Астрономия & Космос

21 ноя 2018

NASA хочет отправить людей на Венеру. Почему это отличная идея Популярная научная фантастика начала 20 века изображала Венеру как своего рода чудесный мир с приятными температурами, лесами, болотами и даже динозаврами. В 1950 году планетарий Хайдена при Американском музее естественной истории резервировал места для первых космических туристов, задолго до современной эпохи Blue Origins, SpaceX и Virging Galactic. Все, что нужно было сделать, это указать свой адрес и поставить галочку в нужном месте, среди которых была Венера. Сегодня Венера вряд ли будет мечтой для начинающих космических туристов. Как показали многочисленные миссии за последние несколько десятилетий, эта планета не рай, а адский мир высоких температур, токсичной атмосферы и колоссального давления на поверхности. Несмотря на это, NASA в настоящее время работает над концептуальной пилотируемой миссией на Венеру — High Altitude Venus Operational Concept (HAVOC). Миссия на Венеру: насколько это вообще возможно? Как вообще возможна такая миссия? Температуры на поверхности планеты (порядка 460 градусов Цельсия) выше, чем на Меркурии, хотя Венера находится в два раза дальше от Солнца. При такой температуре плавится большинство металлов, включая висмут и свинец, которые затем могут выпадать в виде «снега» на высокие горные вершины. Поверхность планеты представляет собой бесплодный скалистый пейзаж с обширными равнинами из базальта, усеянными вулканическими кратерами, и несколькими горными районами континентальных масштабов. Планета также геологически молода и переживает катастрофические события переделки поверхности. Экстремальные явления вызваны накоплением тепла ниже поверхности, в результате чего поверхность плавится, выделяет тепло и снова затвердевает. Жуткая перспектива для любых посетителей. Плавание в атмосфере Из-за этого всего идея новой миссии NASA не в том, чтобы высаживать людей на негостеприимную поверхность, а использовать плотную атмосферу в качестве почвы для исследований. Официальной даты миссии HAVOC пока не было объявлено публично. Миссия будет долгосрочной и наверняка включит несколько тестовых миссий, которые должны будут доказать успешность всего мероприятия. В настоящее время такая миссия действительно возможна с использованием современных технологий. План заключается в том, чтобы использовать дирижабли, которые смогут оставаться в верхней атмосфере в течение продолжительных периодов времени. Как ни странно, верхние слои атмосферы Венеры больше всего похожи на Землю среди всех мест Солнечной системы. Между высотами 50 и 60 километров, давление и температуру можно сравнить с областями нижней атмосферы Земли. Атмосферное давление в атмосфере Венеры на высоте 55 километров примерно в два раза ниже давления на уровне моря на Земле. На самом деле, вы будете прекрасно себя чувствовать даже без сдавливающего скафандра — такое же давление можно найти на пике горы Килиманджаро. Даже греться не придется — температура будет в пределах 20-30 градусов. Атмосфера выше также достаточно плотная, чтобы защитить космонавтов от ионизирующего излучения из космоса. Близость солнца также обеспечивает большее количество доступного излучения, чем на Земле, что можно использовать для генерации энергии (примерно в 1,4 раза больше). Концептуальный дирижабль будет плавать вокруг планеты, носимый ветрами. Его можно было бы заполнить пригодной для дыхания газовой смесью кислорода и азота и тем самым обеспечить плавучесть. Это реально, потому что пригодный для дыхания воздух менее плотный, чем атмосфера Венеры и он будет подниматься. Атмосфера Венеры состоит на 97% из углекислого газа, на 3% из азота и следовых количеств других газов. В ней есть серная кислота, которая образует плотные облака и является основным фактором, который отвечает за видимость планеты с Земли. Венера отражает около 75% света, падающего на нее с Солнца. Этот отражающий слой находится между 45 и 65 километрами высоты, и дымка капель серной кислоты доход до 30 километров вниз. Таким образом, конструкция дирижабля должна быть устойчивой к коррозионному воздействию этой кислоты. К счастью, у нас уже есть технологии, необходимые для преодоления проблем с кислотностью. Некоторые коммерчески доступные материалы, в том числе тефлон и ряд пластмасс, имеют высокую кислотную стойкость и могут использоваться для наружной оболочки дирижабля. Учитывая все эти факторы, возможно, вы могли бы прогуляться по платформе за пределами дирижабля, надев костюм химической защиты и баллон с кислородом. Жизнь на Венере? Карту поверхности Венеры составил с орбиты радар миссии Magellan. Однако только несколько мест на поверхности мы смогли посетить, благодаря советским зондам «Венера» конца 1970-х. Эти зонды передали нам первые и пока что единственные снимки поверхности Венеры. Конечно, условия на поверхности показались нам совершенно негостеприимными для жизни. Однако верхние слои атмосферы это совсем другая история. На Земле уже существует несколько видов экстремофильных организмов, способных выдерживать условия в атмосфере на высоте, на которой будет летать HAVOC. Такие виды, как Acidianus infernus, можно встретить в сильнокислых вулканических озерах в Исландии и Италии. Было обнаружено, что в земных облаках также переносятся микробы. Ничто из этого не доказывает, что в атмосфере Венеры существует жизнь, но эту возможность может исследовать миссия по типу HAVOC. Нынешние климатические условия и состав атмосферы стали результатом нарастающего парникового эффекта (чрезвычайного парникового эффекта, который нельзя обратить), который превратил планету из гостеприимной «сестры Земли» в то чудище, которым она является сейчас. Хотя мы не ожидаем, что Земля пройдет через аналогичный экстремальный сценарий, это демонстрирует, что драматические изменения климата на планете могут происходить при возникновении определенных физических условий. Тестируя наши современные климатические модели, использующие экстремумы, которые мы видим на Венере, мы можем точнее определить, как различные эффекты воздействия на климат могут приводить к резким изменениям. Венера дает нам возможность проверить наше моделирование климата со всеми вытекающими последствиями для экологического здоровья нашей планеты. Мы все еще знаем относительно немного о Венере, несмотря на то, что это наш ближайший планетарный сосед. В конечном счете, изучение сходств между двумя планетами поможет нам понять эволюцию Солнечной системы и, возможно, других звездных систем. Источник: vk.cc/8DuMoX

Интеллектуальный журнал

21 ноя 2018

Несколько ошибок мышления, которые встречаются у людей чаще всего.

Мозговые орехи

21 ноя 2018

10 любопытных парадоксов, над которыми вам придётся хорошенько подумать На прочтение этой подборки у вас уйдёт значительно меньше времени, чем на размышления о парадоксах, представленных в ней. Некоторые из проблем противоречивы лишь на первый взгляд, другие даже после сотен лет напряжённого умственного труда над ними величайших математиков, философов и экономистов кажутся неразрешимыми. Кто знает, возможно, именно вам удастся сформулировать решение одной из этих задач, которое станет, что называется, хрестоматийным и войдёт во все учебники. 1. Парадокс ценности Феномен, известный также как парадокс алмазов и воды или парадокс Смита (назван в честь Адама Смита — автора классических трудов по экономической теории, который, как считается, первым сформулировал этот парадокс), заключается в том, что хотя вода как ресурс гораздо полезнее кусков кристаллического углерода, называемых нами алмазами, цена последних на международном рынке несоизмеримо выше стоимости воды. С точки зрения выживания вода действительно нужна человечеству гораздо больше алмазов, однако её запасы, конечно же, больше запасов алмазов, поэтому специалисты говорят, что ничего странного в разнице цен нет — ведь речь идёт о стоимости единицы каждого ресурса, а она во многом определяется таким фактором, как предельная полезность. При непрерывном акте потребления какого-либо ресурса его предельная полезность и, как следствие, стоимость неизбежно падает — эту закономерность в XIX-м веке открыл прусский экономист Герман Генрих Госсен. Говоря простым языком, если человеку последовательно предложить три стакана воды, первый он выпьет, водой из второго умоется, а третий пойдёт на мытьё пола. Большая часть человечества не испытывает острой нужды в воде — чтобы получить достаточное её количество, стоит только открыть водопроводный кран, а вот алмазы имеются далеко не у всех, поэтому они столь дороги. 2. Парадокс убитого дедушки Этот парадокс в 1943-м году предложил французский писатель-фантаст Рене Баржавель в своей книге «Неосторожный путешественник» (в оригинале «Le Voyageur Imprudent»). Предположим, вам удалось изобрести машину времени, и вы отправились на ней в прошлое. Что произойдёт, если вы встретите там своего дедушку и убьёте его до того, как он встретился с вашей бабушкой? Вероятно, не всем понравится этот кровожадный сценарий, поэтому, скажем, вы предотвратите встречу другим путём, например, увезёте его на другой конец света, где он никогда не узнает о её существовании, парадокс от этого не исчезает. Если встреча не состоится, ваша мать или отец не появится на свет, не сможет зачать вас, а вы соответственно не изобретёте машину времени и не попадёте в прошлое, поэтому дедушка сможет беспрепятственно жениться на бабушке, у них родится один из ваших родителей и так далее — парадокс налицо. История с убитым в прошлом дедушкой часто приводится учёными как доказательство принципиальной невозможности путешествий во времени, однако некоторые специалисты говорят, что при определённых условиях парадокс вполне разрешим. Например, убив своего дедушку, путешественник во времени создаст альтернативную версию реальности, в которой он никогда не будет рождён. Кроме того, многие высказывают предположения, что даже попав в прошлое, человек не сможет на него повлиять, так как это приведёт к изменению будущего, частью которого он является. Например, попытка убийства дедушки заведомо обречена на провал — ведь если внук существует, значит, его дед, так или иначе, пережил покушение. 3. Корабль Тесея Название парадоксу дал один из греческих мифов, описывающий подвиги легендарного Тесея, одного из афинских царей. Согласно легенде, афиняне несколько сотен лет хранили корабль, на котором Тесей вернулся в Афины с острова Крит. Конечно, судно постепенно ветшало, и плотники заменяли прогнившие доски на новые, в результате чего в нём не осталось ни кусочка старой древесины. Лучшие умы мира, в числе которых видные философы вроде Томаса Гоббса и Джона Локка веками размышляли над тем, можно ли считать, что именно на этом судне когда-то путешествовал Тесей. Таким образом, суть парадокса в следующем: если заменить все части объекта на новые, может ли он быть тем же самым объектом? Кроме того, возникает вопрос — если из старых частей собрать точно такой же объект, какой из двух будет «тем самым»? Представители разных философских школ давали прямо противоположные ответы на эти вопросы, но некоторые противоречия в возможных решениях парадокса Тесея до сих пор существуют. Кстати, если учесть, что клетки нашего организма практически полностью обновляются каждые семь лет, можно ли считать, что в зеркале мы видим того же человека, что и семь лет назад? 4. Парадокс Галилея Открытый Галилео Галилеем феномен демонстрирует противоречивые свойства бесконечных множеств. Краткая формулировка парадокса такова: натуральных чисел столько же, сколько их квадратов, то есть, количество элементов бесконечного множества 1, 2, 3, 4… равно количеству элементов бесконечного множества 1, 4, 9, 16… На первый взгляд, никакого противоречия здесь нет, однако тот же Галилей в своей работе «Две науки» утверждает: некоторые числа являются точными квадратами (то есть из них можно извлечь целый квадратный корень), а другие нет, поэтому точных квадратов вместе с обычными числами должно быть больше, чем одних точных квадратов. Между тем, ранее в «Науках» встречается постулат о том, что квадратов натуральных чисел столько же, сколько самих натуральных чисел и эти два утверждения прямо противоположны друг другу. Сам Галилей считал, что парадокс можно решить только применительно к конечным множествам, однако Георг Кантор, один из немецких математиков XIX-го века, разработал свою теорию множеств, согласно которой второй постулат Галилея (об одинаковом количестве элементов) верен и для бесконечных множеств. Для этого Кантор ввёл понятие мощности множества, которые при расчётах для обоих бесконечных множеств совпали. 5. Парадокс бережливости Самая известная формулировка любопытного экономического явления, описанного Уоддилом Кетчингсом и Уильямом Фостером выглядит следующим образом: «Чем больше мы откладываем на чёрный день, тем быстрее он наступит». Чтобы понять суть противоречия, заключённого в этом феномене, немного экономической теории. Если во время экономического спада большая часть населения начинает экономить свои сбережения, снижается совокупный спрос на товары, что в свою очередь приводит к уменьшению заработка и как следствие — падению общего уровня экономии и сокращению сбережений. Попросту говоря, возникает своего рода замкнутый круг, когда потребители тратят меньше денег, но тем самым ухудшают своё благосостояние. В некотором роде парадокс бережливости аналогичен проблеме из теории игр под названием дилемма заключённого: действия, которые выгодны каждому участнику ситуации по отдельности, вредны для них в целом. 6. Парадокс Пиноккио Является разновидностью философской проблемы, известной как парадокс лжеца. Этот парадокс прост по форме, но отнюдь не по содержанию. Его можно выразить в трёх словах: «Это утверждение — ложь», или даже в двух — «Я лгу». В варианте с Пиноккио проблема сформулирована так: «Мой нос сейчас растёт». Думаю, вам понятно противоречие, содержащееся в этом утверждении, но на всякий случай, расставим все точки над ё: если фраза верна, значит, нос действительно растёт, но это означает что в данный момент детище папы Карло лжёт, чего не может быть, так как мы уже выяснили, что утверждение правдиво. Значит, нос расти не должен, но если это не соответствует действительности, высказывание всё-таки истинно, а это в свою очередь свидетельствует, что Пиноккио лжёт… И так далее — цепочку взаимоисключающих причин и следствий можно продолжать до бесконечности. Парадокс лжеца показывает противоречие высказывания в разговорной речи формальной логике. С точки зрения классической логики проблема неразрешима, поэтому утверждение «Я лгу» вообще не считается логическим. 7. Парадокс Рассела Парадокс, который его открыватель, знаменитый британский философ и математик Бертран Рассел называл не иначе, как парадокс брадобрея, строго говоря, можно считать одной из форм парадокса лжеца. Предположим, проходя мимо парикмахерской, вы увидели на ней рекламное объявление: «Вы бреетесь сами? Если нет, милости просим бриться! Брею всех, кто не бреется сам, и никого другого!». Закономерно задать вопрос: каким образом цирюльник управляется с собственной щетиной, если он бреет только тех, кто не бреется самостоятельно? Если же он сам не бреет собственную бороду, это противоречит его хвастливому утверждению: «Брею всех, кто не бреется сам». Конечно, легче всего предположить, что недалёкий брадобрей просто не подумал о противоречии, содержащемся в его вывеске и забыть об этой проблеме, но попытаться понять её суть гораздо интереснее, правда для этого придётся ненадолго окунуться в математическую теорию множеств. Парадокс Рассела выглядит так: «Пусть K — множество всех множеств, которые не содержат себя в качестве собственного элемента. Содержит ли K само себя в качестве собственного элемента? Если да, это опровергает утверждение, что множества в его составе „не содержат себя в качестве собственного элемента“, если же нет, возникает противоречие с тем, что К является множеством всех множеств, не содержащих себя как собственный элемент, а значит K должно содержать все возможные элементы, включая себя». Проблема возникает из-за того, что Рассел в рассуждениях использовал понятие «множество всех множеств», которое само по себе довольно противоречиво, и руководствовался при этом законами классической логики, которые применимы далеко не во всех случаях (см. пункт шесть). Открытие парадокса брадобрея спровоцировало жаркие споры в самых разных научных кругах, которые не утихают до сих пор. Для «спасения» теории множеств математики разработали несколько систем аксиом, но доказательств непротиворечивости этих систем нет и, по мнению некоторых учёных, быть не может. 8. Парадокс дней рождения Петер Густав Дирихл Суть проблемы заключается в следующем: если существует группа из 23-х или более человек, вероятность того, что у двух из них дни рождения (число и месяц) совпадут, превышает 50%. Для групп от 60-ти человек шанс составляет свыше 99%, но 100% достигает, только если в группе не менее 367-ми человек (с учётом високосных лет). Об этом свидетельствует принцип Дирихле, названный по имени его открывателя, немецкого математика Петера Густава Дирихле. Строго говоря, с научной точки зрения это утверждение не противоречит логике и поэтому не является парадоксом, зато оно отлично демонстрирует разницу результатов интуитивного подхода и математических расчётов, ведь на первый взгляд для столь небольшой группы вероятность совпадения кажется сильно завышенной. Если рассматривать каждого члена группы по отдельности, оценивая вероятность совпадения его дня рождения с чьим-либо другим, для каждого человека шанс составит примерно 0,27%, таким образом, общая вероятность для всех членов группы должна быть около 6,3% (23/365). Но это в корне неверно, ведь количество возможных вариантов выбора определённых пар из 23-х человек гораздо выше числа её членов и составляет (23*22)/2=253, исходя из формулы вычисления так называемого числа сочетаний из данного множества. Не будем углубляться в комбинаторику, можете на досуге проверить правильность этих расчётов. Для 253-х вариантов пар шанс, что месяц и дата рождения участников одной из них окажутся одинаковыми, как вы наверняка догадались, значительно больше 6,3%. 9. Проблема курицы и яйца Наверняка, каждому из вас хотя бы раз в жизни задавали вопрос: «Что появилось раньше — курица или яйцо?». Искушённые в зоологии знают ответ: птицы появлялись на свет из яиц задолго до возникновения среди них отряда куриных. Стоит отметить, что в классической формулировке говорится как раз о птице и яйце, но и она допускает лёгкое решение: ведь, например, динозавры появились раньше птиц, и они тоже размножались, откладывая яйца. Если учесть все эти тонкости, можно сформулировать проблему следующим образом: что появилось ранее — первое животное, откладывающее яйца, или собственно его яйцо, ведь откуда-то должен был вылупиться представитель нового вида. Главная проблема заключается в установке причинно-следственной связи между явлениями нечёткого объёма. Для более полного понимания этого ознакомьтесь с принципами нечёткой логики — обобщения классической логики и теории множеств. Говоря упрощённо, дело в том, что животные в ходе эволюции прошли через бесчисленное количество промежуточных этапов — это касается и способов выведения потомства. На различных эволюционных стадиях они откладывали разные объекты, которые нельзя однозначно определить как яйца, но имеющие с ними некоторое сходство. Вероятно, объективного решения этой проблемы не существует, хотя, например, британский философ Герберт Спенсер предложил такой вариант: «Курица — лишь способ, которым одно яйцо производит другое яйцо». 10. Исчезновение клетки В отличие от большинства других парадоксов подборки, эта шутливая «проблема» не содержит в себе противоречия, служит скорее для тренировки наблюдательности и заставляет вспомнить основные законы геометрии. Итак, предлагаем не лезть, как говорится, «в конец учебника», а поразмыслить самостоятельно: площади разноцветных фигур абсолютно равны, однако при их перестановке «пропадает» одна из клеток (или становится «лишней» — в зависимости от того, какой вариант расположения фигур рассматривать в качестве первоначального). Как такое может быть? Подсказка: изначально в задаче присутствует небольшая хитрость, которая и обеспечивает её «парадоксальность», и если вам удастся её найти, всё сразу встанет на свои места, хотя клетка по-прежнему будет «исчезать».

Бизнес-цитатник. Online журнал

21 ноя 2018

Брoсь себе вызов! Добейся одной из этих цeлей!

Наука и техника

21 ноя 2018

Самые странные существа на планете