Puzzle

Модификация карты Земли способна изменить расстановку сил на мировой политической арене. Все просто, экономические границы страны могут проходить вдоль ее береговой линии. В частности, это указано в конвенции организации объединенных наций по морскому праву, которая также учитывает фактические геологические рубежи континента, проходящей вдоль, так называемых, континентальных шельфов. Признание границ нового континента автоматически увеличивает территорию существующей на ней страны, но это еще не все. Государство, которому принадлежит континентальная плита, имеет больше прав на разработку месторождений полезных ископаемых.

Сегодня мир находится в поиске новых источников энергии. Учитывая, что когда-то Зеландия и Антарктида были частью целого, а в районе южного полюса обнаружили гигантские залежи газа и нефти, восьмой континент может стать золотой жилой, ровно, как настоящим спасением для нас. Но даже если Зеландия кажется бесполезной, с точки зрения ресурсов, одно лишь доказательство ее существования перевернет науку. Она даст новую информацию о движениях континентальной коры, станет дополнительным подтверждением теории дрейфа материков и поможет точно спрогнозировать, как изменится ландшафт Земли. А пока, ученый мир ждет 2 марта 2020 года: начало заседаний всемирного геологического конгресса, на котором будет обсуждаться это революционное открытие. Скорее всего, комиссия согласиться с выводами исследователей, а значит все карты и атласы изменятся навсегда.

Наша жизнь всего лишь симуляция?

Первый в мире программируемый компьютер zuse z1 был в состоянии выполнить две операции с плавающей запятой в секунду. Спустя всего 79 лет, современные компьютеры делают это в двадцать семь триллионов раз быстрее. По оценкам ученых, в последующую сотню лет мощность вычислительных машин вырастет еще в несколько миллионов раз. Тяжело даже представить в каком мире будут жить наши дети и внуки. Уже сейчас виртуальные миры по типу gta шокируют своей детализацией, а через пятьдесят-сто лет они и вовсе могут стать неотличимы от реальности. По сути, мы сможем создать некую виртуальную вселенную, персонажи которой обретут разум, но не будут знать о том, что живут в симуляции. Это наталкивает на пугающие мысли: а что если мы и есть те самые персонажи? Что если весь мир, который вы видите за окном, симуляция?

То, что я поведаю вам дальше, вполне может кардинально перевернуть вашу картину мира. Гипотезу виртуальности нашего мира впервые представил широкой общественности, философ Ник Бостром в 2003 году. Суть ее заключается в том, что, если в нашей вселенной существует множество развитых цивилизаций, вполне вероятно, что они могут создавать симуляции подобные тем, в которые играете вы или ваши дети, сидя за компьютером, только уже в миллионы раз крупнее и реалистичнее. Это значит, что прямо сейчас мы с вами можем быть в роли npc в какой-нибудь инопланетянской песочницы, и чем дальше, тем больше людей начинают говорить об этом всерьез. К примеру, тот же Илон Маск в 2016 заявил, что “есть лишь один шанс из миллиарда, что наша реальность не подделка”.

Когда подобное слышишь от людей, вроде Илона, невольно сам начинаешь сомневаться и пытаться докопаться до истины. Это мы с вами сейчас и сделаем. Доказательства нашей виртуальности:

Gta5 является очень наглядным примером того, как все это может быть устроено. Находясь непосредственно в игре, на одной из улиц виртуального города вы видите очень знакомую картину: вокруг вас полно машин, спешащих куда-то вдаль, на тротуарах толпы людей, следующих по своим делам, в общем все то же самое, что и в жизни. При этом такая картина сопровождает вас все время, вне зависимости от гео-локации, свернув за угол вы видите все те же машины и все те же толпы прохожих. Таким образом, находясь на одной улице Лос-Сантоса вы думаете, что точно такая же история происходит и на других, что во всем городе, в любой его точке кипит жизнь. На самом деле это не так. Все, что вы видите – лишь иллюзия.

Пока вы находитесь на улице с условным названием А, на улице Б царит абсолютная пустота. Там ничего не происходит, но стоит вам там появится, как движок игры незаметно для вас прорисует вокруг всю ту же бурлящую жизнь, в то время как у лица А утонет в тишине. Все современные видеоигры работают по этому принципу: пока вас нет на определенной локации виртуального города, там нет абсолютно ничего, ни людей, ни машин, ни самого города. Таким образом разработчики оптимизируют игру с целью снижения нагрузки на компьютерное железо. Благодаря этому вы собственно и наслаждаетесь столь реалистичной графикой и физикой в современных шедеврах игровой индустрии. Если игрок, а точнее персонаж повернулся и что-то рассматривает, картинка перед ним становится максимально подробной, а все, что за спиной упрощается до полного исчезновения. Именно так можно получить отличную графику, при приемлемой нагрузке на игровую платформу.

Если в gta взглянуть на город с высоты, мы увидим, как по улицам несутся автомобили. Значит, мощности хватает для такой сложной подробной картинки? Не будем торопиться с выводами. У машин вдалеке физика, мягко говоря, не убедительна. Выпускаем ракеты с самолета в автомобиль, и она даже не разлетается, подлетаем поближе – бабах выглядит намного реалистичнее.

Следующий пример – civilization 5. Если резко сместить камеру в противоположный участок карты, локация станет подгружаться прямо на глазах. Почему не на пару секунд раньше? Движок не совершенен, поэтому мы можем заметить, как картинка откликается на наши действия, понимая, что ею заинтересовались. Игрок влияет на мир игры самим фактом наблюдения. Так и будут работать любые видеоигры будущего. Даже если сверхмощные компьютеры новых поколений смогут одновременно просчитывать все более-менее крупные объекты в большой локации, всегда останутся мелкие детали: мухи, травинки, да хоть микробы, которые подгрузятся только под взглядом наблюдателя-игрока. От оптимизации никуда не денешься.

Гипотеза симуляции – первое доказательство.

Вспомним про самый знаменитый опыт в истории физики: опыт Юнга. Именно он стал одной из причин переворота физики. Если в щит с прорезью метать твердые шарики, на экране за щитом останется одна полоска от ударов. Если в щите две полоски, то и полосок будут две. А как поведут себя волны? Они пройдут через прорезь и распространяться. Наибольшая сила удара придется именно на линию прорези, как и в случае шариками, но, если добавить вторую прорезь, все изменится: на проекционном экране будет ряд чередующихся интерференционных полос, что доказывает волновую теорию света. Будь вместо волн частицы-корпускулы, они бы вели себя как шарики, и экран, между полосками света соответствующий прорезям, оставался бы неосвещенным. Позже выяснилось, что электроны и протоны ведут себя точно так же.

Появилось предположение, что частицы бьются друг об друга и разлетаются в стороны. Физики попробовали выстреливать частицы поодиночке. И что вы думаете? Получился все тот же интерференционный рисунок, будто частица делилась на две, проходила через обе щели и ударялась об себя же. Физики попробовали выяснить, через какую прорезь проскакивает конкретная частица, и установили измерительный прибор. Но тут частицы оставили на экране след из двух четких полосок и никакой интерференции. Пришлось признать: факт наблюдения или измерения разрушил волновую функцию частицы. Электрон, под воздействием наблюдения, повел себя, как частица, пролетая через одну щель, а не через две.

Интерпретации.

Ну что, похоже на работу игрового движка? Можно подумать, что наш мир запущен на компьютере, мощности которого не хватает, чтобы просчитать движение каждой частицы, поэтому он выбирает упрощенный вариант, а если появляется наблюдатель, который не должен усомниться в реальности мира, применяются точные расчеты. Но подобные объяснения не могли прийти в голову людям прошлого. Результаты эксперимента Юнга опубликованы в 1803 году, когда о виртуальной реальности невозможно было и подумать. Опыт не давал и не дает покоя многим ученым.

Самая известная попытка уложить картинку в строенную теорию, копенгагенская интерпретация, была предложена в 1927 году в датской столице. Нильс Бор и Вильям Хайзенберг выдвинули гипотезу, что элементарные частицы – это одновременно еще и волны. Чтобы измерить электрон, надо его ударить об кванты измерительного прибора, тогда волновые функции схлопываются и остаются только свойства частиц. То есть, кванты прибора, а не факт наблюдения, влияют на результат опыта. Правда, если эта теория верна, то гипотеза матрицы ей не противоречит. К примеру, фотонная программа может распространяться в сети, как волна и перезапускаться, когда узел перегружен, превращаясь в частицу. Так можно объяснить и квантовые волны, и коллапс волновой функции.

Ещё одно предположение на этот счет – многомировая интерпретация. Если сильно упростить выглядит она так: можно предположить, что существуют параллельные вселенные, подчиняющиеся единым законам природы и при измерении квантового объекта, наблюдатель, как бы разделяется на несколько версий. Каждая версия видит свой результат измерения и действует в соответствии с ним в своей вселенной. Такая труднопредставимая, на взгляд обывателя, картинка. Какой теории доверять, каждый решает сам.

При опросе, который провели 20 лет назад на симпозиуме, 13 физиков выбрали копенгагенскую, 8 многомировую. Еще несколько предпочитали менее популярные варианты, а 18 участников не принимали ни одно существующую гипотезу. Спорят физики по сей день. В 2006 году ученые провели более изощренную версию эксперимента с отложенным выбором. Выглядело это так: частицы пропустили сквозь знаменитый щит с прорезями и измерили в момент, когда они миновали щит, но не долетели до экрана. Примерный аналог: наблюдатель, который открывает глаза только в определенный миг. И что же? Электроны вели себя, как частицы, словно они не проходили через две прорези и не изображали волну.

Следующем намеком, на существование матрицы, может быть максимальная скорость вселенной. Эйнштейн объяснил всем нам, что скорость света в вакууме – константа и превысить ее невозможно. Чем быстрее объект движется, тем сильнее замедляется его время, а на скорости в 300000 километров в секунду оно и вовсе останавливается. То есть, на космическом корабле, обладающим такой скоростью, можно домчаться до далёких галактик, скажем, за три миллиарда световых лет в мгновение ока, конечно по вашему времени, а для земного наблюдателя прошли бы те самые три миллиарда лет. Время фотона стоит на нуле. Сильнее ускориться он не может, для этого пришлось бы еще сильнее замедлять время, но уже не куда.

Но почему у скорости и времени такие отношения, почему взаимосвязаны пространство и время? Для виртуального мира ответ напрашивается сам: если скорость света – продукт обработки информации, то мир обновляется с определенной скоростью. Это в триллионы раз быстрее, чем любой супер-компьютер, но принцип тот же: время при росте скорости замедляется, ибо виртуальная реальность зависит от виртуального времени. Когда компьютер подвисает, игровое время тоже немного замедляется. В нашем мире, время замедляется с ростом скорости или рядом с массивными объектами, и этот процесс подозрительно похож. Можно допустить, что в корабле, который несется с огромной скоростью, циклы обработки системы подвисают ради экономии ресурсов.

Третье доказательство. Самое интересное доказательство гипотезы-симуляции – квантовая запутанность. Фотон, летящий в пространстве, можно считать вращающимся, то есть обладающим спином. Вообще-то фотоны не вращаются, но у нас ведь упрощенная модель. Физики считают, что до наблюдения у частицы не бывает конкретного спина. Пока на фотон никто не смотрит, он не может сам определить в какую сторону ему крутится, то есть пребывает в суперпозиции неопределенности. Кажется, будто природе сложно рассчитать вращение каждой частицы, и она использует для этого упрощенную схему. Но стоит появиться наблюдателю, и частица становится более сложной физически, а ее вращение просчитывается.

В предложенном Эйнштейном эксперименте, который должен был проверить на прочность копенгагенскую интерпретацию, получились очень любопытные результаты. Суть дела в следующем: если атом, к примеру цезия, испускает два фотона в разных направлениях, то, из-за закона сохранения импульса, их состояние будет взаимосвязано. Если один вращается снизу вверх, другой будет крутиться сверху вниз. Это и называется квантовая запутанность. Но ведь фотон, до проведения наблюдения, не знает куда ему вертеться. Если факт наблюдения заставил его выбрать один из вариантов, запутанный собрат должен сразу же закрутиться в другую сторону. То есть фактом наблюдения мы влияем на вращение фотона за которым не наблюдали, причем второму фотону требуется не только обрести спин, но и сделать это мгновенно, даже если фотоны разнесены на большое расстояние. То есть, если запутанные фотоны разбежались на разные концы вселенной – эта информация должна долететь до собрата в квадриллионы раз быстрее скорости света, чтобы он мгновенно обрел спин.

Это невероятно. К тому же, это нарушает законы физики, ведь ничто не может двигаться быстрее фотонов в вакууме. Однако второму фотону все-таки удается получить информацию в мгновенье ока. Но как он, с такой скоростью, узнает, что над собратом произвели наблюдение и он вращается в какую-то определенную сторону? Эйнштейн был уверен, что такая мгновенная связь невозможна и предполагал, что, когда запутанные фотоны вылетают из атома, они уже содержат информацию о спине и знают, как будут вращаться, если или когда над ними произведут наблюдения. То есть наблюдатель не меняет, а узнает спин частицы. Но через 17 лет, после смерти Эйнштейна, выяснилось, что гений в этом случае ошибся.

Чтобы доказать наличие или отсутствие у частицы информации о том, в какую сторону ей вращаться после наблюдения, ирландский физик Джон Бэл поставил весьма сложный и хитроумный эксперимент. В итоге Бэл доказал, что до наблюдения частица, даже запутанная, не знает как станет крутиться. Рандомный выбор спина получается строго после измерения. То есть запутанные частицы могут передавать друг другу информацию гораздо быстрее скорости света. Эксперимент преподнес больше новых вопросов, чем ответов.

В 2008 году группа исследователей из университета Женевы, решила уточнить скорость обмена информацией между запутанными частицами. Два запутанных фотона разместили на расстоянии 18 километров друг от друга. Измерили одну частицу и зарегистрировали, как быстро реагирует вторая. Технология позволила бы зафиксировать задержку в сто тысяч раз превышающую скорость света, но даже такой крошечной паузы не было. Получилось, что запутанные фотоны умеют передавать информацию, как минимум в 100000 раз быстрее скорости света, а может и вовсе моментально. Может Эйнштейн был прав говоря, что мгновенная связь в физическом мире невозможна.

Если же поставить на место физического мира виртуальную реальность, все легко объясняется. Программа запутанных частиц объединяется для совместного выделения двух точек. Объединение программ отвечает за оба пикселя. При измерении частиц, ее программа рандомно выбирает спин, а программа второй, сразу реагирует. Тогда понятно, почему не важно расстояние. Процессору не нужно ходить к пикселю, даже если экран размером с целый мир. Говорят, что квантовую механику никто не понимает, а вот гипотеза симуляции делает все понятным. Для описания элементарных частиц, использует именно квантовую механику, а для макромира – общую теорию относительности. Но если в природе эти два мира существуют, должна быть теория, которая подошла бы в обоих случаях. Гипотеза матрицы с этим справляется.

Загадки Большого взрыва, искривление пространства, туннельного эффекта, тёмной энергии, тёмной материи тоже можно объяснить, исходя из этого предположения. Говорят, что эта теория, даже будучи подтвержденной, ничего не изменит. Но это может сильно подстегнуть новые исследования и возможно ученым удастся найти новые глюки нашего мира, а они могут стать основой для новых технологий. Например, если квантовые эффекты вызваны виртуальностью вселенной, создание квантовых компьютеров или квантовой криптографии можно назвать использованием виртуальности нашего мира.

Сторонники гипотезы находят новые косвенные намёки на то, что мы живем в матрице. Глядишь, лет через тридцать, теория виртуальности станет официальной и ее будут изучать в школах, хотя знание, что ты всего лишь сложная программа с чувствами и самосознанием, демотивирует. Но, к примеру, Илон Маск считает, что это напротив стало бы хорошей новостью. Гипотеза симуляции решает парадокс Ферми, и показывает, что разумные цивилизации способны избежать самоуничтожение и технологически дорасти до создания своих виртуальных миров. Так что для Маска, жизнь в матрице довольно приятная утопия, и он очень хочет, чтобы это оказалось правдой. А известный ученый Нил де Грасс Тайсон провел со своими коллегами двухчасовые дебаты на тему: является ли вселенная компьютерной симуляцией. На YouTube уже есть версия в русской озвучке, рекомендую, если нравится эта тема. Советую заодно посмотреть фильм “13 этаж” и трилогию “матрица”. Но у нас на этом всё. Не забывайте читать книги и познавать мир, иначе агенты матрицы очень скоро постучат в вашу дверь.

Земля уничтожит свой спутник?

Спустя, примерно, 5 млрд. лет водород в солнечном ядре закончится, и звезда примется сжигать водород из внешней оболочки, эволюционируя в красного гиганта. Светимость будет возрастать, ядро сжиматься, а внешняя оболочка расширяться. В процессе, который будет длиться миллиарды лет, Солнце станет терять массу, а это значит, что орбиты планет будут расширяться. На заключительном этапе превращения в красного гиганта, Солнце расшириться настолько, что выйдет за границы нынешний орбиты Земли.

Его радиус составит 1,2 астрономической единицы. Когда звезда только начнет расширение, диаметр орбиты Луны немного возрастет, а период обращение увеличится на несколько дней. В дальнейшем выбросы из атмосферы красного гиганта могут быстро изменить лунную орбиту и буквально отшвырнуть ее к Земле. Если перигей орбиты спутника достигнет 18470 километров, он станет равен пределу Роша для Земли. Приливное взаимодействие Луны с Землей разорвет небесное тело, часть его станет системой колец, а часть прольется метеоритными дождями на обожженную, яростным Солнцем, поверхность Земли. Кольца через некоторое время разрушаться, как это случилось с кольцами, вместе с Луной украшавшими небо молодой Земли.

По сути, Земля и ее крупный спутник – это система, которая обращается вокруг общего центра массы, находящегося в 1700 километрах от центра Земли. Поэтому исчезновение Луны станет катастрофой. Может сместиться орбита, измениться период вращения, а это вызовет возмущение в мантии и возможную смену магнитных полюсов. Все живое, уцелевшие к этому моменту под воздействием Солнца, переживет новые экологические катастрофы.

Нестабильным можно считать не только существование спутников, но и движения планет. Результаты компьютерного моделирования позволяют предположить, что в далеком будущем, в солнечной системе планеты могут столкнуться. Расчеты очень сложны, даже очень хорошему домашнему компьютеру пришлось бы трудиться над этой задачей 200 лет, несмотря на все упрощения, а суперкомпьютеру потребовалось несколько месяцев. Принять во внимание все возможные сценарии для, примерно, миллиона небесных тел, наполняющих солнечную систему, нереально. И ученым пришлось довольствоваться вариантами для 8 планет.

Автор исследования Жак Ласкар нарочно выбрал самые негативные сценарии. Из 2500 вариантов ученые предпочли те, что приводили к столкновениям планет, а затем оттолкнулись от самого мрачного варианта и рассчитали еще пару сотен версией. Получилось примерно следующее: планеты-гиганты с места не сдвинешь, а вот земную группу можно.

Меркурий считается самым не стабильным игроком в этой игре. Планету с маленькой массой сравнительно нетрудно сдвинуть с места, а орбита у него вытянута настолько, что в будущем можно представить ее пересечение с орбитой Венеры. Но главное – он находится в орбитальном резонансе с Юпитером, то есть периоды их обращения соотносятся как небольшие натуральные числа. В результате планеты периодически сближаются в определенных точках орбит. Такие регулярные изменения гравитационного взаимодействия влияют на орбиты: могут стабилизировать их, а могут наоборот вызвать неустойчивость, например, вытянуть орбиту Меркурия еще сильнее.

Один из сценариев предполагает, что Меркурий через 90-100 миллионов лет, после дестабилизации его орбиты, может встретиться с Венерой. Если удар будет прямым, опасности для других планет не будет и катаклизма окажется локальным. Но если удар придется по касательной, Меркурий может быть отброшен к Солнцу, которое его поглотит, или к Земле, на манер бильярдного шара. Правда вероятность этого события всего 0,6 процента.

Есть и еще менее вероятный сценарий. В одной из симуляции Марс был выброшен из солнечной системы через 820 миллионов лет, а 40 миллионов лет спустя Меркурий и Венера столкнулись. В 5 сценариях Марс полностью улетал из солнечной системы. 196 моделей закончились столкновениями, в том числе с Землей. 18 моделей зафиксировали встречу Земли с Венерой, 29 Земли с Марсом. В одном из маловероятных вариантов, Меркурий дестабилизированной гравитацией Юпитера отбросило к Марсу, а оттуда рикошетом к Земле. В другом, Марс вызвал столкновения Венеры с Землей, изменив орбиту нашей соседки.

Но даже такой космический бильярд будет не первым в истории солнечной системы. Популярная у ученых, модель ниццы предполагает, что на заре существования системы, конфигурация планет сильно отличалась от современной, вся система была куда более компактный. После рассеивания, изначально газопылевого диска, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун вращались в области от 5,5 до 17 астрономических единиц от Солнца, то есть в пределах нынешней орбиты Урана.

Дальше был плотный диск из маленьких, ледяных и каменных планетеземаль, и их общая масса составляла 35 земных, а дальний край отстоял от Солнца на 35 астрономических единиц, то есть был немного дальше современной орбиты Нептуна. Из-за гравитационного взаимодействия, планеты-гиганты очень медленно, в течение сотен миллионов лет меняли положение, при чем Юпитер двигался к Солнцу, а остальные от него. И вот тут Юпитер и Сатурн попали в орбитальный резонанс два к одному, то есть Сатурн совершал один оборот ровно за 2 оборота Юпитера. Их орбиты изменились.

Сатурн, под воздействием Юпитера, мигрировал в нынешнее положение. Попутно он взаимодействовал с Ураном и Нептуном, чьи орбиты стали более вытянутыми. Есть даже предположения, что эти планеты поменялись местами. Оба ледяных гигантов вторглись в область внешнего диска, и их тяготение столкнуло планетезималь с привычных орбит. Разрушение пояса Койпера привело к тому, что его вещество оказалось на дальних окраинах системы и стало облаком Оорта. Часть летающих фрагментов была захвачена приливными силами планет-гигантов. Так Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун обзавелись множеством спутников.

Часть планет зималь оказалась выброшена из внешних областей системы во внутренние, что увеличило количество столкновений с планетами земной группы. Произошла поздняя, тяжёлая бомбардировка. Именно ей Луна и Марс обязаны многими кратерами впечатляющих размеров. Но для зарождения жизни на Земле – это событие было критически важным. Родившаяся рядом с Солнцем и находившаяся близко к нему Земля не должна была иметь большого количества летучих соединений, в том числе и воды. Но поздняя, тяжёлая бомбардировка привела на Землю множество богатых водой астероидов и комет из внешнего пояса. Космический бильярд принес выигрыш. Нанесенные планете шрамы со временем сгладились, а вода осталась и стала ценнейшим даром, колыбелью жизни.

Загадки Юпитера

5 июля 2016 год – поистине историческая дата. День, когда Земля не впервые так близко подошли к Юпитеру. Космический аппарат Юнон благополучно притормозил у его орбиты и сразу начал исследовать планету. Целых 5 лет и больше миллиарда долларов понадобилось железке, чтобы совершить это нелегкое путешествие. Но поверьте, оно того стоило. Оказывается внутри огромного Юпитера может скрываться целая планета, в десятки раз массивнее Земли, и это далеко не все его тайны.

Юпитер едва ли не самая важная и самая загадочная планета в солнечной системе. Ни одно небесное тело не повлияло на нашу планету так как он, ну кроме Солнца, конечно, а значит раскрыв хоть малую часть всех тайн этого гиганта, мы станем на шаг ближе к пониманию вечного вопроса: как появилась жизнь на Земле, ну и в солнечной системе в целом? Давайте посмотрим какие тайны скрывает от нас Юпитер.

На полюсах планеты очень часто сверкают странные огненные кольца, что-то вроде полярных сияний на Земле. Но у нас подобные явления возникают только в периоды повышенной солнечной активности, а здесь они постоянны, хотя их интенсивность меняется изо дня в день. Кроме того, полярные сияния у Юпитера в 8 раз ярче и в сотни раз энергичнее чем на Земле. Хотя, чему тут удивляться. Чтобы вам было легче понять насколько огромна эта планета, представьте что Солнце – это обычная дверь, Земля при этом будет размером с монетку, а Юпитер, как баскетбольный мяч. Другими словами, этот гигант способен поместить в себя более тысячи планет размером с Землю, и не треснуть. В целом, масса этого красавца в два раза превышает массу всех объектов солнечной системы, за исключением Солнца.