Физика

Современная физика имеет дело с поистине умопомрачительными масштабами. Космология показывает Землю крошечной точкой среди наблюдаемой Вселенной, размеры которой поражают воображение и составляют 93 млрд световых лет. В то же время современные коллайдеры частиц исследуют микрокосмический мир, который в миллиарды раз меньше самого маленького атома.

Эти две крайности, самые большие и самые маленькие расстояния, исследуемые наукой, разделены 47 порядками величины. Это единица с 47 нулями после неё, число настолько абсурдно огромное, что его не стоит даже пытаться понять. И всё же, несмотря на изучение столь радикально разных расстояний и явлений, космология и физика частиц глубоко связаны между собой. Наблюдение за движением звёзд и галактик может выявить влияние ещё не открытых частиц, а изучение фундаментальных частиц в лаборатории может рассказать нам о рождении и эволюции космоса.

В статье кратко и почти только по делу говорится о ветровой нагрузке (точнее о её статической составляющей). Вообще, конечно, по интернету гуляет довольно много сильно схожих (друг с другом) объяснений по работе с этим видом загружения, но тем не менее вопросов, особенно у начинающих, с годами меньше не становится и даже наоборот... в связи с чем и публикуется данная статья.

Привет всем, в особенности тем, кто по мне соскучился.

Время от времени я собирался публиковать на Хабре обзоры заинтересовавших меня книг, однако это сложно делать без прямой рекламы и без того, чтобы явственно транслировать точку зрения автора. В блоге найдётся пара публикаций, непосредственно вдохновлённых книгами, которые мне довелось переводить. В частности, такова публикация «Ещё одна хронология будущего в картинках с комментариями», которую я написал, занимаясь переводом книги «Пять Сил» (издательство «Портал»). Другой пример — статья «Тише едешь — дальше будешь. Гены тихоходок и ключи к звёздам», которую я написал под впечатлением от весьма небесспорной книги Кристофера Мейсона «The Next 500 Years: Engineering Life to Reach New Worlds». Она выйдет в издательстве «Альпина-Паблишер» под руководством уважаемой Лидии Разживайкиной.

Отчасти «однокнижной» получится и сегодняшняя статья, в которой я расскажу об одном из видов потенциальных техносигнатур, а именно, о том, как может (должен?) выглядеть информационный след высокоразвитой цивилизации.

Существует такое остроумное приспособление как гидротаранный насос. Его ещё называют гидро ударный насос или hydraulic ram.

Это чисто механический прибор, который преобразует кинетическую энергию потока жидкости в потенциальную энергию жидкости. Происходит это благодаря искусственно создаваемым гидравлическим ударам.

Это, пожалуй, единственный в технике пример, когда гидроудар приносит пользу, а не вред.

В этом тексте я расскажу о своём опыте конструирования экземпляра этого прибора.

Одним из показателей качества аналогового тракта приемника является коэффициент шума (КШ). Чем он меньше, тем меньше дополнительных шумов вносит аналоговый тракт в сигнал, поступающий на его вход.

Выбор устройств с низким КШ может позволить увеличить дальность или скорость передачи данных в канале связи без увеличения энергопотребления и размеров антенн.

В [1] рассматриваются 3-и метода измерения коэффициента шума:

1.     Метод Y-фактора. Этот метод предполагает использование генератора шума.

2.     Метод генератора сигнала с удвоением мощности.

3.     Метод прямого измерения шума (метод холодного источника)

1-й метод заключается в использовании генератора шума, достаточно распространен и хорошо описан в инструкциях на приборы. В статье подробнее рассматривается пример измерения коэффициента шума при помощи анализатора спектра, используя 2 и 3 способ. Также приводятся возможные ошибки при измерении коэффициента шума подобными методами и сравнение полученных результатов на практике. В свое время использовать эти методы для оценки КШ меня побудило отсутствие в доступе генератора шума на нужный диапазон частот. Также эти способы позволяют измерять устройства с большим коэффициентом шума, такие как преобразователи частоты, усилители мощности.

Струйные насосы-эжекторы

В статье про тепловые узлы домов уже рассматривался элеваторный узел как вариант использования водоструйного насоса с приводом от напора тепловых сетей.

Элеватор вовсе не уникальное устройство, а лишь одна из версий применения широко известного  семейства «струйных насосов».

Такими струйными насосами могут быть как водо-водяные, так и водо-газовые, газо-водяные или газо-газовые насосы. (см.рис.1.)

Являются ли случайность и хаос фундаментальными свойствами нашего мира, или за ними всегда скрывается некий порядок, а нам просто не хватает знаний и точности измерений, чтобы его постичь? Изучением этого вопроса занимаются несколько тесно связанных между собой междисциплинарных наук: синергетика, неравновесная термодинамика, теория хаоса, теория катастроф, фрактальная геометрия, теория систем и кибернетика. На первый взгляд эти дисциплины очень абстрактны и совершенно непонятны без изучения их сложного математического аппарата. Но в действительности они гораздо ближе к жизни, чем квантовая механика или теория относительности, поскольку имеют дело не со «сферическими конями в вакууме», а с реальными процессами.

О явлениях хаоса и самоорганизации я рекомендую прочитать книгу Джеймса Глейка «Хаос. Создание новой науки» (1987). Если же у вас нет ни времени, ни желания изучать всю историю науки о хаосе, вы узнаете всё самое важное из данной статьи. Здесь я разъясняю множество специфических терминов, которые приведут в ужас даже хорошо образованного человека: эмерджентность, синергия, флуктуации, диссипативные структуры, динамический хаос, точка бифуркации, аттракторы, фракталы и т.д. Также мы выясним, не противоречит ли самоорганизация второму началу термодинамики и действительно ли случайность, необратимость и неустойчивость являются источниками всякого развития.

Режиссер Дени Вильнёв и оператор Грег Фрейзер в фильме Дюна: Часть Вторая приняли любопытное кинематографическое решение и сняли сцены на планете Гьеди Прайм в инфракрасном спектре. Кроме выдающегося визуального ряда это дает повод обсудить связанные интересные физические явления.

Первая волна массового использования 3D–принтеров захлестнула мир чуть больше 10 лет назад. Поначалу технологию воспринимали как выставочную, однако уже в 2016 году она доказала свою состоятельность. Оборудование стоимостью менее 1000$ стало доступным для рядовых покупателей. В печать отправляли самые разные предметы, качество которых практически не уступало магазинным. 

В 2016 с помощью объёмной технологии создали не просто деталь, а полноценный самоуправляемый автобус Olli. Транспортное средство развивает скорость 20 км/ч, заряда батареи хватает на 58 км в режиме города, салон рассчитан на 12 пассажиров.

Революцию произвели инженеры небольшой компании Local Motors в сотрудничестве с гигантом IBM. Новаторы доказали, что можно выпускать не только комплектующие и автомобильные кузова, а буквально всё, чем мы пользуемся в повседневной жизни. Давайте посмотрим, как далеко зашла 3D–печать.

Одна из самых забавных историй во всей научной фантастике — книжка «Автостопом по Галактике» Дугласа Адамса, в одном из эпизодов которой суперкомпьютеру поручили найти «ответ». Созданный якобы для того, чтобы дать ответ на «главный вопрос о жизни, Вселенной и всём остальном», компьютер тратит 7,5 миллиона лет на вычисление ответа и наконец выдаёт его: 42. Только вот когда ответ, наконец, раскрывается, никто не может вспомнить, в чём же, собственно, заключался «главный вопрос». Это ещё один пример того, что не стоит быть настолько одержимым идеей добраться до цели, чтобы изначально потерять из виду весь смысл путешествия – тогда её достижение уже не будет иметь значения,

К счастью для нас, существует ряд возможных вопросов-кандидатов, которые мы можем использовать задним числом, поскольку они действительно могут быть тем самым окончательным вопросом – ведь нам известно, что ответ на эти вопросы действительно «42». Мог ли хоть один из этих вариантов быть тем, о чём спрашивали суперкомпьютер, когда речь шла о раскрытии ответа на «главный вопрос о жизни, Вселенной и всём остальном»? Хотя никто не может быть уверен, даже в вымышленном мире Дугласа Адамса, вот пять возможных вопросов, которые относятся к числу самых увлекательных. Ответом на каждый из них действительно будет «42», и, возможно, один из них покажется вам по-настоящему захватывающим.

В комментариях к моей предыдущей статье и в комментариях к ролику было много вопросов и некорректных замечаний по поводу парадокса близнецов. Как оказалось, мое объяснение оказалось не настолько понятным, как я надеялся, поэтому в этой статье я решил максимально наглядно, подробно и последовательно объяснить парадокс близнецов и ответить на некоторые другие вопросы.

Кратко напомню суть парадокса

Берем двух близнецов, сажаем их на маленькую легкую планету (легкую, чтобы не учитывать влияние гравитации), одного оставляем неподвижным, а второго запускаем на ракете полетать и вернуться обратно. При их встрече оказывается, что летавший близнец постарел меньше, чем неподвижный.
Парадокс заключается в том, что неочевидно почему именно у летавшего время текло медленнее. Ведь, вроде бы, ситуация симметричная: в системе отсчета летавшего он был неподвижен, а планета с неподвижным близнецом полетала и вернулась, и это у них должно было натикать меньше времени.

Парадокс близнецов очень важен, т.к. это самый наглядный способ увидеть, что релятивистский эффект замедления времени не просто математический артефакт специальной теории относительности или иллюзия, а вполне реальное физическое явление.

Попросим бегущего кота четыре секунды (по его часам) бежать вправо со скоростью 75% скорости света, потом развернуться и прибежать с той же скоростью назад.
Вот визуализация на диаграмме.

Современная наука, и физика в частности, имеют в своей основе одну, как я полагаю, ложную аксиому. И если её поправить, то всё научное мировоззрение значительно изменится и многое станет гораздо более ясным. Это аксиома о том, что человеческие способности познания Мира безграничны и рано или поздно, при более совершенных приборах и способах исследования, мы познаем всё и до конца.

Когда-то люди считали Землю центром, вокруг которого вращаются и Солнце и звёзды. Коперник разрушил такое представление людей об устройстве Мира. Пришло время разрушить ещё одно неверное представление, о том, что человек это существо, способное генерировать абсолютно объективное знание о Мире с помощью своего сознания.

Рассмотрение вопроса скорости истечения воздуха под высоким давлением из малого отверстия в вакуум по материалам учебников для ВУЗовской специальности «Криогенная техника».

В комментариях к  одной моей предыдущей  статье «Дросселирование воздуха. Истечение воздушной струи из ресивера в атмосферу со сверхзвуковой скоростью» разгорелась бурная дискуссия с читателем @IGOR_KULIKOV.

Прочитать её можно по ссылке:

https://habr.com/ru/articles/768916/

Спасибо, Игорь, за ценные замечания!

В результате по рекомендации Игоря Куликова я нашёл учебник :

В.И. Иванов «ВАКУУМНАЯ ТЕХНИКА» 2016г, ГУ ИТМО

Привожу скрины страниц из этого  учебника (см.рис.1-4)

Один парень изучал физику и пытался опровергнуть выводы Теории Относительности. Он даже пытался опубликовать свои изыскания в престижном журнале Physical Review Letters. Его заслуженно отбрили рецензенты и развернул редактор журнала - статья была ошибочной. И хорошо, потому что было бы, мягко говоря, неловко. Этим парнем был Альберт Эйнштейн, а ошибался он в своих выводах о гравитационных волнах.

Через 10 лет будет запущен новый детектор гравитационных волн — в космосе! Самое время о нем поговорить подробнее.

Допустим, Вам в застекленную лоджию или в салон припаркованной машины светит солнце и адово нагревает там всё к чёртовой бабушке. Специально для защиты от этой напасти изобретают разные пленки. Недавно на Хабре статья была – создали очередную пленку, которая не пропускает ультрафиолет и инфракрасный свет, а видимый – пропускает. А вот статья постарее. Создателям пленок нужно уметь вычислять спектр пропускания пленок. 

Или допустим, Вам нужно заглянуть под землю и увидеть, есть ли там нефть, или нужно измерить толщину арктического льда. Для этого Вы можете использовать георадар (статья на Хабре). Создателям георадаров нужно уметь вычислять спектр отражения слоев в недрах. 

Или Вы астроном и наблюдаете за далекой звездой, которая меняет цвет – очень может быть, дело в том, что атмосфера самой звезды меняется (о звездах статья на Хабре). Вам нужно уметь вычислять спектр поглощения звездной атмосферы. 

Математические методы вычисления спектра слоистой среды преподают в ВУЗах. Предмет называется «Матричная оптика». Вычислить спектр не то чтобы сложно, но требует аккуратности и времени.

Чтобы сэкономить Ваше время и упростить получение спектра до невозможности, я вставил эту «матричную оптику» в веб-страничку, которую назвал «калькулятор Прашкевич». И разместил на Бегете.

Ссылка на Калькулятор Прашкевич на Бегете  

Прашкевич строит спектры для стопки, составленной Вами из произвольного количества (и произвольной толщины) слоев вакуума, плазмы, звездной пыли, стекла, магнита, нефти и газа, металла, холестерического жидкого кристалла, скрещенных поляризаторов, метаматериалов, фотонного кристалла, решетки Брэгга, масляных пленок на воде и всего такого прочего.

Гипотеза вселенной часть 3-я, продолжение первых двух материалов, но с более глубоким погружением в данную тему. Волна пространства - это тоже самое что и искривление или колебание, а возможно и квантовое поле, как ключ к пониманию макро (космоса) и микро (квантового) миров с попыткой их объединения.

Данный материал не является научной работой, а является полетом мысли или фантазии, с попыткой проникнуть и объяснить суть мироздания от микро до макро мира, основываясь на тех знаниях, что у меня есть. Это не просто художественное сочинение, постараемся разобрать реальные опыты с квантовыми эффектами и объяснить саму философию поведения квантового мира, предсказать результаты и сделать новые предположения которые могут подтвердить данную гипотезу или опровергнуть ее.

Относитесь к материалу именно так, тогда Вам будет легче понять его, а мне объяснить и передать Вам свои мысли.

Волна пространства это интерпретация вселенной такая же как квантовое поле, струны или эфир. Материал будет разбит по темам, которые представлены в оглавление.