Цунами усмиряется математикой

08.02.2017

Математик Усама Карди (Usama Kardi) из Кардиффского университета опубликовал расчет искусственных акустических гравитационных волн, с помощью которых теоретически можно значительно ослабить цунами.

Расчет математика показывает, что, создав две акустических гравитационных волны (АГВ), можно значительно уменьшить частоту волны гораздо большей амплитуды. Правда, на практике создание таких волн - крайне сложная задача: для этого нужно потратить очень много энергии, а строительство генератора обойдется недешево. С другой стороны, других способов (хотя бы теоретических) ослабить цунами в распоряжении у человечества пока нет.

Акустические гравитационные волны не стоит путать с гравитационными волнами - возмущениями гравитационного поля, которые рождаются при слияниях черных дыр, взрывах сверхновых и слияних нейтронных звезд. АГВ - это частный случай внутренних, или инерционно-гравитационных волн, распространяющихся в упругих средах. Один из факторов, определяющих их существование - сила тяжести, отсюда слово "гравитационный" в названии.

В природе АГВ возникают, например, в атмосфере и в воде в результате масштабных геологических и атмосферных явлений - землетрясений, падений метеоритов и других катастроф. Недавно атмосферную гравитационную волну обнаружили в атмосфере Венеры.

Подводные АГВ сопутствуют цунами; возможно, такие сопутствующие колебания можно регистрировать для предсказания самих гигантских волн. Как показывает расчет Карди, две АГВ, направленные навстречу цунами, способны, взаимодействуя с ней, существенно уменьшить ее амплитуду - а это может означать тысячи спасенных жизней.

Однако для этого потребуется сгенерировать колебания с такой большой длиной волны, какая почти недостижима при современном уровне развития технологий. Возможно, проще было бы отразить и отрегулировать АВГ, рожденные самой цунами, считает математик. Но до тех пор, пока не разработаны модуляторы и передатчики, способные это сделать, концепция ослабления цунами звуковыми волнами остается чисто теоретической.

<< Назад: Экономичный очиститель воды на солнечной энергии 09.02.2017

>> Вперед: Спутниковая связь в диапазоне 300 ГГц 08.02.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Впервые оценено магнитное поле экзопланеты 02.12.2014 В течение двух десятилетий, прошедших с момента открытия первой планеты за пределами Солнечной системы, астрономы нашли уже более 350 экзопланет и сделали большой шаг в их изучении. Двадцать лет назад большим событием было просто открытие новой экзопланеты, а сейчас астрофизики исследуют строение и химический состав их атмосфер, климат и другие характеристики. А в некоторых случаях могут даже наблюдать их луны. Одной из важных характеристик планет является их магнитное поле. Оно влияет на поведение атмосферы планеты, поскольку защищает ее от разрушительного воздействия звездного ветра и взаимодействует с ионизированной ее частью - ионосферой и магнитосферой. Кроме того оно может влиять и на эволюцию самой планеты. Прямые наблюдения магнитного поля экзопланет в настоящее время невозможны. Безуспешны пока и попытки обнаружить их радиоизлучение, которое также позволило бы оценить магнитное поле. Однако при изучении планеты HD 209458b с неофициальным названием Осирис за пределами ее магнитосферы было обнаружено облако горячего атомарного водорода, "испаряющегося" из атмосферы планеты под действием звезды. Размер и форма водородной оболочки определяется взаимодействием между оттоком газа из планеты и входящих звездный ветер протонов, которые как бы сдувают это облако. Зная параметры водородного облака, с помощью определенной модели можно оценить параметры магнитосферы и, как следствие, параметры магнитного поля. Метод такой оценки был предложен международным коллективом ученых, в который входят и российские физики, в настоящее время представляющие Институт космических исследований Австрийской академии наук, Кристина Кислякова (ранее сотрудник Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского) и Максим Ходаченко (также сотрудник НИИЯФ им. Д.В. Скобельцына, МГУ). С его помощью им удалось оценить величину магнитного момента планеты HD 209458b. Результаты исследований опубликованы в журнале Science. Ученые смоделировали образование облака горячего водорода вокруг планеты и показали, что наблюдаемая конфигурация облака соответствует только одному определенному значению магнитного момента и параметров звездного ветра. Чтобы сделать модель более точной, астрофизики учли большое количество факторов, определяющих взаимодействие между звездным ветром и атмосферой планеты: так называемую перезарядку между звездным ветром и нейтральными атмосферными частицам и их ионизацию, гравитационные эффекты, давление, радиационное ускорение, спектральное уширение линий. Планета HD 209458b, открытая в 1999 году в 150 световых лет от Земли, входит в число нескольких наиболее изученных и интенсивно изучаемых экзопланет, поскольку это один из немногих известных объектов, которые можно увидеть, когда они проходят по диску звезды. При этом свет звезды приходит на Землю, пройдя сквозь атмосферу планеты, что и позволяет исследовать ее структуру и химический состав спектральными методами. Для наблюдений ученые использовали космический телескопа Хаббл. Моделирование показало, что магнитосфера планеты относительно невелика, около 2,9 радиусов планеты, что соответствует магнитному моменту, составляющему лишь 10% от магнитного момента Юпитера. Это согласуется с предварительными оценками эффективности планетарного динамо для этой планеты. Столь маленькое магнитное поле связано с тем, что экзопланета HD 209458b представляет собой типичный горячий Юпитер, то есть газовый гигант с массой порядка Юпитерианской, но расположенный значительно ближе к звезде. Так, рассматриваемая экзопланета находится на расстоянии менее 5 млн км от звезды, что в 100 раз ближе, чем Юпитер в Солнечной системе, и даже в 10 раз ближе, чем самая близкая к Солнцу планета Меркурий. Ее период обращения всего 3,5 дня, масса составляет 0,7 массы Юпитера, а радиус - 1,4 юпитерианского. Поскольку орбита такой планеты очень близка к звезде, то она испытывает сильное гравитационное притяжение, тормозящее вращение планеты. Поскольку, в соответствии с теорией планетарного динамо, генерация магнитного поля связана с вращением ядер планет, медленное вращение планеты приводит к слабым магнитным полям. Ученые полагают, что предложенный ими метод оценки магнитного поля может быть использован для всех планет, в том числе и похожих на Землю, если вокруг них существует высокоэнергетичная водородная оболочка. Стоит отметить, что около 15% экзопланет являются горячими Юпитерами.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025