Физики впервые «сфотографировали» релятивистское искажение объекта
В 1959 году физики Джеймс Террелл и Роджер Пенроуз независимо друг от друга показали, что объект, движущийся с околосветовой скоростью, будет восприниматься наблюдателем не сжатым, а слегка повернутым — из-за оптического эффекта, который до сих пор существовал только в теории и численных симуляциях. Теперь ученые впервые подтвердили его экспериментальным путем.
Одно из ключевых предсказаний специальной теории относительности Эйнштейна — лоренцево сокращение — гласит, что длина объекта, движущегося на релятивистской скорости, становится короче по сравнению с длиной в состоянии покоя, а время для него замедляется. Этот эффект многократно подтверждался в экспериментах с частицами, движущимися почти со скоростью света.
Однако визуализировать так называемое вращение Террелла — Пенроуза — оптический эффект, при котором в глазах наблюдателя движущийся на релятивистской скорости объект выглядит не сжатым, а немного повернутым — удавалось только в симуляциях. Поворот при этом не физический: объект не меняет форму и не деформируется, это лишь иллюзия восприятия, вызванная разницей прибытия света от разных частей движущегося тела.
Теперь, чтобы воспроизвести визуальные эффекты при разных формах объектов, физики из Венского университета (Австрия) под руководством Доминика Хорнофа (Dominik Hornof) взяли неподвижный 3D-распечатанный куб (а также аналогичную сферу) и освещали его серией лазерных импульсов. Имитировать эффект «снижения» скорости света до двух метров в секунду удалось с помощью лазерных импульсов и сверхбыстрой камеры.
Импульсы при этом запускались последовательно, с изменяющимся временем задержки, а макеты между экспозициями сдвигали на небольшое расстояние — такое, которое объект бы прошел за время между импульсами, если бы двигался с околосветовой скоростью. Отраженный свет от разных частей куба и сферы фиксировали с помощью камеры, поэтапно воссоздавая одномоментное восприятие движущегося объекта.
По итогу ученые получили набор снимков и анимации, имитирующих восприятие объекта в движении. Их собрали в единый кадр, соответствующий одному моменту времени для наблюдателя. Таким образом физики продемонстрировали кажущийся поворот, аналогичный вращению Террелла — Пенроуза при наблюдении с ортогональной проекцией. Текст научной работы представлен в журнале Communications Physics.
Авторы статьи отметили, что скорость объекта оставалась низкой, поскольку они имитировали оптическое искажение, а не физику движения на околосветовой скорости. Тем не менее новый эксперимент — первый в истории случай физического моделирования релятивистского искажения изображения, открывающий путь к экспериментальной визуализации других эффектов, ранее доступных лишь в теории или численных симуляциях.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Британские палеонтологи установили, что самый первый окаменелый фрагмент динозавра, когда-либо найденный в Антарктиде, принадлежал титанозавру. Эта группа длинношеих ящеров-завроподов включает в себя самых огромных сухопутных существ, когда-либо ходивших по земле.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии