Âûáèðàé : Ïîêóïàé : Èñïîëüçóé
â ôîêóñå
0

Ðåøåíà ìàòåìàòè÷åñêàÿ çàãàäêà êîëåö Ñàòóðíà

Óíèêàëüíîå ðàñïðåäåëåíèå ÷àñòèö â êîëüöàõ Ñàòóðíà ïîëó÷èëî, íàêîíåö, íàó÷íîå îáúÿñíåíèå. Äî ñèõ ïîð íåîáû÷íûé ìàòåìàòè÷åñêèé ïîðÿäîê êîëåö ñòàâèë ó÷åíûõ â òóïèê.

Ìåæäóíàðîäíàÿ êîìàíäà ó÷åíûõ, â òîì ÷èñëå ïðîôåññîð Íèêîëàé Áðèëëèàíòîâ èç Óíèâåðñèòåòà Ëåñòåðà, ðåøèëà âåêîâóþ íàó÷íóþ çàãàäêó ñòðîãîãî ìàòåìàòè÷åñêîãî ðàñïðåäåëåíèÿ ÷àñòèö â êîëüöàõ Ñàòóðíà. Îêàçûâàåòñÿ, åñòü óíèâåðñàëüíûé çàêîí ðàñïðåäåëåíèÿ ÷àñòèö â áîëüøîì îáúåìå.  áóäóùåì òàêàÿ ñîðòèðîâêà ïî ðàçìåðó ìîæåò íàéòè ïðàêòè÷åñêîå ïðèìåíåíèå â ïðîìûøëåííîñòè, à òàêæå ïðè âûïîëíåíèè êîñìè÷åñêèõ ìèññèé.

Ðèñóíîê äåìîíñòðèðóåò íåîáû÷íóþ ñòðóêòóðó êîëåö Ñàòóðíà. Êîëüöà ñîñòîÿò â îñíîâíîì èç ëåäÿíûõ ÷àñòèö ðàçíîãî ðàçìåðà. Îíè ñëèïàþòñÿ, îáðàçóÿ óäëèíåííûå, èçîãíóòûå ñòðóêòóðû, êîòîðûå ïîñòîÿííî ìåíÿþò ôîðìó. Ïðîñòðàíñòâî ìåæäó ýòèìè ñòðóêòóðàìè îáû÷íî ïóñòî

Êîëüöà Ñàòóðíà èçó÷åíû õîðîøî. Ñ áîëüøîé âåðîÿòíîñòüþ îíè îáðàçîâàëèñü â ðåçóëüòàòå ñòîëêíîâåíèÿ êðóïíûõ îáúåêòîâ, êîòîðûå îò óäàðà ðàñïàëèñü íà ìíîæåñòâî ôðàãìåíòîâ ðàçíîãî ðàçìåðà. Ñåé÷àñ êîëüöà Ñàòóðíà — ýòî ñêîïëåíèå áåñ÷èñëåííîãî ìíîæåñòâà ëåäÿíûõ ÷àñòèö ðàçìåðîì îò ñàíòèìåòðîâ äî äåñÿòêà ìåòðîâ.

Îäíàêî, äîëãîå âðåìÿ êîëüöà ïîðàæàëè ó÷åíûõ óäèâèòåëüíîé óïîðÿäî÷åííîñòüþ, ñîîòâåòñòâóþùåé ìàòåìàòè÷åñêîìó çàêîíó îáðàòíûõ êóáîâ.  Òàê, ÷àñòèö äèàìåòðîì äâà ìåòðà â âîñåìü ðàç ìåíüøå, ÷åì ÷àñòèö äèàìåòðîì îäèí ìåòð.  ñâîþ î÷åðåäü, ÷àñòèö äèàìåòðîì òðè ìåòðà ìåíüøå â 27 ðàç è òàê äàëåå. Ýòî ïðàâèëî äåéñòâóåò äëÿ ÷àñòèö ðàçìåðîì äî 10 ìåòðîâ: êîëè÷åñòâî îáúåêòîâ áîëüøåãî ðàçìåðà ðåäêî ïàäàåò.

Äî ñèõ ïîð îñòàâàëîñü çàãàäêîé ýòî óäèâèòåëüíîå ìàòåìàòè÷åñêîå ñîâåðøåíñòâî êîëåö è ðåçêîå ïðåêðàùåíèå äåéñòâèÿ ïðàâèëà ïîñëå îïðåäåëåííîãî äèàìåòðà ÷àñòèö. Ó÷åíûì íàêîíåö óäàëîñü ðåøèòü ýòó çàãàäêó, â òîì ÷èñëå è ñ èñïîëüçîâàíèåì ìîäåëèðîâàíèÿ íà ñóïåðêîìïüþòåðå ÌÃÓ "×åáûøåâ".

Êîëüöà Ñàòóðíà. Ñíèìîê, ñäåëàííûé çîíäîì Cassini

Ðàñ÷åòû ïîêàçûâàþò, ÷òî êàðòèíà, íàáëþäàåìàÿ â êîëüöàõ Ñàòóðíà, — ýòî íå óíèêàëüíàÿ õàðàêòåðèñòèêà íàøåé Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, à óíèâåðñàëüíîå ïðàâèëî ðàñïðåäåëåíèÿ. Äðóãèìè ñëîâàìè,  ïî âñåé Âñåëåííîé â ïîõîæèõ ñèñòåìàõ ïëàíåòíûõ êîëåö ÷àñòèöû ðàñïîëîæåíû ñõîæèì îáðàçîì — â ñîîòâåòñòâèè ñ çàêîíîì îáðàòíûõ êóáîâ. Òî æå êàñàåòñÿ è ëþáûõ äðóãèõ ñèñòåì, ãäå ìåäëåííûå ÷àñòèöû âðåçàþòñÿ äðóã â äðóãà è ñëèâàþòñÿ, à çàòåì ñòàëêèâàþòñÿ ñ áîëåå ìåëêèìè áûñòðûìè ÷àñòèöàìè. Òàêèå ñèñòåìû ñóùåñòâóþò â ïðèðîäå è âñòðå÷àþòñÿ â ïðîìûøëåííîñòè. Âñå îíè äîëæíû äåìîíñòðèðîâàòü çàêîí îáðàòíûõ êóáîâ ïðè ðàñïðåäåëåíèè ÷àñòèö ïî ðàçìåðó.

Êîììåíòàðèè