибденародия и т. п. По сути, большинство элементов тяжелее железа, добываемых сейчас с поверхности нашей планеты, являются остатками астероидов, упавших на Землю в период поздней тяжёлой бомбардировки[105][106]. Астероиды являются практически неисчерпаемыми источниками ресурсов, так, один небольшой астероид класса M диаметром в 1 км может содержать железо-никелевой руды до 2 млрд тонн, что в 2-3 раза превышает добычу руды за 2004 год[107]. Промышленное освоение астероидов приведёт к снижению цен на данные ресурсы и даст возможность активно развиваться космической инфраструктуре, необходимой для дальнейших исследований космоса.

См. также

Примечания

  1.  Э. В. Кононович, В. И. Мороз. Общий курс астрономии. Учебник для астрономических отделений высших учебных заведений / Под ред. В. В. Иванова - 2-е изд., исправленное. - М.: Эдиториал УРСС, 2004. - ISBN 5-354-00866-2.
  2.  П. Г. Куликовский. Справочник любителя астрономии / Под ред. В. Г. Сурдина - 5-е изд., переработанное и полностью обновлённое. - М.: Эдиториал УРСС, 2002. - ISBN 5-8360-0303-3.
  3.  Жанлука Ранцини. Космос. Сверхновый атлас Вселенной / Перевод с итал. Г. И. Семенова -М.: Эксмо, 2007. - ISBN 978-5-699-11424-5.
  4.  Mann, Robert James. A Guide to the Knowledge of the Heavens - Jarrold, 1852. - P. 171, 216.
  5.  Further Investigation relative to the form, the magnitude, the mass, and the orbit of the Asteroid Planets(английский) // The Edinburgh New Philosophical Journal : Journal. - Edinburgh: 1857. - Т. V. - С. 191.
  6.  von Humboldt, Alexander. Cosmos: A Sketch of a Physical Description of the Universe - Harper & Brothers, New York (NY), 1850. - Т. 1. - P. 44. - ISBN 0-8018-5503-9.
  7. ↑ 1 2 База данных JPL НАСА по малым телам Солнечной системы (1)
  8. ↑ 1 2 Hilton, J. When Did the Asteroids Become Minor Planets?US Naval Observatory (USNO) (2001). Архивированоиз первоисточника 22 августа 2011. Проверено 1 октября 2007.
  9.  Dawn: A Journey to the Beginning of the Solar SystemSpace Physics Center: UCLA (2005). Архивированоиз первоисточника 22 августа 2011. Проверено 3 ноября 2007.
  10. ↑ 1 2 Hoskin, Michael. Bode's Law and the Discovery of CeresChurchill College, CambridgeАрхивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 12 июля 2010.
  11. ↑ 1 2 "Call the police! The story behind the discovery of the asteroids". Astronomy Now (June 2007): 60-61.
  12.  Pogge, Richard. An Introduction to Solar System Astronomy: Lecture 45: Is Pluto a Planet?An Introduction to Solar System Astronomy. Ohio State University (2006). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 11 ноября 2007.
  13.  etymonline: asteroid.Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 5 ноября 2007.
  14.  DeForest, Jessica. Greek and Latin Roots. Michigan State University (2000).Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 25 июля 2007.
  15.  Cunningham, Clifford. William Hershel and the First Two AsteroidsDance Hall Observatory, Ontario (1984). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 5 ноября 2007.
  16.  Карпенко Ю. А. Глава VII Астероиды // Названия звёздного неба/ А. В. Суперанская - М.: Наука, 1981. - С. 97. - 184 с.
  17.  Staff. Astronomical Serendipity. NASA JPL (2002). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012.Проверено 20 апреля 2007.
  18.  Is it a coincidence that most of the planets fall within the Titius-Bode law's boundaries?astronomy.comАрхивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 16 октября 2007.
  19. ↑ 1 2 Hughes, David W. A Brief History of Asteroid Spotting. BBC.Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 20 апреля 2007.
  20.  Анимация: история открытия астероидов 1980-2010
  21.  MPC Archive Statistics. IAU Minor Planet Center. Архивированоиз первоисточника 24 января 2012.Проверено 29 декабря 2010.
  22.  Masetti, M.; and Mukai, K. Origin of the Asteroid Belt. NASA Goddard Spaceflight Center (December 1, 2005). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 25 апреля 2007.
  23.  Watanabe, Susan Mysteries of the Solar Nebula. NASA (July 20, 2001). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 2 апреля 2007.
  24.  Лин, Дуглас Происхождение планет. "В мире науки" Љ8, 2008.Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 2 апреля 2007.
  25.  Edgar, R.; and Artymowicz, P. (2004). "Pumping of a Planetesimal Disc by a Rapidly Migrating Planet" (PDF). Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 354 (3): 769-772. DOI:10.1111/j.1365-2966.2004.08238.xBibcode2004MNRAS.354..769E. Проверено 2007-04-16.
  26. ↑ 1 2 Petit, J.-M.; Morbidelli, A.; and Chambers, J. (2001). "The Primordial Excitation and Clearing of the Asteroid Belt" (PDF). Icarus153 (2): 338-347. DOI:10.1006/icar.2001.6702.Bibcode2001Icar..153..338P. Проверено 2007-03-22.
  27.  Астероид (рус.).(недоступная ссылка) Проверено 25 октября 2011.
  28. ↑ 1 2 Сатурн и Юпитер проделали "дыры" в поясе астероидов - исследование
  29.  Scott, E. R. D. (March 13-17, 2006). "Constraints on Jupiter's Age and Formation Mechanism and the Nebula Lifetime from Chondrites and Asteroids". Proceedings 37th Annual Lunar and Planetary Science Conference, League City, Texas: Lunar and Planetary Society. Проверено 2007-04-16. 
  30.  В.В.Бусарев Астероиды (SolarSystem/asteroids) (рус.) (23 марта 2010).Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 25 октября 2011.
  31.  Clark, B. E.; Hapke, B.; Pieters, C.; and Britt, D. Asteroid Space Weathering and Regolith EvolutionUniversity of Arizona (2002).Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 8 ноября 2007.
  32.  Gaffey, Michael J. The Spectral and Physical Properties of Metal in Meteorite Assemblages: Implications for Asteroid Surface Materials(1996). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 8 ноября 2007.
  33.  Keil, K. Thermal alteration of asteroids: evidence from meteorites.Planetary and Space Science (2000). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 8 ноября 2007.
  34.  Baragiola, R. A.; Duke, C. A.; Loeffler, M.; McFadden, L. A.; and Sheffield, J. Impact of ions and micrometeorites on mineral surfaces: Reflectance changes and production of atmospheric species in airless solar system bodies(2003). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 8 ноября 2007.
  35.  From Dust to Planetesimals: Workshop at Ringberg Castle Germany(2006). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 8 ноября 2007.
  36.  Kracher, A. Asteroid 433 Eros and partially differentiated planetesimals: bulk depletion versus surface depletion of sulfur(PDF).Ames Laboratory (2005). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 8 ноября 2007.
  37.  Taylor, G. J.; Keil, K.; McCoy, T.; Haack, H.; and Scott, E. R. D. (1993). "Asteroid differentiation - Pyroclastic volcanism to magma oceans". Meteoritics 28 (1): 34-52.Bibcode1993Metic..28...34T.
  38.  Kelly, Karen. U of T researchers discover clues to early solar systemUniversity of Toronto (2007). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 12 июля 2010.
  39.  Alfvén, H.; and Arrhenius, G. The Small BodiesSP-345 Evolution of the Solar System. NASA (1976). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 12 апреля 2007.
  40.  The Hungaria group of minor planets
  41.  Stiles, Lori. Asteroids Caused the Early Inner Solar System Cataclysm. University of Arizona News (September 15, 2005). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 18 апреля 2007.
  42.  Lecar, M.; Podolak, M.; Sasselov, D.; and Chiang, E. (2006). "Infrared cirrus - New components of the extended infrared emission". The Astrophysical Journal 640 (2): 1115-1118.DOI:10.1086/500287Bibcode1984ApJ...278L..19L.
  43.  Berardelli, Phil. Main-Belt Comets May Have Been Source Of Earths Water. Space Daily (Mar 23, 2006). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 27 октября 2007.
  44.  Lakdawalla, Emily Discovery of a Whole New Type of Comet. The Planetary Society (April 28, 2006).Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 20 апреля 2007.
  45.  Stern, Alan. New Horizons Crosses The Asteroid Belt. Space Daily (June 2, 2006). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012.Проверено 14 апреля 2007.
  46.  Рис. 1.1 // Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра / Под ред. Шустова Б. М., Рыхловой Л. В. - М.: Физматлит, 2010. - 384 с. - ISBN 978-5-9221-1241-3.
  47.  Yeomans, Donald K. JPL Small-Body Database Search Engine. NASA JPL. Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 26 апреля 2007.
  48.  Tedesco, E. F.; and Desert, F.-X. (2002). "The Infrared Space Observatory Deep Asteroid Search".The Astronomical Journal 123 (4): 2070-2082. DOI:10.1086/339482Bibcode2002AJ....123.2070T.
  49. ↑ 1 2 Williams, Gareth Distribution of the Minor Planets. Minor Planets Center. Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 27 октября 2010.
  50.  Krasinsky, G. A.; Pitjeva, E. V.; Vasilyev, M. V.; and Yagudina, E. I. (July 2002). "Hidden Mass in the Asteroid Belt". Icarus 158 (1): 98-105. DOI:10.1006/icar.2002.6837Bibcode2002Icar..158...98K.
  51.  Pitjeva, E. V. (2005). "High-Precision Ephemerides of Planets-EPM and Determination of Some Astronomical Constants" (PDF). Solar System Research 39 (3): 176. DOI:10.1007/s11208-005-0033-2.
  52. ↑ 1 2 Wiegert, P.; Balam, D.; Moss, A.; Veillet, C.; Connors, M.; and Shelton, I. (2007). "Evidence for a Color Dependence in the Size Distribution of Main-Belt Asteroids" (abstract). The Astronomical Journal133 (4): 1609-1614. DOI:10.1086/512128. Проверено 2008-09-06.
  53.  Clark, B. E. (1996). "New News and the Competing Views of Asteroid Belt Geology". Lunar and Planetary Science 27: 225-226. Bibcode1996LPI....27..225C.
  54. ↑ 1 2 Lang, Kenneth R. Asteroids and meteorites. NASA's Cosmos (2003). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 2 апреля 2007.
  55.  Margot, J. L.; and Brown, M. E. (2003). "A Low-Density M-type Asteroid in the Main Belt".Science 300 (5627): 1939-1942. DOI:10.1126/science.1085844PMID 12817147Bibcode2003Sci...300.1939M.
  56.  Mueller, M.; Harris, A. W.; Delbo, M.; and the MIRSI Team. (2005). "21 Lutetia and other M-types: Their sizes, albedos, and thermal properties from new IRTF measurements". Bulletin of the American Astronomical Society 37: 627. Bibcode2005DPS....37.0702M.
  57. ↑ 1 2 Duffard, R.; and Roig, F. Two new basaltic asteroids in the Outer Main Belt(2007). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 14 октября 2007.
  58. ↑ 1 2 3 Than, Ker. Strange Asteroids Baffle Scientistsspace.com (2007).Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 14 октября 2007.
  59.  Low, F. J.; et al. (1984). "Infrared cirrus - New components of the extended infrared emission".Astrophysical Journal, Part 2 - Letters to the Editor 278: L19-L22. DOI:10.1086/184213Bibcode1984ApJ...278L..19L.
  60.  David Jewitt Interview with David Jewitt.YouTubeПроверено 14 октября 2007.
  61.  This value was obtained by a simple count up of all bodies in that region using data for 120437 numbered minor planets from the Minor Planet Center orbit database. Minor Planets Center. Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 27 октября 2010.
  62.  Rossi, Alessandro The mysteries of the asteroid rotation day. The Spaceguard Foundation (20 мая 2004). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 9 апреля 2007.
  63.  Сурдин, В.Г. Эффект инженера Ярковского (рус.). StarContact (20 мая 2004). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 9 апреля 2007.
  64.  Сурдин, В.Г. Природа: Эффект инженера Ярковского (рус.). Природа. Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 9 апреля 2007.
  65.  YORP-раскрутка: солнечные лучи вертят реактивные астероиды (рус.)МембранаАрхивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 29 октября 2011.
  66.  Fernie, J. Donald (1999). "The American Kepler". The Americal Scientist87 (5): 398. Проверено 2007-02-04.
  67.  Liou, Jer-Chyi; and Malhotra, Renu (1997). "Depletion of the Outer Asteroid Belt". Science 275 (5298): 375-377.DOI:10.1126/science.275.5298.375PMID 8994031. Проверено 2007-08-01.
  68.  Ferraz-Mello, S. (June 14-18, 1993). "Kirkwood Gaps and Resonant Groups". proceedings of the 160th International Astronomical Union: 175-188, Belgirate, Italy: Kluwer Academic Publishers. Проверено 2007-03-28. 
  69.  Klacka, Jozef (1992). "Mass distribution in the asteroid belt". Earth, Moon, and Planets 56 (1): 47-52. DOI:10.1007/BF00054599.Bibcode1992EM&P...56...47K.
  70. ↑ 1 2 McBride, N.; and Hughes, D. W. (1990). "The spatial density of asteroids and its variation with asteroidal mass". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 244: 513-520.Bibcode1990MNRAS.244..513M.
  71.  Backman, D. E. Fluctuations in the General Zodiacal Cloud DensityBackman Report. NASA Ames Research Center (March 6, 1998). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 4 апреля 2007.
  72.  Jewitt, David; Weaver, H.; Mutcher, M.; Larson, S.; Agarwal, J. (2011). "Hubble Space Telescope Observations of Main Belt Comet (596) Scheila". ApJL 733: L4. DOI:10.1088/2041-8205/733/1/L4Bibcode2011arXiv1103.5456J.
  73. ↑ 1 2 Reach, William T. (1992). "Zodiacal emission. III - Dust near the asteroid belt". Astrophysical Journal 392 (1): 289-299. DOI:10.1086/171428.Bibcode1992ApJ...392..289R.
  74.  Kingsley, Danny Mysterious meteorite dust mismatch solved. ABC Science (May 1, 2003). Проверено 4 апреля 2007.
  75.  Meteors and Meteorites. NASA. Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 12 июля 2010.
  76.  Breakup event in the main asteroid belt likely caused dinosaur extinction 65 million years agoSouthwest Research Institute (2007). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 14 октября 2007.
  77.  Hughes, David W. Finding Asteroids In Space. BBC.Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 20 апреля 2007.
  78.  Lemaitre, Anne (31 August - 4 September, 2004). "Asteroid family classification from very large catalogues". Proceedings Dynamics of Populations of Planetary Systems: 135-144, Belgrade, Serbia and Montenegro: Cambridge University Press. Проверено 2007-04-15. 
  79.  Martel, Linda M. V. Tiny Traces of a Big Asteroid Breakup. Planetary Science Research Discoveries (March 9, 2004). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012.Проверено 2 апреля 2007.
  80.  Drake, Michael J. (2001). "The eucrite/Vesta story". Meteoritics & Planetary Science 36 (4): 501-513. DOI:10.1111/j.1945-5100.2001.tb01892.xBibcode2001M&PS...36..501D.
  81.  Love, S. G.; and Brownlee, D. E. (1992). "The IRAS dust band contribution to the interplanetary dust complex - Evidence seen at 60 and 100 microns". Astronomical Journal 104 (6): 2236-2242.DOI:10.1086/116399Bibcode1992AJ....104.2236L.
  82.  Spratt, Christopher E. (1990). "The Hungaria group of minor planets". Journal of the Royal Astronomical Society of Canada 84 (2): 123-131. Bibcode1990JRASC..84..123S.
  83.  Carvano, J. M.; Lazzaro, D.; Mothé-Diniz, T.; Angeli, C. A.; and Florczak, M. (2001). "Spectroscopic Survey of the Hungaria and Phocaea Dynamical Groups". Icarus 149 (1): 173-189.DOI:10.1006/icar.2000.6512.Bibcode2001Icar..149..173C.
  84.  The Trojan Page (англ.).Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 2 апреля 2007.
  85.  SwRI researchers identify asteroid breakup event in the main asteroid belt. SpaceRef.com (June 12, 2002).Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 15 апреля 2007.
  86.  McKee, Maggie. Eon of dust storms traced to asteroid smash. New Scientist Space (18 January 2006). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012.Проверено 15 апреля 2007.
  87. ↑ 1 2 Nesvorný, D.; Vokrouhlick, D.; and Bottke, W. F. (2006). "The Breakup of a Main-Belt Asteroid 450 Thousand Years Ago". Science 312(5779): 1490. DOI:10.1126/science.1126175PMID 16763141Bibcode2006Sci...312.1490N. Проверено 2007-04-15.
  88. ↑ 1 2 Nesvorný, D.; Bottke, W. F.; Levison, H. F.; and Dones, L. (2003). "Recent Origin of the Solar System Dust Bands". The Astrophysical Journal 591 (1): 486-497. DOI:10.1086/374807Bibcode2003ApJ...591..486N. Проверено 2007-04-15.
  89.  The Final IAU Resolution on the Definition of "Planet" Ready for Voting. IAU (24 August 2006). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 2 марта 2007.
  90.  IAU draft resolution(2006). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 20 октября 2007.
  91.  IAU 2006 General Assembly: Result of the IAU Resolution votesАрхивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 29 марта 2007.
  92.  Parker, J. W.; Stern, S. A.; Thomas, P. C.; Festou, M. C.; Merline, W. J.; Young, E. F.; Binzel, R. P.; and Lebofsky, L. A. (2002). "Analysis of the First Disk-resolved Images of Ceres from Ultraviolet Observations with the Hubble Space Telescope". The Astronomical Journal 123 (1): 549-557.DOI:10.1086/338093Bibcode2002AJ....123..549P. Проверено 2008-09-06.
  93. ↑ 1 2 Asteroid 1 Ceres.The Planetary SocietyАрхивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 20 октября 2007.
  94.  Key Stages in the Evolution of the Asteroid VestaHubble Space Telescope news release (1995). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 20 октября 2007.
  95.  Russel, C. T.; et al. Dawn mission and operations. NASA/JPL (2007). Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 20 октября 2007.
  96.  Torppa, J.; et al. (1996). "Shapes and rotational properties of thirty asteroids from photometric data". Icarus 164 (2): 346-383. DOI:10.1016/S0019-1035(03)00146-5Bibcode2003Icar..164..346T.
  97.  Larson, H. P.; Feierberg, M. A.; and Lebofsky, L. A. The composition of asteroid 2 Pallas and its relation to primitive meteorites(1983).Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 20 октября 2007.
  98.  Barucci, M. A.; et al. 10 Hygiea: ISO Infrared Observations(PDF) (2002).Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 21 октября 2007.
  99.  Ceres the Planetorbitsimulator.com.Архивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 20 октября 2007.
  100.  Barucci, M. A.; Fulchignoni, M.; and Rossi, A. (2007). "Rosetta Asteroid Targets: 2867 Steins and 21 Lutetia". Space Science Reviews 128 (1-4): 67-78. DOI:10.1007/s11214-006-9029-6.
  101.  Near Earth Asteroid Rendezvous official site. Frequently asked questions.Архивированоиз первоисточника 2 февраля 2012. Проверено 17 ноября 2008.  (англ.)
  102.  Японский зонд вернулся на Землю после миссии к астероидуLenta.ru (13 июня 2010). Архивированоиз первоисточника 25 августа 2011. Проверено 14 августа 2010.
  103.  Dawn mission (англ.)jpl.nasa.govАрхивированоиз первоисточника 24 января 2012. Проверено 20 октября 2007.
  104.  D. Cohen. Earth's natural wealth: an auditNewScientist, 23 May 2007
  105.  University of Toronto (2009, October 19). Geologists Point To Outer Space As Source Of The Earth"s Mineral Riches. ScienceDaily
  106.  James M. Brenan and William F. McDonough. Core formation and metal-silicate fractionation of osmium and iridium from gold. - Nature Geoscience (18 October 2009)
  107.  Mining the Sky: Untold Riches from the Asteroids, Comets, and Planets / John S. Lewis (1998)ISBN 0-201-47959-1

Литература

Ссылки

Источник - "http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%9F%D0%BE%D1%8F%D1%81_%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B8%D0%B4%D0%BE%D0%B2&oldid=41452150"
Технологическая сингулярность
Материал из Википедии - свободной энциклопедии
Уменьшение промежутка времени между эволюционными событиями (биологическая, затем технологическая эволюция)
Курцвейл пишет, что из-за смены парадигм, тенденция экспоненциального роста наблюдается от интегральных схемдо более ранних транзисторов,электронных лампреле, иэлектромеханических компьютеров.

Технологи́ческая сингуля́рность в футурологии - момент, по прошествии которого технологический прогресс станет настолько быстрым и сложным, что окажется недоступным пониманию[1][2], за которым предположительно следуют создание искусственного интеллекта и самовоспроизводящихся машин, интеграция человека с вычислительными машинами, либо значительное скачкообразное увеличение возможностей человеческого мозга за счёт биотехнологий.

По некоторым прогнозам, технологическая сингулярность может наступить уже около 2030 года.[3][4] Сторонники теории технологической сингулярности считают, что если возникнет принципиально отличный от человеческого разум (постчеловек), дальнейшую судьбу цивилизации невозможно предсказать, опираясь на человеческое (социальное) поведение.

Значительные сопутствующие изменения, которые станут технически возможными с приходом ТС, это:Общие сведения

История концепции

Идею об ускоряющемся росте научного знания впервые можно встретить в работах Ф. Энгельса. В середине XIX века он писал о том, что наука движется вперед пропорционально массе знаний, унаследованных ею от предшествующего поколения. По его мнению, со времени своего возникновения (XVI-XVII вв.) развитие наук усиливалось пропорционально квадрату расстояния (во времени) от своего исходного пункта. Близкие идеи высказывал В. И. Вернадский, писавший о непрерывном усилении темпов научного творчества. По мнению современных исследователей, имеет место "экспоненциальный закон развития науки", проявляющийся в соответствующем увеличении числа научных работников, научных организаций, публикаций и других показателей[5][6].

Близко к концепции сингулярности находятся идеи Станислава Лема о вероятной эволюции компьютеров. В наиболее предельном виде эволюция компьютеров описана в эссе "Голем XIV лекция XLIII. О себе".

Термин "сингулярность" заимствован у астрофизиков, которые используют его при описании космических чёрных дыр и в некоторых теориях начала вселенной - точка с бесконечно большой массой и температурой и бесконечно малым объёмом. Математическая сингулярность (особенность) - точка функции, значение в которой стремится к бесконечности, либо другие подобные "интересные" точки - особенности функции.

В данном контексте впервые термин "сингулярность" использовал в середине ХХ века Джон фон Нейман, имея в виду математическое, а не астрофизическое понимание этого слова - точку, за которой экстраполяция начинает давать бессмысленные результаты (расходиться). Об этом пишет Вернор Виндж, которому данный термин обычно приписывают[7]. Научным обоснованием наступления сингулярности активно занимается Рэймонд Курцвейл.

Начало сингулярности

Одними из фундаментальных открытых вопросов насчет сингулярности являются вопросы о её существовании, времени наступления и темпах роста технологических изменений. Экстраполяция некоторых тенденций показывает, что сингулярность может произойти к 2020 году (возможно, эту дату следует пересмотреть и приблизить до 2018 или даже 2016 года, если полагаться на самую последнюю оценку Дэни Эдера (Dani Eder) о том, что время удвоения мощности компьютеров упало до 9 месяцев к сентябрю 2002 года), и она должна быть очень внезапной, что характерно для природы гиперэкспоненциальной кривой. Согласно Эдеруновые технологии приводят к ускорению прироста населения. А чем больше население, тем больше работает специалистов, так что в следующий период технологии разрабатываются быстрее. Кроме того, из-за повышения уровня образования населения прогрессу будут способствовать большее количество знаний, накопленных человечеством, что позволит еще быстрее получать новые знания.

Есть гипотеза, что явно выраженной точки сингулярности, с острым кризисом, не будет. Развитие идет по S-образной (логистической) кривой, и уже с начала 1970-х годов началось торможение, то есть Мир-Система "точку сингулярности" в процессе модернизационного фазового перехода уже прошла[8], где под точкой сингулярности подразумевается такая точка на графике развития, в которой скорость максимальна (середина S-образной кривой)[9].

Концепция технологической сингулярности в политике

Технологическая сингулярность как следствие развития нанотехнологий рассматривается в отчете 2007 года Комиссии по экономической политике Конгресса США[10]. В качестве даты начала сингулярности называется 2020 год. По другим прогнозам - 2030 год.

Технологическая сингулярность в популярной культуре

Кроме пионерских рассказов Вернора Винджа, сингулярность является центральной темой произведений некоторых других авторов научной фантастики. Среди них можно отметитьУильяма Гибсона, Чарльза Стросса, Карла Шрёдера, Юрия НикитинаГрега ИганаДэвида БринаИэна БэнксаНила Стивенсона, Тони Баллантайна, Брюса СтерлингаДэна Симмонса, Дэмиена Бродерика, Фредерика Брауна, Яцека Дукая, Нагару Танигава, Кори ДоктороуПитера Уоттса. Кен Маклауд в своём романе 1998 года "Подразделение Кассини" (англ. The Cassini Division) определяет сингулярность как "вознесение для нердов".

Тематика сингулярности часто встречается в киберпанковых романах. Например, рекурсивно самоулучшающийся искусственный интеллект "Зимнее Безмолвие" в романе Уильяма Гибсона "Нейромант". Опубликованный в 1994 году на сайте Kuro5hin роман "Метаморфозы Высшего Интеллекта" посвящён жизни после запущенной искусственным интеллектом сингулярности. Более антиутопичный взгляд на сингулярность в коротком рассказе Харлана Эллисона "У меня нет рта и я должен кричать" ("I have no mouth & I must scream)". Другими примерами антиутопичного взгляда являются "Акселерандо" Чарльза Стросса и продолжающаяся в настоящее время серия комиксов Уоррена Эллиса "newuniversal". "Все куклы" (англ. Puppets All) Джеймса Милна затрагивает эмоциональные и моральные проблемы Сингулярности. Проблема Контакта в эпоху технологической сингулярности обсуждается в романе Станислава Лема "Фиаско" (1986).


 Ваша оценка:

Популярное на LitNet.com Л.Джейн "Чертоги разума. Книга 1. Изгнанник "(Антиутопия) Д.Маш "Золушка и демон"(Любовное фэнтези) Д.Дэвлин, "Особенности содержания небожителей"(Уся (Wuxia)) Д.Сугралинов "Дисгардиум 2. Инициал Спящих"(ЛитРПГ) А.Чарская "В плену его демонов"(Боевое фэнтези) М.Атаманов "Искажающие Реальность-7"(ЛитРПГ) А.Завадская "Архи-Vr"(Киберпанк) Н.Любимка "Черный феникс. Академия Хилт"(Любовное фэнтези) К.Федоров "Имперское наследство. Забытый осколок"(Боевая фантастика) В.Свободина "Эра андроидов"(Научная фантастика)
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
И.Мартин "Твой последний шазам" С.Лыжина "Последние дни Константинополя.Ромеи и турки" С.Бакшеев "Предвидящая"

Как попасть в этoт список
Сайт - "Художники" .. || .. Доска об'явлений "Книги"