Журнал Наука и Техника (НиТ) - «Наука и Техника» [журнал для перспективной молодежи], 2006 № 01 (1)

Ещё одна сфера, где переоценить значение GPS сложно, — сейсмология. Японский Географический Институт (Japan’s Geographical Survey Institute) осуществляет проект предупреждения землетрясений при помощи GPS датчиков, размещённых в сейсмоопасной зоне на расстояниях в 25 км друг от друга. Сейчас используется приблизительно 1000 датчиков-приёмников. Каждый расположен на высоте 15 футов и “контактирует” со спутником каждый 30 секунд.

Недавно с помощью этой системы были зафиксированы аномальные колебания в районе города Нагоя — четвёртом по количеству жителей городе Японии. Ранее было зафиксировано, что земной пласт, на котором расположен город, смещается на запад в среднем на 3 см в год. С января 2001 года, только благодаря GPS, заметили, что город движется с той же скоростью, но уже в противоположном направлении.

По словам японского геодезиста Макото Мураками(Макоtо Мurакаmi), это означает, что в ближайшие годы в этой области возможны сильнейшие землетрясения — повысилась активность земной коры. Кстати, благодаря GPS можно прогнозировать и место землетрясения.

Теперь пару слов о том, какой прок от GPS простому смертному. Предполагается, что в персональный GPS-peсивер можно будет закачивать карту любой местности и по ней перемещаться. Вещь незаменимая, особенно в чужом городе. Другая GPS-перспектива — использование в портативной системе визуализации MARS.

Сегодня самый простой GPS приёмник стоит $100, и преградой для получения радиосигнала могут стать горы, густые леса и прочие плотные “помехи”. Самый современный стоит $30 тысяч, и, соответственно, возможности его куда более впечатляющие.

А в целом, GPS сейчас встраивают во всё, что только можно — от телефона (здесь особенно преуспел Benefon), плеера до бортового компьютера автомобиля. По России GPS идёт как-то вяло, а в США и Европе позиционирование очень популярно — боятся потеряться?

ЭТО ИНТЕРЕСНО

Кардиостимулятор, сохраняющий жизнь миллионам людей, страдающим заболеваниями сердца, был изобретен случайно. В 1941 году инженер Джон Хоппе (John Hopps) по заказу военно-морского флота проводил исследования в области гипотермии. Перед ним была поставлена задача найти способ максимально быстро обогреть человека, долгое время пребывавшего на морозе или в холодной воде. Хоппе пытался использовать для разогрева высокочастотное радиоизлучение и случайно обнаружил, что сердце, переставшее биться в результате переохлаждения, может быть снова «запущено», если его стимулировать электрическими импульсами. В 1950 году, на основе открытия Хоппса, был создан первый кардиостимулятор. Он был большой и неудобный, его применение иногда приводило к появлению ожогов на теле больного, но эффект был очевиден.

Медик Уилсон Грейтбатч (Wilson Greatbatch) совершил второе случайное открытие. Он работал над созданием устройства, которое должно было записывать сердечный ритм. Однажды он случайно вставил в устройство неподходящий резистор и заметил, что в электрической цепи возникли колебания, напоминающие ритм работы человеческого сердца. Через два года Грейтбатч создал первый вживляемый кардиостимулятор, подающий искусственные импульсы для поддержания работы сердца.

В средствах массовой информации любимые страшилки для широкой публики — вселенские катастрофы: обвал земного климата, падение астероида, поглощение Солнечной системы черной дырой, грядущий взрыв Солнца. Еще опасности из космоса, которыми порадовал журнал “Русская Америка”: близкая вспышка сверхновой, которой возможно, станет красный гигант Мира, который уже начал “подозрительно пульсировать”.

Этот гигант в несколько сотен раз больше Солнца, «а чем больше звезда, тем больше вероятность взрыва”. Оставляя на совести авторов процитированных публикаций все то, что к науке отношения не имеет, попытаемся извлечь рациональное зерно: что же ожидает Солнце и нашу планетную систему в будущем — и не только нашу. В последние годы более чем у сотни близких звезд обнаружены планетные системы. Оказывается, и планеты не вечны. Особенно печальная судьба ждет планеты, близкие к своим звездам. Какая именно — об этом и говорится в этой статье.

Солнце — рядовая звезда спектрального класса G2. Оно занимает место примерно в середине диаграммы Герцшпрунга-Рессела (Г-Р). По горизонтальной оси диаграммы отложен спектральный класс звезды, по вертикальной — светимость. Спектральный класс звезды определяется ее температурой. Наиболее горячие звезды расположены в левой части диаграммы Г-Р, наиболее холодные — в правой. Однако точки, изображающие звезды, не заполняют диаграмму равномерно. По диагонали диаграммы проходит полоса, где плотность точек наибольшая. Это так называемая главная последовательность. Звезды на главной последовательности проводят большую часть своей жизни, но рано или поздно покидают ее, что бы перейти в другое состояние. В течение эволюции звезды меняются и ее температура, и светимость. Точка, соответствующая звезде, перемещается по диаграмме. Кривая, по которой перемещается точка, называеся эволюционным треком звезды. Конечно, диаграмма Г-Р — это как бы застывший мгновенный снимок. Но теория звездной эволюции позволяет для звезды любой массы проследить ее эволюционный трек на диаграмме Г-Р. Области или полосы на диаграмме, наиболее заполненные звездами, могут рассказать о том, куда направляются звезды в течение своего жизненного пути — в том числе и после пребывания на главной последовательности диаграммы Г-Р.

Наше Солнце — одна из звезд главной последовательности — находится примерно в середине длительного стабильного этапа своей жизни. Возраст Солнца около 5 миллиардов лет, и за все время его светимость менялась не более чем на 30 % без каких-либо резких скачков. Это позволило нашей планетной системе существовать в почти неизменных условиях, дало жизни возможность возникнуть и развиться, по крайней мере, на одной планете Солнечной системы — на Земле. Однако в свое время — примерно через 5.7 млрд. лет — спокойная жизнь для Солнечной системы закончится. Согласно теории звездной эволюции, все звезды, имеющие массу от одной до нескольких масс Солнца (Мо), на заключительном этапе вступают в фазу красного гиганта. Основная причина перехода к красному гиганту — перестройка процессов ядерного горения в недрах звезды. На главной последовательности основной источник энергии в звездах — превращение водорода в гелий.

Когда в ядре звезды исчерпано водородное горючее, начинается сжатие ядра. Температура повышается до ~10 8К, и становятся возможными ядерные реакции гелия и углерода-12. Реакция углерода с гелием приводит к образованию кислорода. Затем и гелий в ядре заканчивается. Звездное ядро к этому времени состоит в основном из углерода с примесью изотопов кислорода и более тяжелых элементов. В двух слоях, окружающих ядро, ядерные реакции продолжаются: в прилегающей к ядру оболочке продолжает гореть гелий, в более внешней — водород. Радиус звезды увеличивается многократно, от величин одного радиуса Солнца (Ro) до сотен Ro. У звезды развивается мощная конвективная зона, которая занимает до 99.9 % радиуса звезды (R*). Температура поверхности падает до 2000–3000 К, но светимость возрастает за счет увеличения размеров звезды и достигает нескольких тысяч светимостей Солнца. В это время звезда быстро (звезды солнечной массы — за несколько миллионов лет) перемещается на диаграмме Г-Р с главной последовательности сначала на горизонтальную ветвь, где ее светимость меняется мало, а температура падает. Затем звезда вступает на ветвь красных гигантов, а затем поднимается еще выше, к вершине своей эволюции на диаграмме Г-Р и достигает асимптотической ветви гигантов (АВГ), которая была названа так потому, что звезды разных масс за разное время “асимптотически” приближаются примерно к одной и той же области диаграммы Г-Р.