Сурдин астрономия 21 век. Доказано существование кварк-глюонной плазмы. Метеорологические и навигационные спутники

За 15 лет с начала нового тысячелетия люди и не заметили, что попали в иной мир: мы живем в другой Солнечной системе, умеем ремонтировать гены и управлять протезами силой мысли. Ничего этого в XX столетии не было

Генетика

Геном человека полностью секвенирован

Робот сортирует ДНК человека в чашках Петри для проекта The Human Genome

Проект «Человеческий геном» (The Human Genome Project ) начался в 1990 году, в 2000-м был выпущен рабочий черновик структуры генома, полный геном - в 2003 году. Однако и сегодня дополнительный анализ некоторых участков еще не закончен. В основном он был выполнен в университетах и исследовательских центрах США, Канады и Великобритании. Секвенирование генома имеет решающее значение для разработки лекарств и понимания того, как устроено человеческое тело.

Генная инженерия вышла на новый уровень

В последние годы был разработан революционный метод манипуляции ДНК при помощи так называемого CRISP -механизма. Эта методика позволяет избирательно редактировать определенные гены, что раньше было невозможно.

Математика

Доказана теорема Пуанкаре


В 2002 году российский математик Григорий Перельман доказал теорему Пуанкаре, одну из семи задач тысячелетия (важные математические проблемы, решение которых не найдено в течение десятков лет). Перельман показал, что исходная трехмерная поверхность (если в ней нет разрывов) обязательно будет эволюционировать в трехмерную сферу. За эту работу он получил престижную «медаль Филдса», аналог Нобелевской премии в математике.

Астрономия

Открыта карликовая планета Эрида

Впервые Эриду сфотографировали еще 21 октября 2003 года, но заметили на снимках только в начале 2005-го. Ее открытие стало последней каплей в спорах о судьбе Плутона (продолжать ли его считать планетой или нет), что изменило привычный образ Солнечной системы (см. стр. 142–143).

Обнаружена вода на Марсе

В 2005 году аппарат «Марс Экспресс» Европейского космического агентства обнаружил большие залежи водяного льда недалеко от поверхности - это очень важно для последующей колонизации Красной планеты.

Физика

Глобальное потепление - быстрее, чем ожидалось

В 2015 году ученые из Всемирного центра мониторинга ледников при Цюрихском университете (Швейцария) под руководством доктора Михаэля Цемпа, работая совместно с коллегами из 30 стран, установили, что темп таяния ледников на Земле к настоящему времени, по сравнению c усредненными показателями за XX век, вырос в два-три раза.

Обнаружена квантовая телепортация

Такая телепортация отличается от телепортации, о которой любят говорить фантасты, - при ней материя или энергия не передаются на расстояние. Эксперименты по передаче квантовых состояний на большие расстояния были удачно проведены за последние 15 лет не менее чем десятком научных групп. Квантовая телепортация очень важна для создания сверхзащищенных шифров и квантовых компьютеров.

Экспериментально подтверждено существование графена


Его двумерная (толщиной в один атом) кристаллическая решетка проявляет необычные электрофизические свойства. Впервые графен был получен Андреем Геймом и Константином Новоселовым в 2004 году (Нобелевская премия за 2010-й). Его планируется использовать в электронике (в сверхтонких и сверхбыстрых транзисторах), композитах, электродах и т. д. Кроме того, графен - второй по прочности материал на свете (на первом месте - карбин).

Доказано существование кварк-глюонной плазмы

В 2012 году эксперименты физиков, работающих с ускорителем RHIC в Брукхейвенской национальной лаборатории (США), попали в Книгу рекордов Гиннесса с формулировкой «за самую высокую температуру, полученную в лабораторных условиях». Сталкивая ионы золота на ускорителе, ученые добились возникновения кварк-глюонной плазмы с температурой 4 триллиона °С (в 250 тысяч раз горячее, чем в центре Солнца). Спустя примерно микросекунду после Большого взрыва Вселенная была наполнена как раз такой плазмой.

Найден бозон Хиггса


Существование этой элементарной частицы, отвечающей за массу всех прочих частиц, теоретически было предсказано Питером Хиггсом еще в 1960-х годах. А найдена она была во время экспериментов на Большом адронном коллайдере в 2012-м (за что Хиггс, совместно с Франсуа Энглером, получил Нобелевскую премию 2013 года).

Биология

Людей поделили на три энтеротипа

В 2011 году ученые из Германии, Франции и нескольких других исследовательских центров доказали, что по генетике населяющих нас бактерий люди делятся на три категории, или энтеротипа. Энтеротип человека проявляется в разной реакции на еду, лекарства и диеты, и потому стало ясно, что никаких универсальных рецептов в этих областях существовать не может.

Создана первая синтетическая бактериальная клетка

В 2010 году ученые из Института Крейга Вентера (был одним из лидеров гонки по расшифровке человеческого генома) создали первую полностью синтетическую хромосому с геномом. Когда ее встроили в бактериальную клетку, лишенную генетического материала, она начала функционировать и делиться по предписанным новым геномом законам. В перспективе синтетический геном позволит создавать вакцины против новых вирусных штаммов за часы, а не за недели, производить эффективное биотопливо, новые пищевые продукты и т. д.

Удачно записаны и перезаписаны воспоминания


Начиная с 2010 года несколько исследовательских групп (США, Франция, Германия) научились записывать в мозг мышей ложные воспоминания, стирать реальные, а также превращать приятные воспоминания в неприятные. До человеческого мозга дело пока не дошло, но осталось недолго.

Получены «этичные» (не из эмбрионов) плюрипотентные стволовые клетки

В 2012 году Синъя Яманака совместно с Джоном Гёрдоном стали лауреатами Нобелевской премии за открытие 2006 года - получение плюрипотентных стволовых клеток мыши путем эпигенетического перепрограммирования. За последующее десятилетие не менее десятка научных групп добились впечатляющих успехов в данной области, в том числе с человеческими клетками. Это предвещает скорые прорывы в терапии рака, регенеративной медицине, а также в клонировании человека (или его органов).

Палеонтология

Впервые обнаружены мягкие ткани динозавра


Мэри Швейцер руководила научной группой, которая описала коллаген, выделенный из бедренной кости Tyrannosaurus reх

Молекулярный палеонтолог Университета Северной Каролины Мэри Швейцер в 2005 году в окаменевшей конечности подростка-тираннозавра из Монтаны (возрастом 65 млн лет) обнаружила мягкие ткани. Ранее считалось, что любые белки разложатся максимум за несколько тысяч лет, поэтому никто их в окаменелостях и не искал. После этого мягкие ткани (коллаген) были обнаружены и в других древнейших образцах.

У людей обнаружены гены неандертальцев и «денисовского человека»


Участники международного симпозиума «Переход к верхнему палеолиту в Евразии: культурная динамика и развитие рода Homo » осматривают место раскопок в центральном зале Денисовой пещеры

Из работ двух научных групп стало ясно, что от 1 до 3% генома среднестатистического европейца или азиата восходит к неандертальцам. Но у каждого современного индивидуума присутствуют несхожие неандертальские аллели (различные формы одного и того же гена), поэтому общая сумма «неандертальских» генов куда выше, до 30%. «Наследники» неандертальцев (скрещивание происходило около 45 тысяч лет назад) - в основном европейцы; у азиатов в геноме присутствуют следы скрещивания с еще одним гоминидом - «денисовским человеком». Самые «чистые» Homo sapiens - уроженцы Африканского континента.

Медицина

По дыханию распознана ранняя стадия рака легких


Год назад группа израильских, американских и британских ученых разработала устройство, которое способно точно идентифицировать рак легких и определить, в какой стадии он находится. Основой устройства стал анализатор дыхания со встроенным наночипом NaNose , способный «вынюхать» раковую опухоль с 90-процентной точностью, даже когда раковый узелок практически незаметен. В скором времени стоит ожидать анализаторов, которые смогут по «запаху» определять и другие виды рака.

Разработано первое полностью автономное искусственное сердце


Специалисты американской компании Abiomed разработали первое в мире полностью автономное постоянное искусственное сердце для имплантаций (AbioCor ). Искусственное сердце предназначено для пациентов, у которых невозможно лечение собственного сердца или имплантация донорского.

Бионика

Созданы биомеханические устройства и протезы, контролируемые усилием мысли


Американец Зак Вотер испытал бионический ножной протез, поднявшись по лестнице на 103-й этаж небоскреба Уиллис-тауэр, расположенного в Чикаго

В 2013 году появились первые опытные образцы «умных» протезов с обратной связью (эмуляцией осязательных ощущений), которые позволяют человеку чувствовать то, что «ощущает» протез. В 2010-х годах созданы и отдельные от человека устройства, управляемые только через мысленный интерфейс (иногда с инвазивными контактами, но чаще это похоже на головной обруч с сухим электродом), - компьютерные игры и тренажеры, манипуляторы, транспорт и пр.

Электроника

Перейден петафлопсный барьер

В 2008 году новый суперкомпьютер в Лос-Аламосе (США) заработал со скоростью более квадриллиона (тысяча триллионов) операций в секунду. Следующий барьер, эксафлопсный (квинтиллион операций в секунду) будет достигнут в ближайшие годы. Системы с такой невероятной скоростью необходимы в первую очередь для высокопроизводительных вычислений - обработки данных научных экспериментов, климатического моделирования, финансовых операций и т. д.

Фото: Alamy, SPL, Newscom / Legion Media, SPL / Legion Media (X2), Photo courtesy of North Carolina State University, Reuters / Pix- Stream, Александр Кряжев / РИА Новости, Reuters / Pix-Stream, Michael Hoch, Maximilien Brice / © 2008 CERN, for the benefit of the CMS Collaboration, AP / East News


Книга "Астрономия: век XXI"
11.09.2007 13:51 | В. Г. Сурдин /ГАИШ, Москва

Астрономия: век XXI

Редактор-составитель В.Г.Сурдин

Фрязино: "Век 2", 2007, 608 с. ISBN 978-5-85099-175-3

Книга посвящена современным проблемам астрономии: от изучения Луны и планет до поисков гравитационных волн, темного вещества и темной энергии.

Ученые Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга (МГУ) рассказывают о том, какие важнейшие события произошли в астрономии на рубеже нового тысячелетия и над какими нерешенными проблемами сейчас работают исследователи. Условный исторический рубеж - начало нового тысячелетия - был отмечен несколькими важнейшими открытиями в изучении Вселенной. Поэтому последние годы без преувеличения можно назвать Великим десятилетием астрономии, возможно, началом ее нового "золотого века".

Книга адресована старшеклассникам, студентам и преподавателям, а также всем интересующимся современными проблемами естествознания. Стиль книги - "серьезный науч-поп". На всякий случай в "Приложении" помещен Толковый словарь терминов, применяемых в астрономии, астрофизике и космологии. Там же помещен и обширный справочный материал по состоянию на июнь 2007 г., необходимый как профессионалам, так и любителям, изучающим небо.

  • Батурин Владимир Анатольевич, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Краснопресненской лаборатории ГАИШ.
  • Гиндилис Лев Миронович, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник отдела радиоастрономии ГАИШ.
  • Ефремов Юрий Николаевич, доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник отдела изучения Галактики и переменных звезд ГАИШ.
  • Засов Анатолий Владимирович, доктор физико-математических наук, профессор кафедры астрофизики и звездной астрономии физического факультета МГУ, ведущий научный сотрудник ГАИШ, лауреат Государственной премии России.
  • Миронова Ирина Владимировна, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Краснопресненской лаборатории ГАИШ.
  • Попов Сергей Борисович, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник отдела релятивистской астрофизики ГАИШ.
  • Прохоров Михаил Евгеньевич, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник отдела релятивистской астрофизики ГАИШ.
  • Родионова Жанна Федоровна, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник отдела исследований Луны и планет ГАИШ.
  • Руденко Валентин Николаевич, доктор физико-математических наук, профессор физического факультета МГУ, зав. отделом гравитационных измерений ГАИШ.
  • Сажин Михаил Васильевич, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник отдела релятивистской астрофизики ГАИШ.
  • Самусь Николай Николаевич, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института астрономии РАН и ГАИШ.
  • Сурдин Владимир Георгиевич, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник отдела изучения Галактики и переменных звезд ГАИШ, доцент физического факультета МГУ.
  • Хованская Ольга Сергеевна, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник отдела астрометрии ГАИШ.
  • Черепащук Анатолий Михайлович, доктор физико-математических наук, профессор и зав. астрономическим отделением физического факультета МГУ, директор ГАИШ, академик РАН, член Английского Королевского астрономического общества, вице-президент Европейского астрономического общества.
  • Чернин Артур Давидович, доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник отдела изучения Галактики и переменных звезд ГАИШ.
  • Шевченко Вячеслав Владимирович, доктор физико-математических наук, профессор, зав. отделом исследований Луны и планет ГАИШ.

Хронология развития астрономии с конца XIX - на протяжении XX веков - и начала XXI века
(Важные для астрономии XX века события давшие толчок развития "новой" науки)

1860 г. напечатана книга «Химический анализ путем спектральных наблюдений» Кирхгофа и Бунзена, в которой были описаны методы спектрального анализа. Положено начало астрофизике.

1862 г. открыт спутник Сириуса, о котором в своих исследованиях говорил еще Бессель.

1872 г. американец Г. Дрепер сделал первую фотографию спектра звезды.

1873 г. Дж. К. Максвелл публикует «Трактат об электричестве и магнетизме», в котором обозначил так называемые уравнения Максвелла, тем самым предсказав существование электромагнитных волн и эффекта "Давление света".

1877 г. А. Холл обнаружил спутники Марса – Деймос, Фобос. В этом же году были открыты марсианские каналы итальянцем Дж. Скиапарелли.

1879 г. английский астроном Дж. Х. Дарвин опубликовал гипотезу о приливном происхождении Луны. С. Флеминг предлагает разделить Землю на часовые пояса.

1884 г. 26 стран ввели поясное время, предложенное Флемингом. Международным соглашением выбран Гринвич в качестве нулевого меридиана.

1896 г. обнаружен спутник у Проциона, предсказанный Бесселем.

1898 г. У. Г. Пикеринг открыл спутник Сатурна – Фебу с его способностью вращаться в обратную сторону относительно своей планеты.

Нач. XX века учеными Г. фон Цейпелем и Г. К. Пламмером были построены первые модели звездных систем.

1908 г. Джордж Хейл впервые обнаружил магнитное поле у внеземного объекта, которым стало Солнце.

1915-1916 гг. Эйнштейн вывел общую теорию относительности, определив новую теорию гравитации. Ученый сделал вывод, что изменение скорости действует на тела подобно силе гравитации. Если Ньютон в свое время назвал орбиты планет фиксированными вокруг Солнца, то Эйнштейн утверждал, что у Солнца есть гравитационное поле, вследствие чего орбиты планет делают медленный дополнительный поворот.

1918 г. американец Харлоу Шепли на основе наблюдений разработал модель структуры Галактики, в ходе чего выяснилось реальное местоположение Солнца - край Галактики.

1926-1927 - Б. Линдблад и Ян Оорт, анализируя движение звёзд, приходят к выводу о вращении Галактики.

1931 г. начало радиоастрономии положили эксперименты К. Янского.

1932 г. Янский открыл радиоизлучение космического происхождения. Первым радиоисточником непрерывного излучения был назван источник в центре Млечного Пути.

1937 г. американец Г. Ребер сконструировал первый параболический радиотелескоп, диаметр которого составлял 9,5 м.

1950-х гг. обнаружено рентгеновское излучение, исходящее от Солнца. Положено начало рентгеновской астрономии.

1950-е гг. формирование современной инфракрасной астрономии. Изучение информации в диапазоне между видимым излучением.

1953 г. Ж. де Вокулер открыл первое сверхскопление галактик, которое также называют Местным.

1957 г. начинается космическая эра запуском искусственных спутников Земли.

1961 г. первый запуск человека в космос. Первым космонавтом стал Юрий Гагарин.

1962 г. запущена Орбитальная солнечная обсерватория, с помощью которой стало возможным систематически проводить наблюдения относительно ультрафиолетового излучения, что дало старт развитию ультрафиолетовой астрономии.

1962 г. обнаружен первый рентгеновский источник вне Солнечной системы - Скорпион X-1.

1965 г. первый выход человека в открытый космос, совершенный Алексеем Леоновым. Длительность выхода составила 23 мин. 41 сек.

1969 г. Нога человека ступила на поверхность Луны. Первым космонавтом на поверхности Луны был Нил Армстронг.

1991 г. запуск Гамма-обсерватории “Комптон”, которая дала мощный толчок для развития гамма – астрономии.

Нач. XXI в. дало миру ограниченные варианты квантовых компьютеров, с помощью которых возможно совершать сверхскоростные вычисления.

2009 г. ознаменовался сборкой американскими физиками первого программируемого квантового компьютера.

2012 г. разработан фотонный квантовый компьютер, который способен проводить вычисления не последовательно, как классические ЭВМ, а одновременно, что увеличивает скорость получения результата.

Астрономия и космология считалась довольно спокойной наукой. Это было связано с отсутствием активного инструмента для изучения Вселенной. Однако научные открытия в последние десятилетия полностью изменили эту картину.

Активные галактики

В прошлом веке были обнаружены так называемые активные галактики. Эти галактики излучают невероятно огромное количество энергии, которая свидетельствует о том, что на самом деле взрываются ядра.

Затем в 1962 году открыты (квази звездные радиоисточники) и показано, что квазары наиболее светящиеся объекты во Вселенной. Было обнаружено, что некоторые из них находятся на расстоянии миллиардов световых лет, и что они должно быть чрезвычайно активные ядра галактик.

Вскоре после этого в 1967 году, были обнаружены пульсары (пульсирующие звезды). являются звездами, выделяющие очень короткие всплески излучения на удивительно точной частоте. Ученые объяснили их как вращающиеся нейтронные звезды, которые имеют диаметр лишь около 16 километров и которые испускают пучок излучения как маяк. Их плотность настолько велика, что часть пульсара размером с мяч будет весить как океанский лайнер, а продолжительность свечения может быть с тысячную долю секунды.

Ранее в 20 веке было постулировано существование , которые являются областью пространства-времени, но плотнее, чем нейтронные звёзды. Однако косвенные свидетельства их существования доказано лишь в начале 1970-х. Черные дыры трудно обнаружить, потому что их гравитационное поле достаточно сильное, и оно не выпускает все излучения. В 1964 году открытие чрезвычайно единообразного космического микроволнового фонового излучения убедило большинство астрофизиков что Вселенная имеет конечный возраст и возникла как гигантский взрыв около 15 или 20 млрд лет назад в результате так называемого большого взрыва.

Инструменты наблюдения Вселенной

Все эти достижения в области астрономии и космологии стали возможны с помощью новых инструментов наблюдения. В 20 веке крупнейшим был только 5-метровый оптический телескоп. С тех пор наземные оптические телескопы увеличились в четыре раза и даже более крупные находятся в стадии строительства. Кроме того в 1990 году, космический телескоп Хаббл был направлен на орбиту. Он предоставил множество новой полезной информации о нашей Вселенной, например, как радиация не должна пройти через атмосферу Земли.

Спутники для исследований

За последние годы человечество пополнилось знаниями о нашей собственной солнечной системе и её бытие. Многие новые спутники и кольца вокруг планет были обнаружены и раскрыт характер комет. Впервые 12 ноября 2014 была осуществлена мягкая с космического аппарата «Розетта» спускаемого аппарата «Филы».

Начало космической эры произошло в 1957 году, когда был запущен первый спутник. Только спустя два года советская межпланетная станция смогла достичь небесный объект Луну. Луну обогнул беспилотный космический корабль, который послал фотографии оборотной стороны, которую никогда не видел человек. Эта миссия также подтвердила предсказания, которые были сделаны немного раньше: что солнце, в дополнение к его электромагнитному излучению, также испускает поток частиц различной интенсивности, так называемый Солнечный ветер. Это знание оказалось важным, потому что солнечный ветер влияет на атмосферу Земли.

В 1961 году был выполнен первый пилотируемый космический полет. С начала 1960-х спутники связи были отправлены на орбиту, делая возможным беспроводную связь во всем мире. За тот же период планетарные зонды были запущены в космос. Они предназначены для прохождения вблизи планет и затем отправку обратно информации о них. Со всех планет Солнечной системы с помощью зондов снята информация, которая значительно увеличила наши знания о них. Это было бы невозможно только наземными исследованиями и действительно привело к некоторым удивительным открытиям. Например, один из спутников Юпитера имеет вулканическую активность, первый случай, когда-либо наблюдаемый. Сложный рисунок радиационных поясов вокруг Земли теперь называется магнитосферой и показано, что магнитосфера имеет весьма важное значение для различных видов деятельности на земле.

Посадка на Луну и планеты зондов все возрастающей сложности начались с середины 60-х годов и продолжаются сегодня. Некоторые из них передали образцы, делая возможным углубленный химический анализ их состава. В 1969 году первый человек ступил на Луну, только двенадцать лет после того, как был запущен первый спутник.

Метеорологические и навигационные спутники

Хотя часто утверждается, что космические исследования имеют значение для наиболее насущных потребностей общества, и что космические исследования просто управляются национальным тщеславием и любопытством ученых, важно не упустить огромные преимущества таких исследований для людей во всем мире, особенно в сочетании с технологическим прогрессом в других областях.

Простым примером является разработка метеорологических спутников , которые стали незаменимыми для слежения за ураганами и другими природными катаклизмами. Так как эти катаклизмы еще потенциально разрушительны, своевременное предупреждение их спасло много жизней и помогли избежать неисчислимого материального ущерба. Еще одним примером является значение спутников Земли, которые стали неотъемлемой частью сбора геологических данных и предоставляют нам средства оценки ресурсов земли. Кроме того эти спутники передают информацию о лесных культурахи их росту и урожайности, другую практическую информацию, например о степени болезни сельскохозяйственных культур.

Огромное значение в последнее время имеет система глобального позиционированная разработанная с применением спутников Земли.

Таким образом, астрономия и космология с космическими исследованиями имеют огромное значение для решения наиболее насущных потребностей человечества

Книга посвящена современным проблемам астрономии: от изучения Луны и планет до поисков гравитационных волн, темного вещества и темной энергии. Ученые Государственного астрономического института им. П.К.Штернберга (МГУ) рассказывают о том, какие важнейшие события произошли в астрономии на рубеже нового тысячелетия и над какими нерешенными проблемами сейчас работают исследователи. Условный исторический рубеж - начало нового тысячелетия - был отмечен несколькими важнейшими открытиями в изучении Вселенной. Поэтому последние годы можно без преувеличения назвать великим десятилетием астрономии, возможно, началом ее нового "золотого века". В "Приложении" помещен обширный справочный материал. Книга адресована старшеклассникам, студентам и преподавателям, а также всем интересующимся проблемами современного естествознания.

Предвидение Лапласа.
Главный вопрос, волнующий нас при обращении к прошлому: может ли оно подсказать нам судьбу наших нынешних представлений о Вселенной? Говорят, кто владеет прошлым, владеет будущим... С конца XVIII в. ученым людям каждого поколения было свойственно думать, что основы мироздания уже постигнуты и осталось лишь уточнить детали. Ньютоновская механика превосходно описывала движение планет и двойных звезд; казалось, что ее достаточно для описания космоса. Пьер Симон Лаплас говорил в конце XVIII в. о перспективе объять «в одной формуле движение величайших тел Вселенной наравне с движением легчайших атомов», что в известном смысле остается серьезной задачей и для современного естествознания. Последние слова Лапласа были: «То, что мы знаем, так ничтожно по сравнению с тем, чего мы не знаем». Открытия в астрономии на рубеже XX и XXI вв. подтвердили буквальную правоту этих слов. Будут ли они справедливы и в будущем? Величайшая проблема естествознания - возможно ли построение Окончательной Теории Всего? К этому вопросу мы еще вернемся.

Успехи астрономии будущего, как считал Лаплас, будут зависеть от трех условий: точности измерения времени и углов и совершенства оптических инструментов, причем «первые два в настоящее время не оставляют желать почти ничего лучшего». Ныне, два века спустя, окончательно решена лишь первая задача: измерение времени перешло в ведение атомной и молекулярной физики и достигло абсолютного предела точности, определяемого законами квантовой механики. В измерении угловых расстояний на небесной сфере - после почти двухвекового застоя - применение интерференционных методов и выход в космос привели к радикальному прогрессу, пределов которому не видно. Совершенствование оптических инструментов, на которое Лаплас возлагал особые надежды (поскольку измерения времени и углов, как он считал, уже достигло совершенства!), также ничем не ограничено. В 2006 г. количество гигантских наземных телескопов с зеркалами, превышающими 5 метров в диаметре, уже перевалило за два десятка. Сегодня лучшие оптические инструменты имеют зеркала диаметром 8-10 м, уже спроектированы телескопы с зеркалами от 30 до 100 м.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА (В. Г. Сурдин) 5
Введение. АСТРОНОМИЯ - ОТ ВЕКА К ВЕКУ (Ю. К Ефремов) 11
Предвидение Лапласа 12
Сто лет назад 13
Открытие Вселенной 19
Эволюция звезд 20
Галактика Млечный Путь 22
Все шло хорошо 23
Старое «облачко» - темная масса 24
Пять проблем Шкловского 25
Новая космология 27
Черные дыры 29
Множественность необитаемых миров 30
Подводя итоги 31
1. ПЛАНЕТЫ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ 33
ОБЗОР СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ (Ж. Ф. Родионова, В. Г. Сурдин) 34
Общая характеристика 34
Луна 39
Меркурий 47
Венера 53
Марс 61
Юпитер 71
Сатурн 80
Уран 84
Нептун 87
Плутон 90
ПРИРОДА ПЛАНЕТ (В. В. Шевченко) 93
Введение 93
Объекты Солнечной системы 93
Движение тел Солнечной системы 98
Химический состав тел Солнечной системы 99
Ранние стадии развития планет 100
Ударные процессы в Солнечной системе 103
Лед на Луне? 104
Планеты-гиганты: Юпитер 107
Вулканизм на телах Солнечной системы
Жизнь в Солнечной системе 114
2. ЗВЕЗДЫ: РОЖДЕНИЕ, ЖИЗНЬ, СМЕРТЬ 119
ФИЗИКА И ЭВОЛЮЦИЯ ЗВЕЗД (В. А. Батурин, И. В. Миронова, В. Г. Сурдин) 120
Структура звезды 120
Термодинамика вещества в звездных недрах 123
Ядерные реакции в звездах 128
Перенос тепла в звездах 134
Жизнь звезд 138
Эволюция одиночной звезды 157
ПЕРЕМЕННЫЕ ЗВЕЗДЫ (Н. Н. Саиусь) 162
История открытия и изучения 162
Цефеиды 165
Новые 172
Сверхновые 176
ЗВЕЗДЫ: ЖИЗНЬ ПОСЛЕ СМЕРТИ (С Б. Попов, М. Е. Прохоров) 183
Белые карлики 183
Нейтронные звезды 186
Странные звезды 198
Черные дыры 202
Компактные объекты в двойных системах 206
ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ ВО ВСЕЛЕННОЙ (А. М. Черепащук) 219
Свойства черных дыр: ранние представления 219
Свойства черных дыр: современные представления 221
Решение Шварцшильда 225
Тернистый путь к открытию 227
Образование черных дыр 236
Астрономические наблюдения черных дыр 241
Методы измерения масс черных дыр 244
Сверхмассивная черная дыра в ядре нашей Галактики 252
Демография черных дыр 254
«Критические» эксперименты для черных дыр 263
Заключение 265
3. МИР ГАЛАКТИК 267
МЛЕЧНЫЙ ПУТЬ (В. Г. Сурдин) 268
Небесная Дорога 268
Межзвездная среда 277
Скопления звезд 289
Наша Галактика как газо-звездная система 298
Газ - это жизнь 304
Остатки вспышек сверхновых 308
СПИРАЛЬНАЯ СТРУКТУРА НАШЕЙ ГАЛАКТИКИ (Ю. Н. Ефремов) 313
«Великий чертеж» галактик 313
Звездные комплексы и флоккулентные спирали 315
Вращение Галактики 318
Спиральная структура Галактики 320
План Галактики 324
РАЗНООБРАЗИЕ ГАЛАКТИК (А. В. Засов, В. Г. Сурдин) 329
Что такое галактика? 329
Как изучают галактики 330
Из чего состоят галактики 335
Какими бывают галактики 337
Расстояния до галактик 342
Размеры галактик 344
Вращение галактик 345
Что представляют собой спиральные ветви 348
Темная масса, или сколько «весят» галактики 351
Ближайшие галактики 366
Карликовые галактики 372
Взаимодействующие галактики 376
Системы галактик 382
Что там, в центрах галактик? 387
4. СОВРЕМЕННАЯ КОСМОЛОГИЯ (И. В. Сажин, О. С Хованская) 397
Космология как наука 398
Наблюдения в космологии 402
История нашей Вселенной 414
Три вида материи во Вселенной 424
Космология и теория суперструн 427
ОТКРЫТИЕ ТЕМНОЙ ЭНЕРГИИ В БЛИЖНЕЙ ВСЕЛЕННОЙ (АД. Чернин) 430
Введение 430
Глобальное и локальное 431
Парадокс Хаббла-Сэндиджа 434
Темная энергия 436
Плотность темной энергии 439
Всемирное антитяготение 441
Мир антитяготения 443
Ближняя Вселенная и локальная космология 444
Компьютерное моделирование: от хаоса к порядку за 12 млрд. лет 449
Взвешиваем темную энергию в ближней Вселенной 451
Заключение 453
5. ШЕПОТ ВСЕЛЕННОЙ: ПОИСК ГРАВИТАЦИОННЫХ ВОЛН (В. К Руденко) 455
Волны пространства-времени 457
Чего ждем? 459
Это можно регистрировать? 461
Новое поколение антенн 463
Алгоритмы слепого поиска 470
Реликтовый гравитационно-волновой фон 477
Поиск астро-гравитационных корреляций 479
Заключение 481
6. ПОИСКИ ВНЕЗЕМНЫХ ЦИВИЛИЗАЦИЙ: АСТРОНОМИЯ И НЕ ТОЛЬКО (Л. М. Гиндилис) 483
Астрономия и SETI 484
Внесолнечные планетные системы 485
Органические соединения во Вселенной 489
Одиноки ли мы во Вселенной? 492
От фантастики к научным проектам 494
SETI: область исследований 497
Пути поиска внеземных цивилизаций 499
Любительский SETI 517
Биологический канал связи 519
Активный поиск 520
Поймем ли мы их? 525
Зачем нужны контакты с ВЦ 526
Не опасны ли контакты? 527
Этика контакта 529
ПРИЛОЖЕНИЯ (В. Г. Сурдин) 531
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В АСТРОНОМИИ, АСТРОФИЗИКЕ И КОСМОЛОГИИ 532
НЕКОТОРЫЕ СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ 558
ЛИТЕРАТУРА 592
АВТОРЫ 595.