Спросите Итана: куда движется современная наука?

https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2018/01/14/ask-ethan-what-does-the-future-of-science-look-like/
  • Перевод

Изображение трёх из четырёх известных экзопланет, вращающихся вокруг HR 8799, от 2010 года, представляет первый раз, когда такой маленький телескоп – ростом меньше взрослого человека – смог напрямую увидеть экзопланету.

Если бы вы отправились в прошлое всего на 30 лет, то вам бы предстал совсем не такой мир, как сегодня. Нам были известны только планеты в нашей Солнечной системе; у нас не было концепции тёмной энергии; не было космических телескопов; гравитационные волны были просто непроверенной теорией. Мы не открывали все кварки и лептоны, никто не знал, существует ли частица Хиггса. Мы даже не знали, насколько быстро расширяется Вселенная. В начале 2018 года, одно поколение спустя, мы совершили революцию во всех этих областях, и сделали открытия, которых никто не ожидал. А что будет дальше? Именно это хочет знать наш читатель:
Мне бы хотелось узнать, что учёные планируют делать дальше. Какие ожидаются новые поступления, что теоретики пишут на досках или просто какие идеи обсуждают?

По следам большой ежегодной встречи Американского астрономического общества как раз очень удобно будет обсудить будущее науки.


Крупное скопление галактик Abell 2744, также известное, как скопление Пандоры. Его эффект гравитационного линзирования, который видет по галактикам, находящимся сзади, совпадает с эйнштейновской ОТО; он растягивает и усиливает свет дальней Вселенной, и позволяет нам видеть самые удалённые объекты.

Весь мир работал над тем, чтобы привести нас к сегодняшнему уровню знаний. Телескопы, обсерватории, ускорители частиц, детекторы нейтрино, эксперименты с гравитационными волнами идут по всему земному шару, на всех семи континентах, и даже в космосе. От IceCube на южном полюсе до телескопов Хаббла, Гершеля и Кеплера в космосе, от LIGO/Virgo, ищущих гравитационные волны, до БАК в ЦЕРН – все открытия сделаны тысячами учёных, инженеров, студентов и граждан, без устали работающих над раскрытием тайн Вселенной. Со всеми этими знаниями важно помнить, как далеко мы уже продвинулись: мы понимаем Вселенную лучше, чем любой человек предыдущего поколения, от Ньютона до Эйнштейна и Фейнмана, мог ты только мечтать. А теперь давайте посмотрим, что нас ждёт дальше.


Обновление магнитов на БАК позволило ему почти удвоить энергию по сравнению с первыми пусками в 2010-2013 годах. Будущие обновления увеличат энергию и яркость (количество столкновений в секунду) и дадут ещё больше данных.

Физика частиц. За последние несколько лет мы открыли бозон Хиггса, наличие массы у нейтрино, нарушение обращения времени. БАК в ЦЕРН работает на полную мощность, и собрал уже больше данных на высоких уровнях энергии, чем все предыдущие эксперименты, вместе взятые. Тем временем IceCube и обсерватория Пьера Оже измеряют нейтрино, включая высокоэнергетические и космические, на новом уровне. В будущем новые нейтринные обсерватории, типа IceCube Gen2 (где количество столкновений будет увеличено в 10 раз) и ANTARES (детектор с десятью миллионами тонн морской воды) обеспечат нам десятикратное увеличение скорости поступления данных, и мы можем в результате увидеть даже нейтрино от новых сверхновых или от слияния нейтронных звёзд.


Обсерватория IceCube, первая нейтринная обсерватория своего рода, разработана для наблюдения за этими неуловимыми высокоэнергетическими частицами из-под толщи антарктического льда

Важность обновления оборудования текущих экспериментов нельзя недооценивать. К примеру, БАК собрал всего 2% данных от оценочного объёма, который он должен собрать за всё время планируемого существования. Потенциальное строительство новых экспериментов, например, международного линейного коллайдера, кольцевого протонного коллайдера следующего поколения, или даже (если появится технология) релятивистского мюонного коллайдера может привести нас к новым рубежам фундаментальной физики частиц. В прекрасное время живём.


Детектор гравитационных волн Virgo, расположенный в Кашине, недалеко от Пизы (Италия). Virgo – это гигантский лазерный интерферометр Майкельсона с плечами длиной в 3 км, дополняющий двойной четырёхкилометровый детектор LIGO.

Гравитационные волны. После десятилетий работ над множеством компонентов, эра гравитационной астрономии не только наступила, но и останется с нами надолго. Обсерватории Advanced LIGO и Virgo уже обнаружили пять слияниё чёрных дыр и одно слияние нейтронных звёзд, а после серии обновлений они станут ещё более чувствительными. Это значит, что после следующего запуска они смогут обнаруживать более слабые сигналы и более удалённые слияния. В ближайшие годы японский детектор KAGRA и LIGO India вступят в строй, и откроют новые возможности для ещё более точных измерений гравитационных волн. Нас могут ждать гравитационные волны от сверхновых, глитчи пульсаров, слияний двойных звёзд, и даже слияния нейтронных звёзд с чёрными дырами.


Три космических аппарата LISA в представлении художника – возмущение пространства, вызванное источниками гравитационных волн с долгими периодами обращения, должны дать нам интересную картину Вселенной. Проект LISA был задуман НАСА много лет назад, и теперь будет построен Европейским космическим агентством, с частичным, поддерживающим участием НАСА.

Но гравитационными волнами занят не только LIGO! Космическая антенна, использующая принцип лазерного интерферометра, LISA, будет запущена в 2030-х, и позволит нам обнаружить гравитационные волны сверхмассивных чёрных дыр и объектов с гораздо меньшей частотой. В отличие от LIGO, сигналы, полученные LISA, позволят нам предсказать, когда и где произойдёт слияния, что даст нам возможность подготовить оптические телескопы к этому событию. Измерения поляризации реликтового излучения попытаются прозондировать оставшиеся от инфляции гравитационные волны, и иные сигналы в виде гравитационных волн, на появление которых ушли миллиарды лет. А используя периоды пульсаров, при помощи таких решёток, как ACTA и NanoGRAV, мы сможем обнаруживать объекты, движение которых по орбите занимает годы или даже десятилетия. Это невероятное время для этого нового класса науки.


Изображение Hubble Ultra Deep Field содержит более 10 000 галактик, некоторые из которых собрались вместе. Это один из самых глубоких взглядов во Вселенной, демонстрирующий протяжённость от расположенных рядом с нами структур до тех, чей свет путешествовал более 13 млрд лет, пока не достиг нас. И это только начало.

Астрономия и астрофизика. С чего начать перечисление новинок астрономии? Как если бы наши текущие миссии были недостаточно удивительными, в которых эксперименты на земле, на воздушных шарах и самолётах постоянно обновляются и получают новые, улучшенные инструменты – у нас есть и новые миссии, отправляющиеся в космос и начинающие работать, и эти миссии обещают произвести революцию в наших знаниях. Запущенные заново мисси, например, Swift, NuSTAR, NICER и CREAM дадут нам возможность взглянуть по-новому на всё, от энергетических космических лучей до внутренностей нейтронных звёзд. Инструмент HIRMES, который должен будет взлететь в следующем году на борту SOFIA, покажет нам, как именно протозвёздные диски превращаются в настоящие звёзды. TESS, готовящийся к запуску в конце года, найдёт потенциально обитаемые планеты земного размера на орбитах самых ярких и ближайших звёзд.


Новая звезда GK Персея, показанная здесь в рентгеновских (синий), радио (розовый) и оптических (жёлтый) лучах на композитной фотографии – прекрасный пример того, что можно увидеть при помощи лучших телескопов текущего поколения. И восприятие всех этих длин волн, от рентгена до радио, чрезвычайно улучшится в ближайшие годы и десятилетия.

Далее в списке новых поступлений идёт IXPE, который будет запущен в 2020, и позволит нам измерять рентгеновские лучи и их поляризацию, что даст нам новую информацию о космическом рентгене и наиболее плотных, наиболее массивных объектах (таких, как сверхмассивные чёрные дыры) Вселенной. GUSTO, который будет запущен на долговременном воздушном шаре над Антарктикой, позволит нам изучить Млечный Путь и межзвёздную среду, и расскажет нам о всех фазах жизни звёзд, от рождения до смерти. XARM и ATHENA произведут революцию в рентгеновской астрономии, расскажут нам о формировании структур, истечении из центров галактик, и, возможно, даже прольют свет на тёмную материю. Тем временем, EUCLID проведёт измерения дальних уголков Вселенной в широком поле зрения, и позволит нам увидеть тысячи дальних сверхновых, а также даст нам наилучшие ограничения на параметры тёмной энергии.


Представление художника о телескопе Джеймса Уэбба, август 2013. Телескоп запустят в 2019-м [по последним данным – весной 2020-го / прим. перев.], и это будет наша величайшая инфракрасная обсерватория из всех – она покажет нам такие вещи, которые мы бы ни за что не нашли.

Это я уже не говорю о главных миссиях НАСА, таких, как космический телескоп Джеймса Уэбба, WFIRST или четыре кандидата на флагманскую миссию от НАСА на 2030-е годы. Задачи разнятся от поиска атмосфер на потенциально обитаемых мирах до измерения состава этих атмосфер (включая и поиск биопризнаков); от изучения имеющихся в молекулярных облаках строительных блоков жизни до поиска самых дальних галактик; от поиска первоначальных звёзд, состоящих из газа, возникшего во время Большого взрыва до изучения формирования и роста звёзд. Эти миссии ответят на самые крупные философские вопросы, касающиеся происхождения Вселенной и её развития.


Как будет выглядеть полностью построенный гигантский Магелланов телескоп. Он сможет рассмотреть землеподобные миры, находящиеся в 30 световых годах от нас, а юпитероподобные – на расстоянии во многие сотни световых лет.

В то же самое время строятся и революционные наземные телескопы и массивы. Большой обзорный телескоп Large Synoptic Survey Telescope сведёт воедино амбиции проектов SDSS и Pan-STARRS и расширит их, задействовав телескопы в 20 раз более мощные. Антенная решётка площадью в квадратный километр, Square Kilometre Array, позволит радиоастрономии достичь небывалых высот, открыть тысячи новых чёрных дыр и, вероятно, найти что-то пока нам неизвестное. Тем временем мы строим телескопы 30-метрового класса, такие, как GMT и ELT, которые смогут собирать в 100 раз больше света, чем Хаббл, будут обладать более совершенными инструментами и системами адаптивной оптики, чем всё, существующее сегодня. Мы сможем раскрыть секреты Вселенной.


В процентах от федерального бюджета [США] инвестиции в НАСА находятся на 58-летнем минимуме.

И это лишь поверхностное описание происходящего. Каждая научная область обладает своим набором удивительных экспериментов и предложений, и даже приведённый здесь список далёк от полного – он даже не включает миссии к планетам. И всё это происходит при уменьшении бюджета НАСА, которое не догоняет даже инфляцию. Но, несмотря на это, тысячи работающих над этими проектами людей — которые планируют, разрабатывают, строят и управляют ими, а также анализируют результаты — сохраняют оптимизм. Когда вам нравится поиск наиболее фундаментальных истин Вселенной, включая ответы на такие вопросы, как:
  • Из чего состоит Вселенная?
  • Как она получилась такой?
  • Есть ли где-то ещё жизнь?
  • Какова итоговая судьба всего?

вы найдёте способ достичь максимальных результатов при помощи ограниченных ресурсов.


Чем дальше вы заглядываете в пространство, тем дальше вы смотрите в прошлое. Чем раньше заглядываем, тем горячее, плотнее и менее развитой становится Вселенная. Та часть, что мы можем видеть, ограничена и конечно. Но что лежит за её пределами?

Как сказал Томас Зурбукен [заместитель директора по научным миссиям НАСА / прим. перев.] по поводу текущих и будущих флагманских миссий:
Мы изучаем Вселенную именно ради того, что узнаём из этих флагманских миссий. Это наука масштаба цивилизации. Если мы не будем этого делать, мы не будем НАСА.

Но не только работа НАСА, а усилия всех государственных и международных организаций позволяют нам отвечать на вопросы, которые ещё поколение назад мы даже не задавали. Открывая секреты Вселенной, мы обнаруживаем более глубокие и фундаментальные вопросы о нашем происхождении, составе и судьбе. Будущее науки не просто яркое, оно разворачивается прямо у нас на виду. Ещё не было времени лучше для того, чтобы разделить чудо простого существования в сегодняшнем дне – со всеми этими знаниями, которые мы приобрели, и которые мы ещё готовимся обнаружить.
Поделиться публикацией
Ой, у вас баннер убежал!

Ну. И что?
Реклама
Комментарии 38
  • –5
    > За последние несколько лет мы открыли бозон Хиггса, наличие массы у нейтрино, нарушение обращения времени.

    А польза какая, кроме констатации факта «ну, прикольно»?
    • +3
      Элементарно, Ватсон!
      В зависимости от наличия/отсутствия этих частиц мы выбираем ту или иную гипотезу о том, как устроен мир. В зависимости от устройства мира мы выбираем, куда тратить средства наилучшим образом — грубо говоря, разрабатывать ли такие или другие конструкции термоядерных электростанций, или как лучше исследовать и лечить ваш организм, и все в таком духе. Сплошная польза!
      • –3
        куда тратить средства наилучшим образом
        На покупку коинов скам-стартапов))
        • –1
          В зависимости от наличия/отсутствия этих частиц мы выбираем ту или иную гипотезу о том, как устроен мир.

          Это замечательно, но польза от этого знания какая, кроме "ну круто"? Если это знание by design не позволит вам разработать и внедрить какие-то новые технические решения, то какой от него толк?

          • 0
            Вполне возможно, сэр, что скоро вы сможете обложить это налогом!
            • 0
              История знает массу случаев, когда самые бесполезные с обывательской точки зрения знания не только находили применение в технике повседневной жизни, но и радикально меняли этот мир.
              • 0
                Вы представляете себе, насколько бесполезным в начале XIX века казалось изучение дергания отрезанных лягушачьих лапок во время грозы?
              • 0
                В зависимости от устройства мира мы выбираем, куда тратить средства наилучшим образом — грубо говоря, разрабатывать ли такие или другие конструкции термоядерных электростанций, или как лучше исследовать и лечить ваш организм, и все в таком духе.

                Вообще-то на данный момент нет. Бозон Хиггса, нейтринные осцилляции и нарушения симметрий даже близко не имеют практически значимых следствий. Возможно эти следствия понадобились бы нам, если бы мы задумали перестроить ядро галактики или переселиться в недра нейтронных звезд. Возможно когда-то эти исследования приведут к некой новой фундаментальной картине мира. Пока те корректировки к картине мира, которые вносят эти открытия точно не влияют на электростанции, лечение организма и так далее.
                • +1
                  Вы, конечно, правы.
                  Однако, замечу в скобках, что Вы правы задним умом. Мы не можем применить именно эти новые знания к существующим технологиям. Но мы знаем, что картину мира эти знания уточнили, и можем прогнозировать, что новая, более точная картина мира позволит с меньшими затратами находить решение всё более сложных задач и проблем.

                  Грубо говоря, у нас теперь более точная карта, и мы меньше будем блуждать в потёмках.
                  • –1
                    Но мы знаем, что картину мира эти знания уточнили, и можем прогнозировать, что новая, более точная картина мира позволит с меньшими затратами находить решение всё более сложных задач и проблем.
                    Прогнозировать можем, но дело в том, что это совсем не обязательно. Пока мы исследовали закономерности, которые лежат на поверхности, их было легко использовать. Теперь наука изучает закономерности, которые проявляются в очень экстремальных условиях и перспектив их использовать попросту не видно.
                    Правда, ресурс уже известных теорий, вроде квантовой механики, еще вовсе не исчерпан и возможно настоящие технологические чудеса еще впереди. Просто от той части, которая исследуется в коллайдерах чудес ждать не приходится.
                    Грубо говоря, у нас теперь более точная карта, и мы меньше будем блуждать в потёмках.

                    Представьте себе, что это карта замечательной грандиозной пустыни, через которую никто не может пройти, а если и сможет, то там абсолютно ничего интересного нет.
                    • 0
                      Представьте себе, что это карта замечательной грандиозной пустыни, через которую никто не может пройти, а если и сможет, то там абсолютно ничего интересного нет.

                      Так это же отлично. Это означает, что мы точно знаем, что туда идти сейчас точно не нужно.
                      Однако, до тех пор, пока не заполним карту, мы не знаем, что это пустыня. Вдруг там, в том белом пятнышке, оазис? Вход в пещеру Али-бабы? Камень с автографом «здесь был я»?
                      • 0
                        > Однако, до тех пор, пока не заполним карту, мы не знаем, что это пустыня.

                        А мы уже заполнили. Все оазисы и пещеры найдены. Сейчас вопрос в поиске мышиных норок.
              • +3
                Когда Резерфорд открыл в атоме положительно заряженное ядро это тоже было поначалу «прикольно».
                • 0
                  С каких пор фундаментальная наука дает пользу сразу?
                  • +1
                    А в фундаментальной науке открытия разные бывают… Кварки уже очень давно известны, а вот практического выхлопа от этого не очень.
                    В то же время изобретение лазера почти сразу дало человечеству очень мощный технологический скачок.
                    Сейчас как-то больше эра теоретической физики (даже астрофизики), чем каких-то утилитарных (и крупных) открытий.
                    • +1
                      Изобрести лазер — это одно. А вот например уравнение Шрёдингера в 25 году записал физик. Лет через 70 в тех самых лазерах стали использовать квантовые ямы. Хотя ошибся, согласно Вики уже в 75 году собрали лазер.
                      Конечно там не обошлось без умения изготавливать полупроводники с конкретными свойствами с толщиной слоя скажем 5 нм. Но применение конкретного решения уравнения Ш. с задаными инженером параметрами устройства (физической системы, описываемой этим ур-ем) ждало своей возможности 50 лет.
                      • 0
                        Не очень понятно почему вы вдруг стали считать от Шрёдингера? Почему бы уж сразу не от Ньютоновской дисперсии или принципа Ферма?
                        Нобелевскую премию за открытие принципа лазера дали в 60-ом году, получается 15 лет (хотя я вообще думал что лазеры ещё раньше появились — Филлипс запатентовал компакт-диск в 80-ом и они почти сразу пошли в тираж). В любом случае быстрота прогресса этой технологии очень впечатляет.
                        • 0
                          От Шрёдингера потому, что квантовое описание системы является более точным, чем классическое. И создавая определенной ширины квантовую яму мы можем более точно установить энергию фотона (длину волны излучения).
                          Правда там нужно охлаждение до температур жидкого гелия для такой работы.
                          Но про технологический скачок я с Вами согласен. Сейчас микросхему без лазера сложно изготовить, причем уже давно нужна длина волны не более 250 нм.
                          Про лазер в 75 году — это именно на квантовых ямах, инфу брал на Вики.
                    • 0
                      С каких пор фундаментальная наука дает пользу сразу?

                      Речь не о том, когда будет польза, а в потенциальной возможности этой пользы. Сложность использования какого-либо явления на практике всегда строго выше сложности экспериментального обнаружения и изучения этого явления. Если для обнаружения и исследования бозона Хиггса требуется адронный коллайдер, то и условный аппарат, в котором изученные эффекты можно будет использовать, будет заведомо дороже сложнее.

                      • 0
                        Позвольте вмешаться.
                        «Сложность использования какого-либо явления на практике всегда строго выше сложности экспериментального обнаружения и изучения этого явления». Вы уже рассмотрели бесконечное множество открытых и еще не открытых явлений?
                        В чем измерять сложность использования? Лазер в CD-проигрывателе я использую одним нажатием кнопки.
                        Можно ли обнаружить электромагнетизм в домашних условиях… при условии, что вы ничего не знаете о нем? Наверное можно обнаружить нечто непонятное. И потом исследовать — десятилетия. Радиоактивность открыли в 1896 году, ядро расщепили в 1932-м, а бомбу взорвали в 45-м. Вряд ли можно сказать, что 50 лет думали именно над бомбой.
                        Это я к чему — постановка вопроса, что и когда надо начинать считать практическим использованием — весьма непроста и возможно даже вовсе не нужна.

                        • –1
                          > Вы уже рассмотрели бесконечное множество открытых и еще не открытых явлений?

                          Нет, но есть сложившаяся практика, а также теоретические соображения. Если вы можете пронаблюдать некоторый эффект в определенных специфических условиях (температура, давление, етц.), то и для использования данного эффекта вам нужны эти условия (иначе и эффекта, как бы, нет). Если для наблюдения бозона хиггса нужны условия, достичь который можно только в БАК, то и все гипотетические девайсы, которые будут использовать бозоны Хиггса и связанные с ним эффекты будут содержать в себе БАК.

                          > Можно ли обнаружить электромагнетизм в домашних условиях… при условии, что вы ничего не знаете о нем?

                          Вопрос не в том сложно ли обнаружить то, о чем вы не знаете, а в том, сложно ли обнаружить то, о чем вы знаете. Потому что эта сложность будет связана со сложностью использования этого чего-то.

                          > Радиоактивность открыли в 1896 году, ядро расщепили в 1932-м, а бомбу взорвали в 45-м. Вряд ли можно сказать, что 50 лет думали именно над бомбой.

                          Опять же, прекрасный пример — само явление было легко открыто, но целых 50 лет пришлось работать над тем, чтобы сделать БОМБУ (то есть, вобщем-то, самый элементарный способ использования).
                          Термояд «оседлать» не смогли до сих пор и особых перспектив на ближайшее время нет.
                          А потенциальный выхлоп от какого-то условного эффекта из БАК можно будет использовать лишь в устройствах технически на порядок более сложных, чем термоядерная электростанция.
                          Так что с практической точки зрения теоретическая физика как некий полезный инструмент себя по факту исчерпала. С другой стороны, например — наших _уже имеющихся_ знаний физики вполне достаточно, чтобы объяснить весь спектр явлений, связанных с генетикой. То есть надо ресурсы тратить не на то, чтобы строить всякие БАКи, а на исследования технического характера, которые позволят использовать уже имеющиеся знания.
                          • 0
                            Если для наблюдения бозона хиггса нужны условия, достичь который можно только в БАК

                            Для наблюдения бозона Х. нужно много статистики из столкновений с высокой энергией. За 15 лет работы Тэватрона тоже был неплохой результат в этой области, но статистики не хватило (так как на энергии sqrt(s) = 8 ТэВ бозонов Х. рождается просто больше, чем при 1.96 ТэВ на Тэватроне).
                            Наблюдать бозон Хиггса проще всего именно по распадам бозона Хиггса, они хорошо подтверждают теоретическую величину — вероятность распада б. Х. на пару кварк-антикварк, по идее связанную с механизмом Хиггса. Вот в 64 году эту идею придумали ученые.
                            В 2012 году было досттаочно данные для того, чтобы заявить: «бозон Х. обнаружен как частица с массой между A и B ГэВ». В середине осени 2014 года завершили анализ каокй-то части результатов (за 11 и 12 год видимо) и сказали, условно говоря такое (как пример):
                            «Мы видим распад бозона Хиггса в нескольких каналах, отношение к предсказанной вероятности распада — 1.5±0.5».
                            На одни распады ограничения находятся в рамках предсказаний, а на другие сложно пока обнаружить.

                            И да, применить на практике механизм Хиггса мы не можем, так как научились управлять ровно 1 из 5 взаимодействий — ЭМ.
                    • +4

                      Открытия такого плана обычно начинают приносить пользу через десятилетия. Возьмите ту же историю радио например:


                      +

                      1820 — датский учёный, физик Ганс Кристиан Эрстед продемонстрировал, что провод с током отклоняет намагниченную стрелку компаса.
                      1829 — американский физик Джозеф Генри в экспериментах с лейденскими банками обнаружил, что их электрические разряды вызывают намагничивание на расстоянии металлических иголок.
                      1831 — английский физико-химик Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции.
                      1837 — немецкий физик и астроном Карл Огаст фон Штайнхайль, исследуя свойства двухпроводного телеграфного аппарата, установил, что мог бы устранить один из проводов и использовать единственный провод для телеграфной коммуникации. Это привело его к предположению, что можно устранить оба провода — и передавать сигналы телеграфа через землю, без проводов соединяющих станции.
                      1845 — Майкл Фарадей ввёл понятие электромагнитного поля.
                      1854 — шотландец Джеймс Боумен Линдси получил патент для системы беспроводной телеграфии через воду.
                      1859 — немецкий физик Беренд Феддерсен экспериментально доказал, что разряды лейденских банок запускают эфирные колебательные процессы.
                      1860—1865 — английский физик Джеймс Кларк Максвелл создал теорию электромагнитного поля.
                      1866 — Малон Лумис заявил о том, что открыл способ беспроволочной связи. Связь осуществлялась при помощи двух электрических проводов, поднятых двумя воздушными змеями: один из них (с размыкателем) был антенной радиопередатчика, второй — антенной радиоприёмника. При размыкании от земли цепи одного провода — отклонялась стрелка гальванометра в цепи другого провода.
                      1868 — Малон Лумис заявил, что повторил свои эксперименты перед представителями Конгресса США, передав сигналы на расстояние 14—18 миль.
                      1872 — Уильяму Генри Варду 30 апреля выдан патент США № 126356 под названием «Усовершенствования для того, чтобы собрать электричество для того, чтобы телеграфировать». Согласно патенту — «электрический слой в атмосфере» мог нести сигналы как телеграфный провод.
                      1872 — 30 июля Малон Лумис получил патент США 129971 «Улучшение в телеграфии» на беспроводную связь. Хотя президент Грант подписал закон о финансировании опытов Лумиса, финансирование так и не было открыто[12]. Никаких достоверных данных о характере экспериментов Лумиса, равно как и чертежей его аппаратов, не сохранилось. Американский патент также не содержит детального описания устройств, использованных Лумисом.
                      1878—1879 — английский и американский изобретатель Дэвид Хьюз при работе с индукционной катушкой продемонстрировал возможность обнаружить сигналы на расстоянии более чем несколько сотен ярдов. Он продемонстрировал своё открытие Королевскому обществу в 1880 г., однако коллеги убедили его, что речь идёт лишь об индукции[13][14];
                      1879 — в конце октября 1879 г. Дэвид Эдвард Хьюз пришёл к выводу, что из передающей схемы можно убрать индукционную катушку, поскольку установил, что любая электрическая искра обусловливает звук в телефоне. Далее — Хьюз поместил передатчик и приёмник в разные комнаты и уже не соединял приборы. К приёмнику, на расстоянии 6 футов от передатчика, был подсоединён провод — одна из первых антенн. К слову, одна из первых антенн фигурировала ещё в опытах Луиджи Гальвани (1737—1798), в которых детектором служил свежий препарат лягушки.
                      1882 — март, профессор физики Тафтского университета (Бостон, США) Амос Долбер получил американский патент на беспроводной телеграф. Обнаружил, что можно использовать в качестве проводника землю, и что если разорвать провод между передатчиком и приёмником, то связь осуществима, хотя и с потерей качества звука. Утверждал, что добился передачи сигналов на расстояние 13 миль.
                      1883 — ирландский профессор Джордж Фрэнсис Фицджеральд предложил использовать эфирные колебания в качестве источника максвелловских волн. Однако он не представлял, как эти волны зарегистрировать, а потому ограничился чистой теорией.
                      1885 — американский изобретатель Томас Алва Эдисон 23 мая подал патентную заявку № 166455 (утверждена 29 декабря 1891 г., патент США № 465971) на «Способ передачи электрических сигналов». Во время Большой Снежной бури 1888 г. в США эта система передачи использовалась, чтобы послать и получить беспроводные сообщения от поездов, занесённых снегом (возможно, что это первое успешное использование беспроводной телеграфии, чтобы послать сигналы бедствия: выведенные из строя поезда смогли поддержать связь через систему телеграфа Т. А. Эдисона).
                      1885—1892 — фермер из Кентукки, США, Натан Стабблефилд (Nathan Stubblefield), изобрёл устройство, которое базировалось на звуковой частотной индукции. Для передачи сигнала использовалась звуковая проводимость земли, а не радиочастота.
                      1886—1888 — немецкий физик Генрих Герц доказал существование электромагнитных волн, предсказанных Максвеллом математическим путём (опыты при различных взаимных положениях генератора и приёмника). Герц с помощью устройства, которое он назвал вибратором, осуществил успешные опыты по передаче и приёму электромагнитных сигналов на расстояние и без проводов.
                      1890 — французский физик и инженер Эдуар Бранли изобрёл прибор для регистрации электромагнитных волн, названный им радиокондуктор (позднее — когерер). В своих опытах Бранли использует антенны в виде отрезков проволоки. Результаты опытов Эдуара Бранли были опубликованы в «Бюллетене Международного общества электриков» и отчётах Французской Академии Наук.
                      1890 — российский учёный Яков Оттонович Наркевич-Иодко применил для регистрации грозовых разрядов прибор, имеющий основные компоненты радиоприёмных устройств — антенну и заземление, а также телефонную трубку. Прибор позволял регистрировать электрические разряды в атмосфере на расстоянии до 100 км.
                      1891—1892 — главный инженер британского почтового ведомства Уильям Прис (William Preece) успешно экспериментировал с индукционной передачей сигналов азбукой Морзе между прибрежными приёмно-передающими станциями (в том числе через Бристольский залив), разнесёнными на несколько километров (до 5 км).
                      1891 — Никола Тесла (Сент-Луис, штат Миссури, США) в ходе лекций публично описал принципы передачи радиосигнала на большие расстояния.
                      1892 — англичанин Уильям Крукс (William Crookes) впервые системно описал принципы передачи информации с помощью электромагнитных волн.
                      1893 — Тесла патентует радиопередатчик и изобретает мачтовую антенну, с помощью которой в 1895 г. передаёт радиосигналы на расстояние 30 миль[15].
                      Между 1893 и 1894 — Роберто Ланделл де Мора, бразильский священник и учёный, провёл эксперименты по передаче радиосигнала. Их результаты он не оглашал до 1900 г., но впоследствии получил бразильский патент.
                      1894 — профессор Эрих Ратенау провёл под Берлином эксперименты по передаче сигналов с помощью низкочастотных электромагнитных волн.
                      1894 — Гульельмо Маркони, под влиянием идей профессора Аугусто Риги, высказанных в некрологе Генриху Герцу, начинает эксперименты по радиотелеграфии (первоначально — с помощью вибратора Герца и когерера Бранли)[16]. Однако никаких письменных свидетельств того времени, которые могли бы подтвердить опыты Маркони проводимые в 1894 году, не имеется.
                      1894 — первая публичная демонстрация опытов по беспроводной телеграфии британским физиком Оливером Лоджем и Александром Мирхедом на лекции в театре Музея естественной истории Оксфордского университета. При демонстрации — сигнал был отправлен из лаборатории в соседнем Кларендоновском корпусе и принят прибором в театре на расстоянии 40 м. Изобретённый Лоджем «прибор для регистрации приёма электромагнитных волн» содержал радиокондуктор — «трубку Бранли» (которой Лодж дал название когерер) со встряхивателем, источник тока и гальванометр. Для встряхивания когерера, с целью периодического восстановления его чувствительности к «волнам Герца», впоследствии использовался или звонок, или заводной пружинный механизм с молоточком-зацепом.
                      Ноябрь 1894 — публичная демонстрация опытов по беспроводной передаче сигнала в миллиметровом диапазоне сэром Джагадишем Чандра Боше в Ратуше города Калькутты. Кроме того, Боше изобрёл ртутный когерер, не требующий при работе физического встряхивания
                      1895 — английский физик Эрнест Резерфорд опубликовал результаты своих экспериментов по детектированию радиоволн на расстоянии в три четверти мили от их источника. Для приёма радиоволн, Резерфорд дополнил резонатор Герца катушкой из тонкой проволоки с намагниченной стальной иглой внутри. Под действием радиоволновых импульсов — игла размагничивалась, что и показывал магнитометр.
                      7 мая 1895 — на заседании Русского физико-химического общества в Санкт-Петербурге, Александр Степанович Попов читает лекцию «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям», на которой, воспроизводя опыты Лоджа c электромагнитными сигналами, демонстрирует прибор, схожий в общих чертах с тем, который ранее использовался Лоджем. При этом Попов внёс в конструкцию усовершенствования. Отличительной особенностью прибора Попова был молоточек, встряхивавший когерер (трубку Бранли), который работал не от часового механизма, как ранее, а от самого принимаемого радиоимпульса[17]. Кроме того, было введено реле, повышающее чувствительность и стабильность работы прибора. Строго говоря, прибор Попова следует называть прибором для обнаружения и регистрирования электрических колебаний с автоматическим встряхиванием когерера. В мае 1895 года прибор был приспособлен для улавливания атмосферных электромагнитных волн на метеостанции Лесного института. Название прибора «разрядоотметчик» (впоследствии, «грозоотметчик») дал товарищ и коллега А. С. Попова по Русскому физико-химическому обществу, основатель кафедры физики Лесного института Д. А. Лачинов, который в июле 1895 года во 2-м издании своего курса «Основ метеорологии и климатологии» впервые изложил принцип действия «разрядоотметчика Попова» — это и есть первое описание прототипа[7][18][19].
                      Весна 1895 г. — Маркони добивается передачи радиосигнала на несколько сотен метров[2].
                      Сентябрь 1895 — Попов присоединил к приёмнику телеграфный аппарат и получил телеграфную запись принимаемых радиосигналов.
                      2 июня 1896 г. — Маркони подаёт заявку на патент.
                      2 сентября 1896 — Маркони демонстрирует своё изобретение на равнине Солсбери, передав радиограммы на расстояние 3 км[20].
                      1897 — Оливер Лодж изобрёл принцип настройки на резонансную частоту[21]
                      1897 — Французский предприниматель Эжен Дюкрете строит экспериментальный приёмник беспроволочной телеграфии по чертежам, предоставленным А. С. Поповым.
                      24 апреля 1897 — Попов на заседании Русского физико-химического общества, используя вибратор Герца и приёмник собственной конструкции, передаёт на расстояние 250 м первую в России радиограмму: «Генрих Герц».
                      2 июля 1897 — Маркони получает британский патент № 12039 «Усовершенствования в передаче электрических импульсов и сигналов в передающем аппарате». В общих чертах приёмник Маркони воспроизводил приёмник Попова, (с некоторыми усовершенствованиями)[17], а его передатчик — вибратор Герца с усовершенствованиями Риги. Принципиально новым было то, что приёмник был изначально подключён к телеграфному аппарату, а передатчик соединён с ключом Морзе, что и сделало возможным радиотелеграфическую связь. Маркони использовал антенны одной длины для приёмника и передатчика, что позволило резко повысить мощность передатчика; кроме того детектор Маркони был гораздо чувствительнее детектора Попова, что признавал и сам Попов.[22]
                      6 июля 1897 — Маркони на итальянской военно-морской базе Специя передаёт фразу «Viva l’Italia» из-за линии горизонта — на расстояние 18 км.[23]
                      Ноябрь 1897 — строительство Маркони первой постоянной радиостанции на о. Уайт, соединённой с Бормотом (23 км.)[24]
                      Январь 1898 — Первое практическое применение радио: Маркони передаёт (за обрывом телеграфных проводов из-за снежной бури) сообщения журналистов из Уэльса о смертельной болезни Уильяма Гладстона[16][25].
                      Май 1898 — Маркони впервые применяет систему настройки.
                      1898 — Маркони открывает первый в Великобритании «завод беспроволочного телеграфа» в Челмсфорде, Англия, на котором работают 50 человек.
                      Конец 1898 — Эжен Дюкретэ (Париж) приступает к мелкосерийному выпуску приёмников системы Попова[26]. Согласно мемуарам Дюкретэ, чертежи устройств он получил от А. С. Попова благодаря интенсивной переписке.
                      1898 — присуждение А. С. Попову премии Русского Технического Общества в 1898 г. «за изобретение приёмника электромагнитных колебаний и приборов для телеграфирования без проводов»[27].
                      3 марта 1899 — радиосвязь впервые в мире была успешно использована в морской спасательной операции: с помощью радиотелеграфа спасены команда и пассажиры потерпевшего кораблекрушение парохода «Масенс» (Mathens)[21][24].
                      Май 1899 — помощники Попова П. Н. Рыбкин и Д. С. Троицкий обнаружили детекторный эффект когерера. На основании этого эффекта, Попов модернизировал свой приёмник для приёма сигналов на головные телефоны оператора и запатентовал как «телефонный приёмник депеш».
                      1899 — сэр Джагдиш Чандра Боз (Калькутта) изобрёл ртутный когерер.
                      1900 — радиосвязь была успешно использована в морской спасательной операции в России. По инструкциям Попова была построена радиостанция на острове Гогланд, возле которого находился севший на мель броненосец береговой обороны «Генерал-адмирал Апраксин». Радиотелеграфные сообщения на радиостанцию острова Гогланд приходили с находящейся в 25 милях передающей станции Российской Военно-Морской базы в Котке, которая телеграфной линией была связана с Адмиралтейством Санкт-Петербурга. Приборы, использовавшиеся в спасательной операции, были изготовлены в мастерских Эжена Дюкретэ. В результате обмена радиограммами — ледоколом «Ермак» были также спасены финские рыбаки с оторванной льдины в Финском заливе[28][29].
                      1900 — Маркони получает патент № 7777 на систему настройки радио («Oscillating Sintonic Circuit»).
                      1900 — Работы Попова отмечены Большой золотой медалью и Дипломом на международной электротехнической выставке в Париже.[15]
                      12 декабря 1901 — Маркони провёл первый сеанс трансатлантической радиосвязи между Англией и Ньюфаундлендом на расстояние 3200 км (передал букву «S» азбуки Морзе). До того это считалось принципиально невозможным.
                      1905 — Маркони получает патент на направленную передачу сигналов.
                      1906 — Реджинальд Фессенден и Ли де Форест обнаруживают возможность амплитудной модуляции радиосигнала низкочастотным сигналом, что позволило передавать в эфире человеческую речь.
                      1909 — Присуждение Маркони и Ф.Брауну Нобелевской премии по физике «в знак признания их заслуг в развитии беспроволочной телеграфии»[30].
                      1924 — Начало радиовещания в СССР.
                      1933 — Эдвин Армстронг предложил использовать для радиовещания широкополосную частотную модуляцию (ЧМ), получив к этому времени четыре патента по результатам своих исследований.
                      1946 — Начало МВ ЧМ[31] радиовещания в СССР[32].
                      1995 — Первое в мире цифровое радиовещание в Норвегии (Осло).
                      2007 — В Европе появляется стандарт цифрового радиовещания DAB+.
                      2017 — Окончательное отключение 13 декабря последних FM-передатчиков в Норвегии.

                      • +1

                        Это хороший пример. Эксперимент, который показывает существование электро-магнетизма, элементарно ставится в домашних условиях. В тех же домашних условиях можно достаточно неплохо эти явления промерять и посчитать (в общем-то исторически так это и было проделано). С другой стороны — даже простейшие полезные устройства, использующие электричество, технологически на порядок сложнее и дороже.


                        Теперь представьте себе нечто технологически на порядок более сложное, чем БАК — вот так будет выглядеть условное устройство, в котором (гипотетически) могли бы использоваться эффекты, для наблюдения которых построен БАК. И это при том, что никаких полезных эффектов там еще и не найдено даже близко.


                        Смысл в том, что технический уровень сейчас развивается на порядок медленнее, чем теоретическая наука.

                    • +2
                      Немного обидно за десяток не упомянутых направлений в области даже только физики, не говоря уже о других науках — биологии, химии, медицине и т.п. Это обзор модных/успешных/денежных довольно узких направлений науки, с которыми близко знаком уважаемый Итон, но никак не современной науки в-целом.
                      • 0
                        Там написано следующее: «По следам большой ежегодной встречи Американского астрономического общества». Соответственно, Итан пишет только про космологию, физику высоких энергий и близкие разделы. Вряд ли он в курсе того, что происходит в других разделах. Единственное, что, конечно, заголовок надо было заменить на «Куда движется конкретная узкая область современной науки».
                        • –1
                          Итан, насколько могу судить по статьям, специализируется именно на космосе. Никто не может знать всего
                        • –3

                          "Virgo – это гигантский лазерный интерферометр Майкельсона"


                          Парадокс: учёные не отрицают, что для регистрации гравитационных волн используют интерферометр Майкельсона. Но отрицают существование эфира, для поиска которого Майкельсон создавал свой интерферометр. Хотя все понимают, что зеркала в современных интерферометрах движет не пустота, а физическая среда, заполняющая всё пространство. То есть — эфир, согласно его определению. Она же движет скопления галактик в ходе своего космологического расширения.
                          Если бы наука, познавая мир, попутно признавалась в своих заблуждениях, то, наверное, уже была бы создана теория квантовой гравитации и решена проблема космологической постоянной. С другой стороны, не следует спешить вооружать современных политиков новыми достижениями науки и техники. Пусть всё идёт своим чередом...

                          • +1
                            Парадокс — Джозеф Пристли открыл кислород и назвал — «безфлогистонный воздух». Так почему ученые отрицают существование флогистона?
                            • +2
                              Парадокс: учёные не отрицают, что для регистрации гравитационных волн используют интерферометр Майкельсона. Но отрицают существование эфира, для поиска которого Майкельсон создавал свой интерферометр.
                              Вот за это я не люблю «философов». Большинство из вас даже собственные философские концепции освоить неспособны. Видимо, именно это имел в виду наш лектор по философии на Физтехе, когда говорил, что он ушёл с философского факультета МГУ, потому что преподавать там совершенно бесполезно. То, что вы написали, является софизмом или паралогизмом, в зависимости от того, намеренно вы совершаете ошибку в рассуждениях или нет. Но никак не парадоксом.
                              • 0
                                Вот за это я не люблю «философов».

                                Почему вы называете неадекватных сторонников эфиродинамики и заговора рептилойдов философами, при чем здесь философия?
                                • 0
                                  Поэтому я в кавычки взял это слово. kauri_39 сам себя так называл.
                                • 0

                                  Ваш лектор не научил вас последовательности мышления: прежде чем классифицировать ошибку оппонента, нужно показать её наличие. Поэтому у меня сомнения в добровольности его ухода с философского факультета.

                                  • 0
                                    Ну вот, жалуетесь на отсутсвие возможность общаться, засираете личку, а единственный комментарий в сутки тратите на вот такуй вот фиговый ответ.
                                  • 0
                                    Кого читали по философии на Физтехе? Маркс, Энгельс или Ленин там обязательно или нет?
                                    • 0
                                      Необязательно ничего из этого. Но Ленина я читал «Материализм и эмпириокритицизм» — довольно весело :)
                                  • 0
                                    Мне кажется, что Вы не знакомы с определением эфира.
                                    Я тут как бы намекаю, что далеко не всякая «физическая среда, заполняющая всё пространство», удовлетворяет тем параметрам, которыми должен был обладать тот эфир, «для поиска которого Майкельсон создавал свой интерферометр».

                                    Это даже не учитывая того факта, что многие учёные искали одно, а находили совершено другое. Например, Ампер искал «живую силу», отличающую живую материю от неживой; а нашёл электричество, более пригодное для роботов.
                                  • 0
                                    Про физику частиц слишком мало новостей. Например в ближайшие 2 года будет измеряна гравитация для антиматерии и возможно будет создан антигелий.
                                    Также могут кардинально изменится методы ускорения. Плазменное ускорение и ускорение в наноструктурах только набирает обороты. На практике это значит, что размер ускорителей уменьшится в 100 раз. Но проблем в этом способе ещё много.

                                    Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                    Самое читаемое