Анизотропию реликтового излучения распечатали на 3D-принтере — Naked Science
5 минут
Редакция

Анизотропию реликтового излучения распечатали на 3D-принтере

Ученые из Имперского колледжа Лондона продемонстрировали способ макетирования температурных флуктуаций реликтового излучения с помощью 3D-принтера. Результаты работы опубликованы в European Journal of Physics.

wmap_2006_94_ghz_temperature_map
©Wikipedia

Реликтовым называется тепловое излучение, возникшее после охлаждения Вселенной до 3 тысяч кельвинов. Тогда же, спустя 380 тысяч лет после Большого взрыва, из электронов, протонов и ядер гелия образовались первые атомы, а материя перешла из плазматического в газообразное состояние. Анализ реликтового излучения проводится с целью прояснения истории Вселенной и связан, в частности, с вопросами ее расширения и источника происхождения темной материи.

 

Один из значимых параметров реликтового излучения — дипольная анизотропия, то есть перераспределение более горячих областей в одних направлениях с пропорциональным охлаждением других. По одной из теорий, такая диполь связана с эффектом Доплера: Млечный Путь движется относительно реликтового фона, в результате чего земные приемники фиксируют определенное изменение частот и длин волн этого излучения. Карты анизотропии с 2009 года составляются на основании данных со спутника Европейского космического агентства (ЕКА) «Планк» и находятся в открытом доступе. Они представляют собой двумерные изображения (овалы) всей небесной сферы с увеличенной контрастностью и различным угловым разрешением.

 

Сложность этих карт для интерпретации растет с получением новых данных. Поэтому для визуализации температурных флуктуаций реликтового излучения необходимы инструменты, которые позволяли бы передавать информацию о нем в доступной форме. Британские астрофизики предложили использовать для этого трехмерные макеты, распечатанные на 3D-принтерах.

 

Финальная версия макета анизотропии после окрашивания в ZPrinter / © D. L. Clements et al.

 

Авторы распечатали трехмерную карту анизотропии на двух принтерах: настольном Ultimate 2+ и промышленном ZPrinter 650. Первый использовался для изготовления монохромного макета из полилактида — биоразлагаемого полиэфира, мономером которого является молочная кислота. На ZPrinter макет окрашивался в соответствии с градиентами температур, характерными для различных участков излучения (красный цвет — горячие области, бесцветные — холодные). Результатом стала сфера диаметром три сантиметра с неравномерным ландшафтом, пики и углубления на поверхности которой визуализируют уровень спектра мощности анизотропии. Угловое разрешение анизотропии составило 1 градус.

 

Ученые подчеркнули, что каждый из указанных принтеров работает со своим форматом CAD-файлов — STL у Ultimate и VRML у ZPrinter. Для создания каждого использовалось различное программное обеспечение, например Netfabb и Cura. Исходники CAD-файлов размещены в открытом доступе.

 

Технология может использоваться в образовательных целях и в рамках просветительской работы, сообщили авторы. Кроме того, такие макеты впервые позволят ощутить температурные различия реликтового излучения слабовидящим и слепым людям.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сегодня, 07:05
10 минут
Василий Парфенов

Американские исследователи проанализировали данные опросов молодежи в возрасте от 18 до 23 лет с 2007 по 2017 год и обнаружили несколько факторов, коррелирующих с общей тенденцией к снижению популярности случайного секса, то есть нерегулярных половых связей вне постоянных романтических отношений. Среди наиболее заметных — возросшая вовлеченность в компьютерные игры, жизнь под одной крышей с родителями и меньшее употребление алкоголя.

4 часа назад
7 минут
Василий Парфенов

С момента появления систем автономного вождения многие задавались вопросом: а как они будут выглядеть в идентичных условия? К счастью, у нас наконец-то появилась возможность сравнить два самых известных автомобильных автопилота: системы разработки Tesla и Waymo — дочерней структуры Alphabet, владеющей Google. Машины проехали по одному маршруту, но сделали это совершенно по-разному, что весьма удивляет.

4 часа назад
10 минут
Мария Азарова

Исследование предоставило доказательства более плохого состояния костей тех, кто придерживается веганской диеты. Также исследователи обнаружили комбинацию биомаркеров, связанных с питанием, которые могут способствовать здоровью костной ткани.

2 марта
42 минуты
Редакция

Все знают, что нефть — это углеводороды. Но из чего она образовалась? Правда ли, что из динозавров? И сколько миллионов лет нефти, из которой сегодня делают бензин и сотни других важных окружающих нас вещей? Разбираемся, какие запасы нефти залегают в России и сколько их осталось, почему их до сих пор не добыли, а также, как это связано с существами, которые жили миллионы лет назад.

2 марта
5 минут
Сергей Васильев

Моделирование показало, что через миллиард лет атмосфера нашей планеты переживет резкие изменения и потеряет весь свой кислород, отбросив жизнь к древнейшим анаэробным формам.

Сегодня, 07:05
10 минут
Василий Парфенов

Американские исследователи проанализировали данные опросов молодежи в возрасте от 18 до 23 лет с 2007 по 2017 год и обнаружили несколько факторов, коррелирующих с общей тенденцией к снижению популярности случайного секса, то есть нерегулярных половых связей вне постоянных романтических отношений. Среди наиболее заметных — возросшая вовлеченность в компьютерные игры, жизнь под одной крышей с родителями и меньшее употребление алкоголя.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: