Ловкая Вселенная

А ведь правда!

"Если свет, который в тебе, — тьма, то какова же тьма?" Мф. 6:23

Природа света и тени волновали человека с древнейших времён. В мифологии теням приписывались свойства духов. В похожем смысле — как совокупность бессознательных устремлений, отвергаемых личностью — через К.Г. Юнга это понятие пришло и в психологию.

Центральный вопрос философского осмысления тени — может ли она существовать без света? Сегодня оптика с уверенностью доказывает, что нет.

Привычные чёрный и серый цвета теней обусловлены тем, что мы обычно используем источник белого света, в спектр которого входят все цвета радуги. Там, где предмет заслоняет их совокупность, образуется темнота.

💪 Чаще всего мы видим серые тени — когда объект блокирует лучи, идущие с определённой стороны. Но полной темноты не достигается, потому что обычно рядом есть другие источники, в том числе рассеянный в атмосфере свет, отражённый от объектов.

⬛️ Чёрные тени мы можем наблюдать в двух ситуациях:
1. В летний день под палящим южным солнцем — так наши глаза воспринимают очень контрастный серый
2. При очень тусклом освещении, как в пещере, где мало рассеянного света и нет иных источников

💻 В общем же случае тень может быть абсолютно любого цвета. Посмотрите на фото. В эксперименте, который мы на днях ставили с детьми, использованы три лампы: красная, зелёная и синяя. Там, куда попадает свет красной и зелёной ламп, видна жёлтая тень (как отсутствие синего), где зелёной и синей — голубая (как отсутствие красного), и т.д. Чёрная тень наблюдается лишь в небольшой области за маркером, куда не доходит никакой свет вообще.

Тень — лишь отсутствие света.

#Оптика

P.S. Хотя я и согласен с её моралью, напомню, что история о свете и тени, венчаемая фразой "Этого студента звали Альберт Эйнштейн" — вымышленная и не соответствует взглядам этого учёного.

Ловко? Подписывайтесь!

Квантовая связь защищена законами физики. Но есть нюанс

Квантовую связь часто называют практически невзламываемой: попытался перехватить фотоны — изменил их состояние и выдал себя.
Но это работает в идеальной теории. А что, если атаковать не протокол, а само устройство?

В новом выпуске с Владимиром Егоровым (эксперт по квантовым коммуникациям, к. ф.-м. н.) разбираемся в атмосферной квантовой связи — той самой, где фотоны летят не по оптоволокну, а прямо через воздух

Обсудили:
— как вообще передать секретный ключ отдельными фотонами;
— что происходит со связью во время дождя, ветра и турбулентности;
— и главное — можно ли физически взломать квантовую систему, например ослепив её детектор лазером?

А если хочется ещё глубже погрузиться в мир науки — заглядывайте в канал Владимира https://t.me/TrickyUniverse. Там много интересных статей, обзоров и разборов о современной физике и науке в целом

Смотрите выпуск:
YouTube 📱: https://youtu.be/ASLxl4NYFPE
VK Видео 📱: https://vkvideo.ru/video-237559927_456239058

Если законы физики защищают информацию — кто защищает саму физику от человека?
#sparqlive

Ну а если вы вдруг сомневаетесь надо ли смотреть: гляньте шортс https://t.me/sparqteam/s/12

А я опять снимаюсь в кино 😁 Скоро выйдет долгожданный выпуск подкаста "СПАРК", в котором мы обсуждаем атмосферную квантовую связь.

Получилось весело и интересно! Среди прочего обсудили Пикачу. 🤪

#Квантовая #ОбАвторе

Ловко? Подписывайтесь!

🖥 Против теории относительности и Эйнштейна // Алексей Семихатов, Владимир Сурдин / Вселенная Плюс

Физик Алексей Семихатов и астроном Владимир Сурдин – о теории относительности, времени, парадоксе близнецов, гравитации, скорости света и астероиде Оумуамуа.

01:17 - Теории относительности – две? Привет Эйнштейну!
02:23 - Что не так с физикой в школе?
05:00 - Почему раньше не описывали мир количественно?
07:22 - Что помогло Ньютону? + реклама
10:38 - Как менялось представление о Вселенной
12:16 - Как найти несуществующую планету?
15:05 - Специальная теория относительности
16:30 - Надо ли уточнять теорию относительности?
17:37 - Увидит ли себя в зеркале бегущий со скоростью света?
18:17 - Эфир: свет распространяется в нём?
20:17 - Что относительно в теории относительности?
21:54 - Как измерит скорость света?
23:00 - Что можно разогнать до скорости света?
24:22 - Сомнения в теории относительности
27:50 - Теории гравитации – нет. Почему?
30:27 - Учёные не всё рассказывают?
32:08 - Нейтрино летает выше скорости света?
37:00 - Заговоры учёных бывают
38:18 - Как близнецы могут стать разного возраста? Парадокс
46:00 - Почему кирпич и пушинка падают с одинаковым ускорением?
46:53 - Американцы на Луне: физические эксперименты
50:35 - Альтернативные теории гравитации
53:38 - Чёрные дыры помогут проверить теорию относительности?
56:20 - Почему Вселенная расширяется?
57:16 - Что будет, если упасть в чёрную дыру?
59:34 - С какой силой притягиваются друг к другу люди?
01:03:38 - Какие законы работают в чёрных дырах?
01:04:45 - Чёрные дыры – сборщики мусора
01:06:00 - Тепловое излучение чёрных дыр
01:07:52 - Как найти излучение Хокинга?
01:08:18 - Формулы на могилах
01:09:32 - Можно изготавливать чёрные дыры?
01:12:56 - Что превзойдёт теорию относительности?

🎥 Учебные фильмы 🎞 @maths_lib

Какой самый ловкий способ доказать, что свет — это волна?
Справится даже ребёнок 🙂

💇Возьмите ваш волос (да-да, фокусы) и туго натяните его на рамку

🗡Закрепив (или ровно удерживая рукой) рамку с волосом, посветите на него лазерной указкой, стоя перед стеной или экраном. В темноте будет видно лучше.

🔴 Вы увидите необычную картину: центральное пятно окружают светлые и тёмные полосы

🎾 Если бы свет был лишь потоком частиц, они бы просто разделились на две "струи". При высокой точности эксперимента вы бы увидели два пятна

🌊 Но поскольку свет — ещё и волна, вы наблюдаете интерференционную картину. Луч "огибает" волос с двух сторон за счёт дифракции, формируя две волны рядом. Они распространяются вперёд и в разных точках на экране усиливают или ослабляют друг друга в зависимости от разности фаз. Из-за этого и появляются полосы по бокам.

💧Разность фаз — это то, насколько волны совпадают при наложении. Когда встречаются два гребня, они складываются и вырастают ещё сильнее. А гребень одной волны и впадина другой гасят друг друга. Чтобы убедиться в этом, киньте в пруд два камня и понаблюдайте за кругами на воде.

Небольшое видео о 400-летнем споре на тему "что такое свет" тут.

P.S. Картинка ИИ, но перед тем как писать, я испробовал на своих кудрявых волосах. Работает.

#Эксперимент #Оптика

Ловко? Подписывайтесь!

Картинка для привлечения внимания — это т.н. "Столпы творения", гигантские скопления межзвёздного газа и плотной космической пыли в форме колонн, расположенные в туманности Орёл на расстоянии около 7000 световых лет от Земли. Снимок сделан телескопом "Хаббл". Самый большой столп имеет размер порядка 4-5 световых лет в высоту. Внутри этих облаков происходит активный процесс рождения новых звёзд ✨

Потом может кто-то там и блог о физике будет вести. 😁😎

#Астрономия

Ловко? Подписывайтесь!

🥰 Самый романтичный факт из физики, который я знаю:

Мы все состоим из "звёздной пыли". Для того, чтобы могла существовать Земля и населяющие её живые существа, в том числе и люди, древние звёзды должны были просуществовать миллиарды лет и умереть.

☀️ Звёзды возникают из облаков газа и пыли, состоящих преимущественно из водорода. Эти облака под действием собственной массы и гравитации сжимаются и превращаются в сгустки. В их центре давление и температура возрастают до чудовищных величин, запуская термоядерная реакция: ядра атомов водорода стискиваются так тесно, что объединяются, образуя гелий и выделяя энергию. Такое "горение" водорода в ядре звезды в зависимости от её размера и типа может продолжаться от нескольких миллионов до сотен миллиардов лет.

☁️ Впоследствии объединяться начинают уже ядра атомов гелия, образуя углерод и кислород. Из них в свою очередь образуются неон, натрий, магний, кремний, фосфор, сера и т.д., вплоть до железа. При всех этих реакциях выделяется огромное количество энергии, что предотвращает гравитационный коллапс звезды под действием собственной массы.

🗝 Но термоядерный синтез элементов тяжелее железа происходит уже не с выделением, а с поглощением энергии. Железное ядро звезды постепенно сминается гравитацией, внешние слои звезды падают на него, но отскакивают от плотного ядра наружу....

💥 Происходит взрыв звезды — то, что называется сверхновой. При этом в окружающее пространство выбрасывается огромное количество материи, содержащей все промежуточные продукты горения звёздного топлива, накопившиеся в слоях звёздного вещества. А ещё выбрасывается большое количество свободных нейтронов. Они сталкиваются с ядрами железа, превращая последние в крайне нестабильные изотопы. Нейтроны в этих изотопах превращаются в протоны, испуская электрон и антинейтрино. Поскольку число протонов в ядре меняется, рождается новый химический элемент. Так появляются золото, уран, торий и другие элементы.

🌍 Наша Cолнечная система образовалась примерно 4.5 миллиарда лет назад из газопылевого облака, которое включало в себя такие отработанные остатки звёздного топлива из прошлого. Земля и всё вещество на ней, включая и наши тела, образовано из пепла умерших звёзд. Мы все когда-то были их частичками 💫

Текст написан моим старым другом Дмитрием, публикую с некоторой редактурой с его разрешения.

#Астрономия #Ядерная

P.S. Во время нашей беседы с отцом Игорем Лещинским я тоже разбирал этот удивительный факт.

Ловко? Подписывайтесь!

Итак, зимой меня приглашали принять участие в необычном проекте "Теория Невероятностей":

Сценаристы встречаются с учеными и на примере коротких игровых новелл выясняют, как именно новейшие научные открытия уже влияют на ежедневную рутину. Ученым предстоит оценить достоверность и вероятность таких ситуаций.

Первая новелла называется "Квантовый новый год" и посвящена квантовой запутанности, суперпозиции и коллапсу волновой функции... на примере любовных отношений молодой пары. И как удачно, что по чистой (или квантовой) случайности я прибыл на съемку в толстовке с надписью "Любовь". 😊

Вместе со мной экспертами выступили коллеги из Российского квантового центра. Новеллу мы смотрели в прямом эфире, снимали одним дублем! Так что все реакции и мнения живые.

Серия доступна бесплатно без регистрации и смс на портале premier.one, хронометраж 30 минут. Смотрите и делитесь впечатлениями! По-моему, вышло ловчее некуда 😁😎 Надеюсь, и остальные серии, посвящённые другим областям науки, будут не менее интересными.

А если вам интересно текущее состояние отрасли квантовой связи, которая уже внедряется в России, читайте канал компании "СМАРТС-Кванттелеком", в которой я работаю более 10 лет. 😎

#Квантовая #Интервью

Ловко? Подписывайтесь!

Всем привет, с вами Ловкая Вселенная!

Завтра на нашем канале премьера телепроекта, в котором я снимался зимой! Это сплав художественного кино и научно-популярной передачи.

"...сценаристы покажут новеллы лучшим учёным страны..." 😳

...и мне выпала честь оказаться в их числе 👻😎

#ОбАвторе

P.S. На обложке я в обработке ИИ 😁

Ловко? Подписывайтесь!

Вращение в нашей солнечной системе.

Так вот, по поводу тараканов... 🐔 Задумывались ли вы, что в конечном итоге их размер определяется геометрией пространства?

🪳Мы живём трехмерном мире. В нём радиус с площадью связывает квадратичная зависимость, а с объемом — кубическая. Т.е. при возрастании размеров таракана в 2 раза его площадь увеличивается в 4 раза, а объем — сразу в 8. Если бы измерений во Вселенной было 4 или 5, соотношения поверхностей и объемов были бы иными.

🪳Будем считать, что при увеличении размера плотность (состав тканей) таракана не меняется. Тогда масса, как и объем, растёт по кубическому закону — быстрее, чем площадь. Следовательно, чем крупнее особь, тем меньше поверхности приходится на единицу его массы. За счёт этого маленькие организмы имеют эволюционное преимущество: им легче осуществлять процессы жизнедеятельности, эффективность протекания которых определяются площадью: дыхание (газообмен) и теплообмен.

🪳Теперь обратимся к тому, как насекомые дышат. У них нет лёгких, и самые маленькие виды буквально "проветриваются" через трубки в теле, называемые трахейной системой. Каждая трубочка многократно ветвится, и самые маленькие подходят к небольшим группам клеток. Эти структуры пронизывают насекомых, как кровеносные сосуды — животных.

🪳Физическим механизмом, определающим эффективность доставки кислорода до клеток через трахеи, является диффузия. Её скорость определяется законом Фика и в рассматриваемом случае зависит от коэффициента диффузии кислорода, его концентрации в атмосфере и площади сечения трахеи. Как видим, "повлиять" насекомые могут только на последний параметр.

🪳 Если насекомое растёт в 2 раза, то площадь сечения трахеи растёт в 4, а масса (потребность в кислороде) — в 8 раз. Им быстро становится всё сложнее дышать.

🪳 Из-за этих ограничений трахейная система очень быстро разрастается с размером. Например, у крупных шмелей дыхательная система занимает уже около 25% объёма тела! (да, такие вопросы учёные тоже исследуют). Поэтому приходится оставатья маленькими или эволюционировать. Большие насекомые, особенно летающие, нуждаются в большем воздушном потоке, чем может обеспечить пассивная диффузия. Поэтому они подключают другой физический механизм — конвекцию, "прокачивая" через себя воздух как насосом за счёт движений тела. Ну а рептилии и мелокопитающие пошли ещё дальше и получили для доставки кровеносную систему.

🪳Погодите, но ведь миллионы лет назад Землю населяли гигантские стрекозы (Meganeura), куда тогда они подевались? Выше мы упоминали, что скорость диффузии по закону Фика растёт с ростом концентрации кислорода в атмосфере. В каменноугольном периоде она могла достигать примерно 30–35%, против современных ~21%.

Видимо, к счастью... 🪲

#БесячаяФизика #Термодинамика #Биология

Ловко? Подписывайтесь!

Всем привет, с вами Ловкая Вселенная!

Эту неделю я провел в съемках, подготовке к учебному семестру в университете, а также к детским занятиям. Передаю вам привет из Москвы, откуда в данный момент пытаюсь выбраться! Ⓜ️

⚡️🚙 С Егором из подкаста Спарк мы атмосферно побеседовали об атмосферной квантовой связи: что это за зверь такой и как она поможет защитить бесплатный беспилотный транспорт будущего.
Егор, очень жду анонс и фото 😁👻

⚛️ Сегодня в Росатоме мы снимали обучающую передачу про квантовое распределение ключей, которым я профессионально занимаюсь. Уровень там базовый, так что надеюсь выложить результат и на этот канал, чтобы познакомить вас с этой областью и ее последними достижениями.

👨‍🔬👩‍🔬Деткам с осени буду рассказывать про основы Магнетизма (6+) и Оптики (8+) в Итмо и на приходе. Если актуально, записывайте чад в Детский технопарк, места кончаются.

🐔 Занимательная физика тоже на подходе: порассуждаем, почему динозавры большие, а тараканы маленькие.

#ОбАвторе

Ловко? Подписывайтесь!

О спектроскопии четырёх морей

Этим летом у меня появилось забавное достижение: я побывал на всех четырёх "цветных" морях. На Чёрное и Красное ездили в детстве с семьёй. Жёлтое море посетил в 2016 году во время первой командировки в Китай, в город Циндао. Ну а недавно в Соловецком монастыре я увидел и Белом море.

Нас эти моря интересуют с точки зрения оптики, ведь мы знаем, что цвет предмета определяется отражённым от него излучением. Но обычно водоёмы имеют синий цвет. Откуда же тогда такие названия?

🟡 С Жёлтым морем ситуация самая простая. В него впадает множество рек, в том числе Хуанхэ (кит. "Жёлтая река"), которые несут массы лёсса — осадочной горной породы жёлтого цвета наподобие глины. В результате в прибрежных районах в воде находится огромное количество мелкодисперсных частиц, которые за счёт комбинации поглощения и рассеянии Ми и придают морю характерный жёлтый оттенок.

⚪️ Вопрос о названии Белого моря является дискуссионным и по последним данным не связан со снегами и льдами, тем более что в тех широтах они повсюду. Почему снег белый с точки зрения оптики мы уже разбирали здесь. Что же до моря, то по одной из версий первыми его так стали символически называть монахи Соловецкого монастыря по аналогии c Царьградом, стоявшем на Средиземном море, которое в средние века называли Белым.

«И великая ж река златоструйный Нил течёт от полуденные страны на полунощь в Белое море»

— писал Русский паломник Варсонофий. 🤨 Кстати, на Соловках нам поведали, что большевики Белое море хотели переименовать...

🔴 ...правильно, в Красное. К счастью, это название оказалось уже занято. 😎 Это море получило своё имя по причине вполне физичной: из-за сезонного цветения микроскопических цианобактерий Trichodesmium erythraeum вблизи поверхности воды. При высокой концентрации микроорганизмов вода может приобретать красновато-бурый или коричневатый оттенок из-за их оптических свойств.

⚫️ С Чёрным морем ситуация самая сложная. Мне такое название всегда казалось естественным, так как в пасмурную погоду вода в нём и впрямь принимает серо-чёрный оттенок. Однако данная версия считается несостоятельной. Распространено мнение, что наименование связано с тем, что на востоке чёрный цвет обозначал север (а белый — юг, поэтому Средиземное море и было Белым).
Но есть и физико-химическая гипотеза, что название связано с особенностями состава воды. Согласно ей, металлические предметы (например, якоря), опущенные в воду этого моря глубже 100 м на длительное время, покрывались налётом чёрного цвета из-за воздействия сероводорода H₂S. Глубины Чёрного моря — огромный (и безжизненный!) бескислородный резервуар. Причина в том, что в него впадает много рек, и у поверхности солёность очень низкая (как знают все, кто в нём купался), а на глубине вода значительно солонее и плотнее, и потому плохо перемешивается с верхними слоями. Когда органические останки опускаются на дно, то разлагаются бактериями, расходующими кислород и вырабатывающими сероводород, который накапливается на глубине. Железо, подвергнутое его воздействию, окрашивается в чёрный цвет за счёт образования сульфидного налёта.

#Оптика #История

Ловко? Подписывайтесь!

Тот самый новый формат, о котором мы говорили
Встречайте — КВАНТОВЫЙ ДЕТЕКТИВ

В микромире произошло идеальное преступление.
Жертва — классическая физика.
Подозреваемые — Планк, Гейзенберг, Шрёдингер и Бор.

Кто из них «убил» определённость и почему после этого мир перестал быть предсказуемым?

Разбираемся в новом выпуске СПАРКа, который мы сняли вместе с командой PCPS — @imprintscience

Смотреть выпуск:
YouTube 📱: https://youtu.be/ouHa2zvNWvo
VK Видео 📱: https://vkvideo.ru/video-237559927_456239051

Будем очень ждать вашу обратную связь — для нас это экспериментальный формат, и хочется понять, делать ли такие научные расследования дальше.
#sparqlive

Всем привет, с вами "Ловкая Вселенная"!

Как некоторые из вас заметили, наш проект уходил в лёгкий отпуск. 😊 Я почувствовал, что мне нужен перерыв.

За это время я успел:
🎸 Съездить в поющий палаточный лагерь и научиться играть на банджолеле (это как укулеле, но с барабаном)🥁
☦️ Посетить Соловецкий монастырь
🇧🇾 Побывать в Беларуси (на фото я в колесе Белаза)

Так что я прекрасно отдохнул, передаю всем привет, и мы открываем новый физический сезон 😊
Пишите в комментариях, в каких необычных местах вы побывали и чему научились летом!

Начну с нескольких анонсов:
- Скоро должен выйти необычный научно-художественный сериал, в съемках которого я участвовал весной!
- В сентябре меня любезно пригласили в просветительский проект "Искатели науки"
- В октябре буду ждать вас на премьеру 👀 в петербургском планетарии!
- Ну а уже на следующей неделе я буду умничать в подкасте проекта "Квантовый Шум"

А сейчас предлагаю вместе посмотреть выпуск передачи про основы квантовой физики, снятой тем самым "Квантовым Шумом" в очень необычном формате детектива.

Ловко? Подписывайтесь!