Анизотропию реликтового излучения распечатали на 3D-принтере - Naked ScienceNaked Science
28.10.2016, 12:31
5 минут
Naked Science
12

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

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.

16 октября
4 минуты
Мария Азарова

Российские ученые и китайские организации подписали соглашение о совместном проекте на Третьем заседании Координационной комиссии по инновационному сотрудничеству и форуме «Инвестиции в инновации».

Вчера, 18:52
15 минут
Александр Березин

Астрономы рассчитали, как Сатурн захватывает тела из окружающего космоса и "вычислили" сразу десятки таких экзотических спутников, сделав самое точное предсказание в истории астрономии. Попробуем разобраться, как они это сделали.

16 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Моделирование предсказывает, что магнитосфера Юпитера оберегает поверхность Европы от космических частиц, способных «выжечь» все живое на несколько метров вглубь.

Вчера, 13:42
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

Вчера, 13:42
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

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