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.

2 181

Выбор редакции

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.

2 181

Подпишись на нашу рассылку лучших статей и получи журнал бесплатно!


Комментарии

Аватар пользователя Илья Соколов
Вчера
В свете стремления руководства ОАК разделить...
Аватар пользователя Илья Ведмеденко
Вчера
Прежде чем писать эту, извините, ересь, вы бы сначала...
Аватар пользователя Илья Ведмеденко
19 сен
Честно, вот не имею ничего против самолета. Поживем -...

Комментарии

Plain text

  • Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки.
  • Разрешённые HTML-теги: <a> <em> <strong> <cite> <blockquote> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <br> <iframe> <embed> <br/>
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.

Comment text

  • Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки.
  • Разрешённые HTML-теги: <a> <em> <strong> <cite> <blockquote> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <br> <br/>

Быстрый вход

или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Вы сообщаете об ошибке в следующем тексте:
Нажмите Отправить ошибку