Что мы неверно представляем, когда думаем о космосе, и как учёные создают материалы с уникальными свойствами, узнали 28 ноября гости Информационного центра по атомной энергии (ИЦАЭ) Томска в рамках проекта «Энергия науки».

Вечер начался с лекции «Мифы космического масштаба», которую для посетителей ИЦАЭ прочёл кандидат физико-математических наук, доцент Новосибирского государственного педагогического университета, старший преподаватель Специализированного учебно-научного центра НГУ, популяризатор астрономии и космонавтики Дмитрий Эпштейн.

Обсуждение мифов о космосе началось с Земли. Представления о том, что наша планета плоская, до сих пор довольно популярны в массовом сознании, несмотря на то, что ещё учёные античной Греции сформулировали убедительные аргументы в пользу шарообразности Земли. Среди современных аргументов можно привести фотографии Земли, сделанные из космоса, или изменение положения звёзд при перемещении наблюдателя вдоль поверхности планеты.

Следующим небесным телом, которому было уделено внимание лектора, стала Луна. Многие ошибочно полагают, что тёмная сторона Луны – это часть Луны, которая никогда не освещается Солнцем. Но солнечный свет получают обе стороны, просто одна из них невидима с Земли из-за особенностей положения нашей планеты и её спутника относительно друг друга.

Ещё одним мифом, о котором рассказал Дмитрий, стало влияние «магнитных бурь» на здоровье человека. Причина магнитных бурь – солнечные вспышки, выбрасывающие потоки заряженных частиц. Эти частицы, взаимодействуя с магнитным полем Земли, вызывают геомагнитные возмущения. Однако эти изменения настолько несущественны, что они практически не влияют на организм человека.

Дмитрий Эпштейн закончил свою лекцию рассказом о том, что большинство людей неверно представляют себе размеры небесных тел и расстояния между ними. Изображения Солнечной системы могут вводить людей в заблуждение относительно реальных масштабов объектов. Это происходит по разным причинам.

Во-первых, разница в размерах между Солнцем и планетами огромна.    Диаметр Солнца составляет около 1,39 миллиона километров. Для сравнения, Земля имеет диаметр всего около 12 742 км, а Юпитер — крупнейшая планета — примерно 139 820 км. Если бы мы попытались показать все объекты в реальном масштабе, то планеты были бы просто невидимы рядом с Солнцем.

Во-вторых, расстояние от Солнца до каждой планеты также огромно. Например, расстояние от Земли до Солнца (астрономическая единица) составляет около 150 миллионов километров. А вот Нептун находится почти в 30 раз дальше — около 4,5 миллиардов километров. Чтобы отразить эти расстояния на одной картинке, пришлось бы либо сильно сжать пространство, либо использовать очень маленькие размеры для планет.

Мы привыкли к определённым пропорциям и размерам, поэтому попытка визуализировать столь огромные объекты может оказаться трудной задачей. Мы склонны воспринимать вещи так, как они нам привычны, но космос требует совершенно другого подхода к пониманию размеров и расстояний.

Вот несколько самых частых искажений, которые можно увидеть в изображениях Солнечной системы: планеты изображают слишком близко друг к другу, хотя на самом деле они находятся на огромных расстояниях, размеры планет преувеличиваются, а спутники показаны гораздо ближе к своим хозяевам, чем есть на самом деле.

Такой компромисс нужен художникам, чтобы сделать изображения понятнее. Однако важно помнить, что реальные пропорции и расстояния в Солнечной системе намного сложнее и грандиознее, чем любые иллюстрации могут передать.

После лекции гости ИЦАЭ Томска приняли участие в научно-популярном ток-шоу «Язык Эйнштейна», в ходе которого эксперты из разных областей знания рассказали последние новости из мира науки. В роли модератора обсуждения выступил резидент стендап-клуба «Томедия» Митя Митькин. Благодаря ему обсуждение сложных новостей оказалось лёгким, понятным и смешным.

Доцент Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности Томского политехнического университета (ТПУ), к.т.н. Андрей Коломейцев рассказал о результатах работы исследователей ТПУ. Учёные открыли новый способ восстановления оксида графена с использованием видимого света вместо традиционных методов с применением инфракрасного или ультрафиолетового излучения.

Это позволяет изменять свойства материала без необходимости нагрева, что делает процесс более простым и доступным. Исследование показало, что видимый свет способен эффективно удалять кислородные группы с поверхности оксида графена.

Графен — это модификация углерода, состоящая из плоских слоев углерода толщиной в один атом. Он обладает уникальными свойствами, такими как высокая прочность, эластичность и проводимость. Углерод, из которого состоит графен, распространён в природе, но из-за технологических особенностей получать чистый графен без дефектов и примесей в промышленных масштабах практически невозможно.

Результаты работы исследователей Томского политехнического университета позволят разработать новые, более эффективные способы получения графена, который можно будет применять для производства различных электронных устройств.

Новость от Александра Ерёмина, научного сотрудника Лаборатории механики полимерных композиционных материалов Института физики прочности и материаловедения СО РАН была посвящена высокотемпературной сверхпроводимости материалов.

Сверхпроводимость – это свойство материала не сопротивляться электрическому току. В сверхпроводимых материалах электрический ток проходит без каких-либо видимых потерь энергии. Для достижения сверхпроводимости нужны определенные условия. Например, достижение очень низкой температуры, при которой материал потеряет электрическое сопротивление и станет сверхпроводником‍‍.

Физики из Китая обнаружили сверхпроводимость в никелате лантана при температуре 66 кельвинов (-207^°C). Для этого было необходимо создать давление около 197 000 атмосфер. Это открытие подтверждает возможность существования высокотемпературной сверхпроводимости в некоторых материалах.

Дальнейшие исследования могут открыть нам материалы, способные стать сверхпроводниками при более низком давлении и более высоких температурах. Это, в свою очередь, позволит использовать сверхпроводимость в промышленности, создавая новые образцы техники. Однако, к сожалению, такая техника на данный момент существует только в научной фантастике.

Дмитрий Эпштейн поделился новостями, связанными с исследованиями астероида          Рюгу. В декабре 2014 года к этому астероиду отправилась японская миссия «Хаябуса-2». В июне 2018 года зонд прибыл к астероиду и начал научные наблюдения. В течение последующих месяцев «Хаябуса-2» совершил несколько посадок на поверхность Рюгу и собрал образцы грунта. А в декабре 2020 года капсула с этими образцами грунта успешно вернулась на Землю.

Исследование образцов грунта открыло учёным несколько неизвестных ранее фактов. Например, было найдено подтверждение гипотезы о том, что астероиды типа Рюгу могли доставить на Землю ключевые элементы для зарождения жизни: гидратированные соединения фосфора, магния и аммония.

«Впечатляет, когда учёные могут интересно рассказывать о том, чем занимаются. Больше всего я запомнил рассказ об алмазных наковальнях, которые используют, чтобы оказывать огромное давление на материал в ходе эксперимента. Они очень прочные, но при этом и очень хрупкие. Про это рассказывал в своей новости Александр Ерёмин», – поделился впечатлениями от вечера слушатель Наиль Валиахметов.

«Энергия науки» – проект сети ИЦАЭ, призванный знакомить жителей регионов с новейшими научными открытиями и идеями, чтобы сформировать у аудитории широкую картину современной научной жизни. Известные учёные и популяризаторы науки читают открытые лекции, рассказывают о самых передовых экспериментах и теориях, открытиях и гипотезах.