18:21 Невидимость | |
 Как таковая, "невидимость" — ненаучное понятие, означающее, что некто не видит нечто. Невидимость — это не свойство "невидимого" объекта, а отсутствие всякого или присутствие ограниченного "визуального контакта". Видимость — это возможность зрительного или иного восприятия, которое представляет собой регистрируемый результат отражения (преломления) света, любого излучения от объекта...Пожалуй, сделать объект невидимым можно следующими способами: изменить свойства тела, который видит — сделать его невосприимчивым к отражённому свету; изменить угол отражения; сделать объект наблюдения "проницаемым" — "сравнять" так называемый коэффициент проницания с коэффициентом проницания воздуха (ну, или приблизить их). Если вы положите кусок обыкновенного стекла в воду или, ещё лучше, в какую-нибудь жидкость, более плотную, чем вода, то вы стекла почти совсем не увидите, потому что свет, переходя из воды в стекло, преломляется, а отражается очень слабо и вообще не подвергается почти никакому воздействию. Стекло, в таком случае, столь же невидимо, как струи углекислоты или водорода в воздухе. И по той же причине. Если разбить кусок стекла и мелко истолочь его, оно станет гораздо более заметным в воздухе и превратится в белый непрозрачный порошок. Это происходит потому, что превращение стекла в порошок увеличивает число плоскостей преломления и отражения. В стеклянной же пластинке имеется всего две поверхности, в порошке же каждая крупинка представляет собой плоскость преломления и отражения света, и сквозь порошок света проходит очень мало. Но если белый стеклянный порошок высыпать в воду, то он почти совершенно исчезнет. Стеклянный порошок и вода имеют почти одинаковый коэффициент преломления, и свет, переходя из одной среды в другую, почти не преломляется и не отражается. Вы делаете стекло невидимым, помещая его в жидкость с приблизительно таким же коэффициентом преломления; всякая прозрачная вещь делается невидимой, если поместить её в среду, обладающую одинаковым с ней коэффициентом преломления. А теперь что касается изменения свойств объекта. Поскольку нас могут интересовать живые существа, то речь идёт о свойствах тканей (гистология) и — далее, вглубь — клеток... атомов. Сделать ткань невидимой означает придать клеткам свойство не отражать свет и не преломлять его, а пропускать так, как это делал бы воздух (среда, в которой объект находится). Иначе говоря, сделать их прозрачными. Вот в этом направлении, как выяснилось, биохимики и биологи работают давно: уже более десяти лет. И успехи уже есть. Но — о невидимости пока и не заикаются, потому что, с научной точки зрения, никакая это не невидимость, а очень даже видимость. Только слабая. Совсем невидимой сделать ткань не получается, хотя — самое важное — технически это возможно. Главная задача заключалась в том, чтобы поместись прозрачный предмет, коэффициент преломления которого требовалось понизить, между двумя светоизлучающими центрами эфирной вибрации. Нет, это не рентгеновские лучи. Интересно, описывал ли кто-нибудь эти лучи, но они существуют — это несомненно.  И наоборот — свет способен прямолинейно проходить сквозь прозрачные объекты, потому что их коэффициент рефракции аналогичен или идентичен тому же коэффициенту окружающей среды. Различные компоненты кожи и ткани рассеивают и преломляют свет "неоднородно" и по-разному — вот почему кожа и ткани не могут быть прозрачными. Глицерин, будучи гигроскопическим спиртом, оказывается, способен изменять коэффициент рассеивания на небольших фрагментах по следующим причинам: ткань (всё это время мы говорим о ткани живого организма — никакого льна и шёлка), "пропитанная глицерином", сжимается ("съёживается") из-за уменьшившегося количества влаги (напомним, гигроскопичность — это способность поглощать влагу). Вода на неопределённое время перемещается из клетки, а глицерин как бы замещает её, придавая ткани новый коэффициент преломления. Проще говоря, смочите глицерином кусок бумаги (можно туалетной), и коэффициент её прозрачности станет больше. И это в бытовых условиях. Представьте, как это выглядело бы в лабораторных, при том, что в эликсире использовалось оптимальное соотношение. Никакого волшебства. Один расчёт — но как эффектно! Почитать Живая вода Само открытие было сделано двумя аспирантами в UT Austin's College of Engineering — доктором Эриком Чаном (Eric Chan), который работает в медлаборатории в Кливленде (Indigo Medical in Cleveland) и доктором Дженнифер Бартон (Jennifer Barton), которая сейчас является ассистентом профессора биомединженерии в Университет Аризоны (University of Arizona). На сегодняшний день, кажется, несколько увеличено время "невидимости", а состав стал менее разрушительным для тканей. Кроме того, есть сведения, что "эликсир невидимости" был очень успешно апробирован на желудочно-кишечных тканях и аортах... Вот ведь странная вещь получается: какая бы "мысль" ни пришла, какому-нибудь отдельно взятому человеку в голову, какой бы нелепицей эта идея ни показалась бы ему самому или окружающим, рискни он о ней проболтаться, становится сказка былью, рано или поздно... Даже если это сказка про невидимость... Изобретатель Рэй Олден из Северной Каролины подал патентную заявку на "процесс и устройство для трёхмерной маскировки с возможностью военного применения" ("three dimensional cloaking process and apparatus with military application"). Суть идеи состоит в том, чтобы сделать скрываемый объект невидимым для наблюдателя, где бы этот наблюдатель ни находился. Все поверхности предмета, который надлежит скрыть, покрыты множеством светоприёмников, с одной стороны (по отношению к наблюдателю, конечно), и светоизлучателей — с другой. Приёмники улавливают лучи света, и по оптоволоконным проводам передают информацию о его характеристиках излучателям, которые и генерируют лучи света точно такой же интенсивности, оттенков, а главное — имитируют их траекторию. Иначе говоря, создаётся имитация прозрачности, только лучи света не пронизывают сам предмет, а как бы "обегают" его по проводам. Поэтому наблюдателю кажется, что он смотрит сквозь предмет. И даже не "кажется", на самом деле, так и есть. К чему это всё? Очень просто: подсовывание липовой фотографии под камеру и система Олдена по сути своей чрезвычайно похожи: наблюдатель видит то, что ему разрешают увидеть, а не то, что есть на самом деле. Человеческий глаз — инструмент не бог весть какой надёжный. И видит-то он только при наличии света видимого спектра, и обманывается легко. Покажите ему свет нужным вам образом, и, как говорится, делай с ним что хошь. Впрочем, многие оптические приборы тоже можно так обмануть. Почитать ПроЗрение "Изобретение объединяет всеохватывающие трёхмерные средства отображения с всеохватывающими средствами улавливания света. Тысячи трёхмерных элементов матрицы, улавливающих и излучающих свет, располагаются на поверхности скрываемого предмета", — говорится в абстракте патентной заявки Рэй Олдена. Следовательно, такой "маскировочный чехол" действует, под каким углом ни смотри. И значит, человек может благополучно расхаживать вокруг замаскированного предмета, осматривать его со всех сторон. Видеть он будет только то, что располагается "за" этим предметом. То есть, только то, что ему будет позволено увидеть. И, как ни фантастично всё это выглядит, патентная заявка подана. И ещё одно обстоятельство. В тексте патентной заявки говорится, что предложенный способ позволяет воплотить старинную инженерную мечту- трёхмерную камеру. Да и трёхмерный экран тоже. Ещё один весомый фактор в пользу выдачи патентного свидетельства. Ну а слова military application — это же просто золотой ключик! Хотя, можно с уверенностью сказать, что этой системой наверняка заинтересуются не только военные. Тут говорят, человек-невидимка — уже реальность. Якобы японский профессор чего-то там такое изобрёл, что надеваешь плащ и прозрачным становишься. Как это работает, никто толком не объяснил, так что давайте разбираться.  Дело в том, что Кубрик воспользовался техникой, изобретённой Уиллом Дженкинсом (Will F. Jenkins) — фронтальной проекцией (Front projection). Кстати, обнаружены два фильма в берлинских архивах австралийский режиссер Филипп Мора, сделанных в 1936 году в технологии 3D. Об этом сообщается на сайте Variety. Фильмы сняты на 35-миллиметровую пленку, по всей видимости, двумя объективами, перед которыми, вероятно, устанавливалась призма. Говорят, что до "Одиссеи" киноиндустрия пользовалась технологией оптической печати (Optical printing) или тылового проецирования (Rear projection), то есть актёры играли на фоне экрана, позади которого работал проектор, создавая иллюзию, к примеру, движущегося пейзажа за "окнами" автомобиля. Фронтальное же проецирование осуществляется со стороны зрителя — проектор работает с той же самой точки, что и камера, объектив которой оснащён двумя полуотражающими зеркалами, установленными под углом. Закройте глаза ладонями — зеркала установлены примерно так. Проектор передаёт фон на эти два зеркала, которые отражают его за спины актёров на огромный экран из материала, называемого световозвращающим отражателем (retroreflector). Экран возвращает проекцию фона на зеркала камеры, таким образом, комбинируя реальное и проецируемое изображения. В итоге получается, что тени героев падают в правильных относительно источника света направлениях. Не слишком-то внятно получилось объяснить, правда? "Невидимость" является не самостоятельным проектом, и не устройством, а лишь подразделом технологии кристального видения — X'tal Vision (Crystal Vision). Кроме того, камуфляж не обходится без надеваемого на голову проектора (Head-Mounted Projector — HMP). Что такое оптический камуфляж? "Это своего рода активный камуфляж. Идея очень проста. Если вы проецируете изображение заднего плана на объект, вы видите этот объект так же, как если бы он был прозрачным, — объясняют японцы. — Вы покрываете объект световозвращающим отражателем и проецируете на него заранее отснятое стереоскопическое изображение того, что находится сзади. Оптический камуфляж можно использовать и в реальном времени, проецируя видеоизображение с видоискателя оператора на то место, где оно должно быть в реальности". Проще говоря, видеть сквозь тот или иной объект невооружённым глазом невозможно. Для этого необходимо, во-первых, покрыть объект ретрорефлектором, во-вторых, поместить его на световозвращающем фоне, в-третьих, надеть на голову увесистый шлем, оснащённый двумя проекторами и зеркалами. Попытка объяснения принципа действия номер два: Имеются два объекта: один из них нужно сделать прозрачным так, чтобы сквозь него был виден другой, фоновый. Последний снимают на фото или видео и заряжают его изображение в проектор. Перед лицом пользователя, напротив обоих глаз "домиком" расположены зеркальные щитки. Два проектора "светят" на зеркала предметом-фоном. Отражаясь от зеркал, проекция фона попадает на закамуфлированный ретролефлектором объект и возвращается обратно тем же путём. В проекции проекции закамуфлированный объект становится прозрачным. Вроде так. Думается, ой как не скоро хирургам дадут возможность смотреть сквозь скальпели и свои золотые руки, а лётчикам пока не светит видеть сквозь пол истребителя при посадке. Мы полагаем так ещё и потому, что оптический камуфляж разрабатывался для виртуальной или "обогащённой реальности" (Augmented Reality), то есть невидимость-прозрачность — не самоцель.  Собственно, основная идея проста, как всё гениальное — умещается в два предложения. Тем не менее, она, вероятно, приходила уже в миллионы голов, задумывавшихся о невидимости. Если мы хотим сделать какой-то объект невидимым, надо закрыть его щитом-экраном. А на этот экран спроектировать изображение фона позади "невидимого" предмета. Всё оставшееся пространство исследования отдано буйной игре воображения. Утверждается, что невидимости можно добиться простой аналоговой видеопроекцией. Но лучше использовать интеллектуальные компьютерные методы цифровой обработки изображений. Ещё лучше применить световолоконную оптику, которая будет передавать картинку тылов камуфлируемого участка на фронтальный щит. А совсем здорово посередине, всё-таки пристроить компьютер, чтобы устранить искажения перспективы, выровнять цвет и масштаб изображения на краях экрана, трансформировать его в зависимости от удалённости и угла зрения предполагаемого наблюдателя. Также хорошо бы сделать экран замкнутым, цилиндрической или прямоугольной формы, чтобы со всех сторон оградить маскируемый предмет от любопытных взглядов. А вдобавок надо решить проблемы правдоподобности теней, правильного и быстрого изменения изображения при движении невидимого предмета по местности, и, вообще, задач — непочатый край. Кроме того, непонятно, из чего делать щит. Сейчас изобретателю было бы проще, а тогда приходилось уповать на баснословно дорогие десять лет назад жидкокристаллические дисплеи, ну и мозаичные панно из световодов. Нельзя не отметить, что доклад написан с подкупающей прямотой, в стиле директив советских партийных съездов. Мол, да, есть некоторые трудности, но будем преодолевать, обеспечивать и развивать. Именно, в таком виде изобретение было запатентовано. Не какая-то там опытная установка, а сама идея оптического камуфляжа. Позаимствованная, кстати, у хамелеонов, чего Ричард совсем не стесняется, даже вынес в название всего проекта. Полный текст патента поражает своей неопределённостью. Так, в нём говорится, что "система состоит из четырёх главных элементов: датчика, сигнального процессора, щита и средств сопряжения, поддержки и безопасного ограждения упомянутых элементов вместе с укрываемым объектом". Как видите, под такую формулировку попадает почти любое техническое воплощение "невидимости". Поскольку, если непрозрачный объект, как-то маскируется в оптическом диапазоне, то лишь путём грубого попрания запатентованных авторских прав. В 2001 году действие патента было продлено до 2004-го, когда от изобретателя потребуется очередной денежный взнос для его обслуживания. В имеющихся источниках информации не обнаруживается никаких свидетельств того, что за прошедшее десятилетие идея получила хоть, какое-то предметное развитие. Выпущенная в 1999 году мультимедийная презентация из 11 слайдов не содержит ничего нового, за исключением упоминания о голографии и плазменных дисплеях. Хотя на этот раз документ подготовлен в формате Microsoft PowerPoint — очевидный прогресс. Почитать Всё- в каждой Части  На сайте научного учреждения вы не найдете никакой информации по данному вопросу, но, тем не менее, по всем закоулкам Интернета циркулируют слухи, что, якобы, дело у американцев на мази. Но это — большой секрет и военная тайна, ничего более интересующейся общественности знать пока не положено. А хотелось бы, по пристальнее всмотреться в невидимые горизонты, надеясь не пропустить приближение закамуфлированного мессии. Вот и авторитетному Wired, за неимением конкретных сведений, приходится рассуждать о данной материи с позиций просвещённого скептицизма, граничащего с оптимизмом. Речь пойдёт о любопытной статье обозревателя Уила Маккарти (Wil McCarthy) "Быть невидимым" (Being Invisible). Опустим преамбулу и перейдём сразу к существу вопроса. Но вначале очень кратко напомним суть оптического камуфляжа. Она проста — маскируемый объект укрывается непрозрачным экраном, на который проецируется изображение фона позади объекта. В идеале, такой экран требуется сделать замкнутым, чтобы со всех точек зрения открывался вид на безмятежный пейзаж без малейших признаков "невидимого" предмета. А так как этот предмет — как правило, военного назначения, — может ещё и двигаться, то статичной униформой защитного образца тут не обойтись, требуется система динамической, управляемой компьютером проекции на защитный экран меняющегося окружения предмета. В общем, подобная схема, без всяких компьютеров и экранов, на собственной шкуре, успешно апробирована хамелеоном. Вроде бы простая, на первый взгляд, технология требует решения целого комплекса проблем. На что и обращает наше пристальное внимание автор публикации в Wired. Начнём с того, что невидимости будет трудно завоевать своё место под солнцем, куда проще ей освоиться в тени. Дело в том, что очень яркие объекты, и само Солнце в первую очередь, практически невозможно адекватно воспроизвести на современных проекционных экранах. По мнению Маккарти, камуфлирующий экран может быть конструктивно выполнен из множества миниатюрных полусферических линз — гиперпикселей. Если под каждой линзой поместить крошечный дисплей размером, скажем, 180х180 пикселей, то можно сразу проецировать картинку с 32400 точек зрения на объект. Какова же должна быть мощность компьютера, который сделает из вас человека-невидимку? Допустим, площадь замкнутого экрана — 4 квадратных метра. Разрешение — 290 пикселей на квадратный сантиметр. Итого 11 миллионов 600 тысяч пикселей. Умножаем на 32400 и получаем 375 миллиардов пикселей. Это эквивалентно 286 тысячам компьютерных мониторов с разрешением 1280х1024. Логика дальнейших выкладок Маккарти не вполне ясна, но, по его уверениям, при 60-герцовой частоте обновления экрана, понадобится центральный процессор минимум в 10 миллиардов ГГц. Почитать Квантовый Компьютер Предоставим самым пытливым читателям возможность проверить сии арифметические упражнения и попутно заметим, что захват стереоизображения, манипуляции трёхмерными образами и их деформация с учётом формы экрана потребуют введения двойного коэффициента. Правда, тотчас же Маккарти снижает нагрузку на процессор в 100 миллионов раз (за счёт уловок "умного" программного обеспечения) и, в результате цифровой эквилибристики, получает необходимую для камуфляжа сотню пентиумов по 2 ГГц. И тут уже совсем несложно подсчитать искомую мощность — около 10 КВт, всего-то шесть фенов для волос. А для питания самого четырёхметрового дисплея нужно и того меньше — 600 Вт. В общем, литиево-ионной батареи весом в 2,5 кг на 20 Ач хватит, при стандартном 12-вольтовом напряжении, на целых 24 минуты полнейшей невидимости. Остаётся уповать на закон Мура (не каждому захочется таскать на себе 100 процессоров), новые технологии производства элементов питания и гибких дисплеев, ну и подождать лет десять. А к тому времени и программу напишут. И тогда новое поколение генераторов невидимости сделает её достоянием каждого...  Дифракция накладывает теоретический предел на системы создания изображения. К несчастью, самая короткая длина волны видимого света составляет около 380 нанометров. Это означает, что в обычный оптический микроскоп нельзя рассмотреть атомы (0,1 нанометра), молекулы (0,5 нанометра), вирусы (20-300 нанометров). Чтобы обойти этот предел ученым пришлось создать электронную микроскопию, дифракционную рентгеноскопию и другие сложные и дорогие технологии. Джону Пендри удалось показать, что линза, сделанная из метаматериала с отрицательным коэффициентом преломления, не обладает дифракционным пределом. Это означает, что теоретически представляется возможным создавать оптические микроскопы с недоступным ранее разрешением. На практике эти результаты были подтверждены спустя семь лет, в 2007 году, несколькими независимыми группами исследователей по всему миру. Но оказалось, что и это ещё не все. В 2006 году уже сэр Джон Пендри представил на суд общественности теоретические основы невидимости. В его работе утверждалось, что если объект поместить внутрь специально сконструированной суперлинзы, то для стороннего наблюдателя этот объект станет невидимым. Световые волны, подчиняясь внутренней структуре материала, будут огибать его со всех сторон; правда, в работе отмечалось, что материалов с подобными свойствами в настоящее время не существует. Несмотря на это, Агентство передовых исследований при Министерстве обороны США (DARPA) выделило на научную работу солидный грант. С тех пор группа Пендри сообщила о нескольких существенных результатах: к концу 2009 года они пообещали создать материал, делающий объект невидимым в диапазоне радиочастот, а к 2011 году сделать невидимым танк... Последнее из ключевых событий случилось в июне 2008 года. Математик Грейм Милтон (Graeme Milton) из Университета Юты обнаружил у некоторых суперлинз маскирующую зону. Оказалось, что объект не надо помещать внутрь линзы, достаточно поставить его рядом. Лучи света, отраженные от объекта, будут скрываться лучами света преломленными линзой. Отраженный свет не будет достигать наблюдателя, и объект будет для него невидим. В этом смысле невидимость Милтона напоминает шапку-невидимку: достаточно одеть ее, и становишься весь невидимым, в то время как невидимость Пендри – это плащ, в который необходимо укутываться. В доказательство работоспособности своей теории американские математики представили компьютерную программу для случая плоских (двумерных) магнитных волн. Как это будет выглядеть в пространстве (трехмерном), ученые не ответили. К августу 2008 года уже набралась достаточно большая коллекция метаматериалов с отрицательным показателем преломления. И вот, наконец, 11 августа на суд научного сообщества были представлены сразу два материала, которые по утверждениям создателей обладают отрицательным показателем преломления для широкого диапазона электромагнитного излучения. В частности, в этот диапазон попадают частоты видимого света. Вообще- то, говоря, это не первый материал с подобными свойствами. В 2007 году исследователи из Принстона представили многослойную конструкцию из серебра и полупроводников, которая также обладала похожими свойствами. Однако она поглощал большую часть излучения, что делало невозможным его применение в оптике. Как утверждают создатели, новые материалы лишены подобных недостатков. Схема первого напоминает принстонский аналог. Сами ученые называют ее "рыболовной сетью". Материал представляет собой несколько чередующихся слоев серебра и фторида магния, в которых проделаны отверстия нанометрового размера. Из полученного материала ученые изготовили призму, для демонстрации оптических эффектов. Вторая группа исследователей использовала пористый оксид алюминия. Внутри полостей при помощи специального процесса ученые вырастили серебряные наноштыри, расположенные очень близко (на расстоянии меньшем длины световой волны) друг к другу. Работа этой группы будет опубликована в журнале Science. Сами ученые достаточно скептически смотрят на перспективы применения этих материалов для создания плащей-невидимок. Так в телефонном интервью Reuters, один из создателей материала Джейсон Валентин (Jason Valentine) заявил, что людям пока не стоит волноваться по поводу возможного появления плащей-невидимок. Хотя он и отметил, что потенциально новый материал может быть использован для создания невидимости по методу, предложенному Джоном Пендри. Ученые, как правило, отрицают саму возможность создать нечто, что позволит предмету стать невидимым. Но, это не остановило молодого ученого, который попытался понять принцип превращения видимого в невидимое. Янош Перцель, студент университета Сент-Эндрюс в Шотландии рассказал «Голосу России» о своем изобретении и о новых проектах. В 2011 году молодой ученый опубликовал исследование, в котором рассказывал о «невидимой сфере», которая экранировала свет, тем самым превращая предмет в невидимку при разноцветном фоне. — Янош, перед тем как мы перейдем к деталям исследования, могли бы вы рассказать о том, как к вам пришла идея создать оптический предмет, который бы оставался невидимым при разноцветном фоне? Вас кто-то вдохновил на это открытие? — Наука — это область, где ты всегда взаимодействуешь с разными людьми. В этот проект было вовлечено большое количество ученых. Один из них это профессор Ульф Леонхардт, мой куратор. Он не только помогал мне с проектом, но и вдохновлял меня. Также профессор Томаш Тук помогал нам с проектом. Профессор Леонхардт и профессор Тук работали над проблемой создания предмета, который бы мог оставаться невидимым какое-то время на разноцветном фоне. Когда я присоединился к проекту, ученым удалось создать такой предмет, который оставался невидимым только при одном цвете фона. Я стал исследовать другие способы и пришел к выводу, что невидимый шар должен поглощать свет, чтобы оставаться невидимым при любом цветовом фоне. Грубо говоря, идея использования техники преобразования в оптической сфере пришла ко мне во время завтрака. — Что же такое эта «невидимая сфера»? Что-то вроде невидимого плаща из фильма о Гарри Поттере? Эта сфера работает так же, как фантасты описывают в своих книгах? — Между нашей сферой и тем, что вы видите в фильмах про Гарри Поттера существенное различие. Главное отличие от невидимых предметов из произведений Роулинг в том, что у нее они могут принимать разную форму, а наш остается сферической формы. То есть нельзя изменить его форму или обмотать вокруг себя. Ту гибкость накидок, что вы часто видите в фильмах, в действительность очень сложно воплотить. Но, должен признаться, разработки на эту тему есть, особенно в Сент-Эндрюсском университете. Доктор Андреа Ди Фалько придумала, как можно было бы создать гибкие метаматериалы (метаматериал — это искусственно созданный материал из больших молекул, которые могут быть соединены по заданным условиям), которые могли бы менять форму как плащ в фильме о Гарри Поттере. Но на данный момент существует только сферообразная или квадратная форма невидимых предметов, которые были созданы для лабораторных экспериментов. — Как эти сферы могут быть использованы в повседневной жизни? Когда вы впервые придумали такой предмет, вы думали о его практическом применении? — На этот вопрос всегда очень сложно ответить. Очень сложно сказать, как новое изобретение могло бы быть использовано на практике, поскольку во время исследований ты никогда об этом не задумываешься. Когда перед учеными стоит вопрос о новом изобретении, то они думают о решении конкретной научной задачи, а не о том, как это что-то может быть применено в будущем. Нам больше нравится чувство исследовния неизвестного. Изучением, как новое изобретение будет использовано в дальнейшем на практике, должны заниматься инженеры, дизайнеры, производственные директоры, которые лучше знают потребительский рынок. Очевидно, что наше изобретение может применяться, когда необходимо сделать предмет невидимым. Главное, чтобы эта невидимая сфера не применялась в военных целях, особенно в разработках невидимого оружия. Надеюсь, что мое изобретение будет применено в мирных целях. Например, защита людей от опасных радиоактивных излучений. Но, это всего лишь предположения. — Работу над созданием невидимой сферы вы закончили еще в 2011 году. Вы задумывались о продолжении исследований? Было бы здорово, если бы я мог продолжить проект по изучению метаматериалов. Они обладают удивительными свойствами. Их сила в том, что они могут экранировать свет. Одна область изучения их применения это улучшение картинки. Профессор Леонхардт в настоящий момент занимается изучением применения метаматериалов в улучшении резкости изображения в микроскопах. Было бы здорово поучаствовать в подобном проекте. — Над каким проектом вы сейчас работаете? Стоит ли нам ждать очередного открытия? — После публикации научной работы в августе 2011 года, я целый год провел в Тринити-колледж при Кембриджском университете. Там я получил степень магистра в математической физике. Я в основном специализируюсь на квантовой телепортации. Затем я поступил в Массачусетский технологический институт, где я изучаю новую физику, а не занимаюсь исследованиями. Для физика важно найти баланс между учебой и исследованиями. Поэтому я до сих пор не определился с новым исследовательским проектом. Почитать Телепортация — Последний вопрос о ваших коллегах из Массачусетского технологического института. Я понимаю, что вы там всего лишь шесть месяцев, но все же, вам удалось столкнуться с какой-нибудь исследовательской работой, которая бы вас очень поразила? — Я там всего полгода, за это время сложно в полной мере ознакомиться со всеми исследовательскими проектами института. Постоянно слышишь о том, что вот разработали новый робот, новую компьютерную технологию, или что нашли новый подход к фундаментальной научной идее. Но я могу выделить один проект, который ведет профессор Марин Солячич. Он работает над изучением беспроводного электричества, который он называет «витрисити» (witricity). Он передает энергию не по проводам, а с помощью резонансного магнитного взаимодействия. По мне эта идея не нова, но профессор Солячич смог так организовать работу, что в ближайшем будущем нас ждет революционные изменения в работе электронных девайсов... Глядя в ясное ночное небо, мы видим звезды. Многие небесные "туманности", если смотреть на них в телескоп, также оказываются группами звезд. Таков, например, Млечный Путь - наша Галактика, включающая сотни миллиардов звезд. До недавнего времени считалось, что в звездах сосредоточено почти все вещество Вселенной. В Солнечной системе, например, масса центральной звезды, Солнца, намного превосходит суммарную массу других тел: планет, астероидов, комет, пылинок, льдинок. В середине XX в. казалось, что мы понимаем строение Вселенной: множество галактик, состоящих из звезд, с планетными системами вокруг некоторых из них - и всей этой иерархией правит сила всемирного тяготения, или гравитация. Даже считавшиеся редкими двойные звезды, планеты, газовые и пылевые облака должны подчиняться этой великой силе. Но изучая распределение и движение звезд в окрестностях Солнечной системы и во всей Галактике, ученые открывали один неожиданный факт за другим. Почитать 10 тайн Вселенной В Солнечной системе действует правило: чем ближе планета к Солнцу, тем быстрее она вращается вокруг него. То же самое правило должно действовать и в Галактике: звезды, близкие к центру Галактики, должны вращаться вокруг него гораздо быстрее звезд, находящихся на периферии. Однако на самом краю Галактики звезды движутся так же быстро, как и близкие к центру. Это не соответствует законам Кеплера, механике Ньютона и в конечном счете закону всемирного тяготения. Почитать Сотворение Мира ( Альтернатива ) Чем пристальнее ученые следили за движением звезд, тем более странным оно выглядело. Группы звезд, которые должны разлетаться в разные стороны, как выяснилось, держатся вместе миллиарды лет. Некоторые звезды меняли направление своего движения в космосе без видимых причин, как куклы-марионетки, будто они перестали подчиняться силе тяготения. Кто-то невидимый оказался настоящим хозяином Вселенной, словно у звезд, источников света, появились тени. Прояснялась одна удивительная истина: свет и масса не обязательно сопутствуют друг другу. Во Вселенной много и ярких объектов малой массы, и слабо светящих массивных тел. Самым наглядным примером слабо светящих небесных тел служат планеты Солнечной системы, которые лишь отражают солнечный свет. Уран, Нептун и Плутон долгое время даже оставались невидимыми и неизвестными на Земле. Собственно, без телескопа они остаются невидимыми и сегодня, хотя мы видим на небе невооруженным глазом тысячи гораздо более далеких светил - звезд. Часто мы говорим "невидимый" объект, но подразумеваем "пока невидимый", "слишком слабо светящий". Астрономы создают и используют все более крупные телескопы для того, чтобы увидеть такие объекты. Но надо знать, где искать их на небе и как они выглядят. Многие небесные тела практически не видны в обычном свете, но проявляются в других диапазонах электромагнитного излучения: радио, инфракрасном, ультрафиолетовом, рентгеновском, гамма (правда, в нашей Галактике среди всех излучений преобладает видимый свет). Однако есть массивные тела, которые светят слабо во всех диапазонах. Мы видим источники излучения. Нашему взгляду и приборам доступна светящаяся, излучающая Вселенная, но если бы мы регистрировали распределение массы, Вселенная выглядела бы совсем иначе. И ученые стремятся увидеть эту "Вселенную масс", "Вселенную вещества", вместо привычной для нас "Вселенной света", "Вселенной излучений". Зачем? - Во-первых, только так можно понять и предсказать движение тел в окрестностях Солнца, в Галактике, во Вселенной и даже предсказать некоторые космические источники опасности для Земли; - во-вторых, по современным данным, основная часть вещества, включая темную материю, Галактики и Вселенной еще невидима (т.е. светит очень слабо), и астрономия, физика, химия далеки от всеобъемлющего описания мира, пока мы не изучим невидимое вещество; ведь науки о рождении, развитии и основных законах Вселенной - космогония и космология - опираются на данные о распределении и движении вещества во Вселенной; - в-третьих, многие вещества и физические явления, открытые в XX в. и уже ставшие привычными, были предсказаны или обнаружены при исследовании далеких объектов космоса (именно телескоп - прибор, давший больше всего открытий в нашем веке!); - в-четвертых, возможно, среди невидимых тел космоса будут открыты неизвестные ныне классы тел, еще более удивительные, чем знаменитые черные дыры; - в-пятых, улучшая методы исследований, мы можем обнаруживать все менее массивные невидимые тела, в том числе планеты типа Юпитера и, наконец, планеты типа Земли, а это уже прямые поиски Жизни и Разума во Вселенной. Почитать Экзопланеты Среди слабо светящих массивных тел первыми были открыты белые карлики - звезды с массой, как у Солнца, но размером с Землю. Плотность таких звезд огромна: горошина их вещества весит тонну! Вообще, как правило, массивные темные тела имеют большую плотность и малую площадь поверхности (и, следовательно, малую яркость). Другой класс массивных слабо светящих тел - нейтронные звезды (пульсары). Их размеры - десятки километров, а плотность такова, что горошина вещества весит сто миллионов тонн! Почитать Нейтронная Звезда Кальвера Черные дыры - самые "скрытные" объекты - единственные абсолютно невидимые. Внутри обычной или нейтронной звезды силе тяготения между частицами, стремящейся сжать звезду, противостоит давление вещества, распирающее звезду, и устанавливается равновесие этих сил. Если сила тяготения побеждает, звезда сжимается неограниченно, и образуется черная дыра - массивный, но совершенно невидимый объект: излучение не может покинуть его поверхность. Но даже черные дыры проявляются благодаря их массе и соответствующей силе тяготения, действующей на другие тела и изменяющей их движение. Белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры - это этапы эволюции звезд, когда-то эти объекты были обычными звездами и светили ярко. Но, оказывается, во Вселенной много объектов, более или менее темных с самого рождения. Почитать Катаклизмы Звезд в нашей Галактике В Солнечной системе между орбитами Марса и Юпитера есть пояс астероидов (малых планет) - каменных и железных тел неправильной формы с размерами до 1000 км. Сейчас известны десятки тысяч астероидов. Каждый из них движется по своей орбите вокруг Солнца. Наиболее правдоподобное объяснение их образования - гипотеза о том, что несколько миллиардов лет назад при рождении Солнца и планет Солнечной системы из межзвездного газо-пылевого облака сформировались и астероиды, но затем они не смогли собраться в большую планету, подобную Земле. Возможен и обратный процесс. В последние годы все больше темных тел, аналогичных астероидам, открывается на самом краю Солнечной системы, в так называемых поясе Койпера и Облаке Оорта. Может быть, такие тела насыщают собой межзвездное пространство и даже составляют основную часть массы Галактики. В самом деле, звезды и планеты возникают из массивных газо-пылевых облаков. В одном облаке образуется сразу целая группа звезд, которые еще много миллионов лет составляют рассеянное звездное скопление, причем масса "сырьевого" облака намного превосходит массу "конечного продукта" - звездной группы. Логично предположить, что при этом возникает немало и мелких "отходов производства" - темных тел, масса каждого из которых недостаточна для его превращения в яркую звезду, но суммарная масса может быть даже больше, чем масса звезды. Такие тела остаются невидимыми на периферии звездных групп и планетных систем. Вполне возможно, что во Вселенной действует закон: чем меньше масса тела, тем больше таких тел существует. По крайней мере это верно для звезд: звезд-карликов с малой массой гораздо больше, чем массивных звезд-гигантов. Самые маломассивные звезды, можно сказать, греют, но не светят: они излучают в основном в инфракрасном (тепловом) диапазоне, имеют темно-красный цвет, не слишком горячую поверхность. Термоядерные реакции - важный признак звезды - идут в них местами и эпизодически. Такие звезды названы коричневыми карликами. Современные телескопы способны увидеть только несколько этих карликов в ближайших окрестностях Солнца, не дальше. Но с точки зрения современной теории их должно быть очень много! Видимо, они заполняют массивные короны галактик и играют важную роль в динамике Вселенной. Слабо светящие и невидимые объекты изучаются специальными методами. Например, черная дыра становится заметной, когда газ близлежащих звезд медленно падает в нее по гигантской светящейся спирали. Нейтронные звезды часто являются источниками мощных радиоимпульсов, принимаемых на Земле... Аппарат с уникальным инструментом уже установлен на стартовой площадке. Это - так называемый WISE - Wide-field Infrared Survey Explorer - широкополосный инфракрасный телескоп, с помощью которого можно засекать объекты, невидимые в обычные оптические телескопы. WISE заметит их по тепловому излучению - даже очень слабому. Почитать Миниатириюзация Космических Систем Задача инструмента - просканировать все небо, а также поискать мифическую планету Нибиру. И отыскать там опасные астероиды-невидимки, которые в последнее время зачастили к нам. Только с начала года на Землю без предупреждения упали несколько штук (маленьких, слава Богу), какие-то пронеслись мимо на опасном расстоянии. Но замечены они не были. Никто не увидел. А вот запустят WISE - и увидят. Астрономы надеются с его помощью обнаружить примерно 100 тысяч астероидов, способных угрожать нашей планете. Почитать Астероиды Но, по- видимому, даже WISE, тем более в одиночку, будет не способен отыскать все астероидные угрозы в Космосе... Нужен принципиально иной аппарат или система по обнаружение опасных объектов- по массе и, естественно, это никакая не частная проблема, для какого- то государства, а самая настояшая глобальная угроза, и ее можно решить только совместными усилиями всех стран. У США в настоящее время действует система по отслеживанию астероидов, имеющих характерный размер более 1 км. Отслеживание более мелких тел пока рассматривается некоторыми проектами, однако речь идет об объектах диаметром от 50 м, то есть все еще гораздо более крупных, чем «челябинский метеорит» ( порядка 17м ). Так, компания Deep Space Industries предлагает самый массивный, дорогой и сомнительный по практической пользе проект. За $100 млн (это 3 млрд рублей) они предлагают создать сеть из десяти «дозорных» спутников FireFly, цель которых — изучать приближающиеся астероиды и, возможно, отбирать с них пробы для анализа. Ну а затем, достигнув более полного понимания природы «угроз», можно будет и подумать о том, как с ними бороться, заключают в компании. Пока этот проект только на словах. Следует отметить, однако, что об объектах масштаба «челябинского метеорита» эта система предупреждать не собирается. Еще один вариант мониторинга — космический телескоп The B612 Foundation Sentinel Space Telescope, который одноименный фонд планирует запустить в 2018 году. За время работы он должен обнаружить более 90% астероидов диаметром более 100 м, а также более крупных тел, которые могут угрожать Земле. Стоимость проекта не разглашается, так как B612 Foundation является некоммерческой организацией. Этот проект также не нацелен на обнаружение объектов размером с «челябинский астероид». Отвести удар мы еще не можем. Но предупредить об ударе мы уже можем. В 2008 году мы впервые увидели 5-метровый метеорит, летящий к Земле, предупредили о его падении, он упал, его наблюдали, собрали осколки, никто не пострадал – это было в пустыне в северной Африке. Астрономы доказали, что они могут предупреждать. Если бы в Челябинске люди были предупреждены (не подходите к окнам после яркой вспышки) то они бы не порезались, просто пострадали бы окна, рамы, но не люди, и обошлось бы меньшим количеством раненых. Так что система предупреждения, конечно, должна быть создана. Телескопы космические и наземные должны развиваться. Второй шаг – на основе предупреждения попытаться оценить реальную угрозу и тогда развивать системы отражения астероидов. Я уверен, они уже будут созданы, ведь космонавтика развивается» Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США (НАСА) предпринимает попытки разработать систему слежения, специально предназначенную для обнаружения малых космических объектов. Согласно сообщениям экспертов НАСА, в данный момент агентство финансирует проект АТЛАС — систему оповещения об астероидах, представляющих угрозу для Земли. АТЛАС будет способен засекать объекты до 150 м в диаметре за три недели до падения на Землю, а до 45 м — за неделю. Стоимость проекта оценивается в 5 млн долларов, разработчиком выступает Гавайский университет в Маноа. «Будет достаточно времени, чтобы эвакуировать людей, предпринять меры для защиты строений и прочей инфраструктуры или подготовиться к цунами, если удар придется по океану», — сказано на сайте проекта АТЛАС. Чувствительность системы АТЛАС будет такова, что будет способна обнаружить из Сан-Франциско пламя спички, зажженной в Нью-Йорке. С 1998 года НАСА обнаружило и занесло в каталог около 95% астероидов диаметром в километр и больше, которые вращаются вокруг Солнца в районе орбиты Земли и способны привести к массовым разрушениям на планете. Между тем, в России 14 февраля над Уралом взорвался метеорит, его осколки упали, в основном, в районе Челябинска и Копейска. Во многих зданиях стекла выбило ударной волной. Пострадали более 1 тыс. человек. Падение небесного тела стало для населения и властей полной неожиданностью. Во- первых должна существовать надежная система, возможно из сотен WISE, по раннему обнаружению опасных космических тел. Второе, как не прискорбно, но придется выходить в космос с устройствами для "рассеивания" или отклонения таких тел. И, в- третьих, должна существовать система на самой Земле для окончательной зачистки околоземного пространства, будь-то, боевые лазеры или ПРО. Т.е. нужна такая многофункциональная эшелонированная оборона- ПРОАтомный Щит. Почитать Перспективы. Почти Фантастика http://www.techgate.ru/news.php?newsid=1455 http://news.rambler.ru/17638406/ http://www.4ygeca.com/invis5.html http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1179549&uri=page1.html http://www.kp.ru/daily/24401/577765/ http://news.mail.ru/society/12034066/?frommail=1 http://news.rambler.ru/17708604/ | |
|
| |
| Всего комментариев: 0 | |