Вопрос этот часто задают любознательные дети, увидев в микроскоп увеличенную капельку воды и вспомнив, какими крупными выглядят кратеры Луны, если посмотреть на них в телескоп. Школьники, даже не изучавшие физику, интуитивно чувствуют между этими приборами какую-то связь. И они правы!
Принцип один - использование определённой оптической системы, с помощью которой строится изображение. У микроскопа она такая же, как у перевёрнутой трубы Кеплера, на основе которой построены все оптические телескопы - рефракторы, имеющие объектив (систему линз). Однако в микроскопе свет движется наоборот, так как у этих приборов разное соотношение фокусного расстояния окуляра и объектива. Микроскоп имеет объектив короткофокусный, окуляр же - длиннофокусный, а линзовый телескоп - наоборот.
Могут ли микроскоп и телескоп заменять друг друга
Можно провести опыт и поменять местами эти приборы. Длиннофокусный объектив телескопа станет окуляром микроскопа и наоборот: окуляр телескопа - короткофокусным объективом микроскопа. Но если посмотреть в телескоп, перевернутый из микроскопа, то размер наблюдаемого объекта уменьшится и покажется, что он удален. Чтобы увеличить изображение предмета надо его расположить точно между 1-м и 2 -м фокусными расстояниями. Причем, чем ближе к фокусу, тем крупнее будет изображение. В фокус - нельзя, будет просто размытое пятно. На двойном фокусном расстоянии изображение будет равно предмету. Такое преобразование можно сделать и с телескопом, получив микроскоп.
Но это только эксперимент. Никакой телескоп никто не будет использовать в качестве микроскопа, а микроскоп никогда не служит телескопом. Их конструкция и все оптические детали сделаны совершенно по-разному, так как рассчитаны на получение наилучшего изображения при конкретном использовании. А применяют телескопы и микроскопы в совершенно различных целях. Мы знаем, для чего нужен микроскоп - он помогает рассматривать мельчайшие предметы - и что можно увидеть в телескоп - космические объекты, удалённые на гигантские расстояния.
Созвездие Микроскоп (Microscopium)
В южном полушарии неба есть созвездие Микроскоп, в котором невооруженным глазом видны приблизительно 20 звезд из 37. Звёздная величина лишь трёх самых ярких из них, образующих маленькую немного изогнутую дугу - 5m. Большинство находится на границе видимости. Это созвездие было открыто в 1752 году французским астрономом Никола Луи Лакайлем и названо в честь натуралиста и конструктора микроскопов Антуана (Антони ван) Левенгука.
Сейчас его имя носит серия микроскопов и других отличных оптических приборов, прекрасно себя зарекомендовавших: и многие другие, а также бинокли, телескопы, монокуляры и лупы, носящие имя этого основоположника научной микроскопии, можно зайдя на сайт levenhuk.ua.
Берн (Швейцария) - Швейцарским ученым удалось разработать метод, с помощью которого они могут упростить поиск экзопланет земного типа. Определив, на какой планете, находящейся вне Солнечной системы (экзопланете), жизнь не может развиваться по земной модели, они могут существенно ограничить поиск.
Сейчас разрабатываются обширные программы мониторинга с целью поиска экзопланет, на которых могла бы существовать жизнь. На основе обрушивающегося на ученых потока данных, который будет всё увеличиваться с развитием новых технологий наблюдения, задача становится практически неразрешимой.
Янн Алиберт
"Вопрос о том, является ли так называемая экзопланета обитаемой или нет, очень сложный, так как известны не все условия, необходимые для этого", - объясняет Янн Алиберт (Yann Alibert) - Центр пространства и обитаемости, университет Берна.
Это явилось причиной исследования, опубликованного сначала на arXiv.org, а затем в "Astronomy & Astrophysics". Бернский учёный выбрал решение "от противного" и установил основные критерии, базирующиеся на двух параметрах: массе и радиусе экзопланеты, которые исключают на ней существование земной жизни.
Данные о массе таких планет предоставляет разработанный в университетах Женевы и Берна совместно с другими партнерами HARPS-спектрограф высокой точности, находящийся в Чили. Начиная с 2017 года сможет определять радиус выбранных планет и космический телескоп ЕКА - CHEOPS, разрабатываемый под руководством CSH. Благодаря методу Алиберта и его коллег, из данных HARPS и телескопа CHEOPS можно будет исключать планеты, где нет основных условий для жизни. "Этот процесс исключения поможет астрономам сосредоточиться в будущих поисках миров земного типа на наиболее перспективных кандидатах", - пояснил исследователь.
Два условия возникновения жизни на Земле
Должны выполняться два условия, которые обеспечивают на Земле жизнь: на планете должны быть жидкая вода и углерод - углеродный цикл (Carbon-Zyklus).
Углеродный цикл
Этим термином обозначается геологический процесс, регулирущий содержание углекислого газа в атмосфере и, соответственно, температуру на поверхности планеты, поясняет пресс-релиз университета Берна. В океанах высвободившийся диоксид углерода вступает в химические соединения и переносится в горячие глубины земной коры. Там при высоких температурах он вновь высвобождается. При извержениях вулканов газ выбрасывается на поверхность планеты и опять поступает в атмосферу и в воду. Экзотический лед - враждебная среда для жизни на планетах.
Возможно, так выглядит Kepler-22b - экзопланета, обнаруженная 05.12.2011 космическим телескопом Kepler
Планеты с большим радиусом - газовые гиганты
Но если у планеты с данной массой очень большой радиус, она обладает невысокой плотностью. Поэтому там нет углеродного цикла и/или жидкой воды, так как низкая плотность означает, что в составе небесного тела газ и/или вода присутствуют в большом количестве. Если на планете много газа, атмосферное давление на её поверхности поднимается настолько сильно, что вода не может снова стать жидкой.
Водные планеты не имеют углеродного цикла
Если же на планете слишком много воды, тогда давление на её океанском дне поднимается до таких пределов, когда вода там может существовать в форме так называемого "льда VII" (кубической модификации льда, на Земле не существующей). У воды тогда такая высокая плотность, что лёд откладывается на морском дне и образует там барьер между скальной породой морского дна и водой, препятствующий углеродному циклу.
Наличие жизни зависит от радиуса и массы планеты
Самый большой радиус, когда еще может проходить углеродный цикл и существовать жидкая вода, зависит напрямую от массы планеты. У планеты, которая имеет массу Земли, радиус может превышать земной не больше, чем в 1,7 раза (сюда включаются газовый и водный покровы). Так называемые "супер-земли" - планеты земного типа - могут иметь от одной до 12 масс Земли, а их радиус должен находиться в пределах от одного до 2,2 радиуса нашей планеты. Пока, однако, были открыты, в основном, более крупные экзопланеты.
Благодаря высокой чувствительности строящегося телескопа CHEOPS, возможно, скоро будут обнаружены и экзопланеты меньших размеров.
Доказано, что теория особого места Земли во Вселенной необоснованная. Исследование опровергает представление о Земле, Солнечной системе и Млечном Пути как центре Вселенной.
Через 400 лет после Галилея опровергнута гелиоцентрическая модель мира Птолемея, представлявшая Землю центром Вселенной - такое сообщение было бы очень похоже на шутку, если бы об этом не заявили в серьёзном научном журнале. Теория о том, что Земля занимает особое место во Вселенной, по мнению американских физиков, не имеет под собой почвы. В новом исследовании учёные из Дартмута (США) - на фото Нина Максимова с профессором Робертом Колдуэллом - опровергают также спорную гипотезу о том, что ускорения расширения Вселенной не существует.
Открытие об ускорении расширения Вселенной, вызвало в 2011 году присуждение Нобелевской премии и появление теории темной энергии, таинственной, до сих пор не обнаруженной силы, которая, как предполагают, составляет почти три четверти энергии во Вселенной.
Альтернативная теория, объясняющая ускорение расширения Вселенной
Но некоторые ученые утверждали, что Земля, Солнечная система и Млечный Пути находятся в самом центре Вселенной, что нарушает общепринятое представление об отсутствии центра Вселенной. Однако, если предположить, что гипотеза верна, она могла бы объяснить космическое ускорение без темной энергии или каких-либо новых законов физики.
Тем не менее, эта теория не выдерживает тестовой проверки, сообщили в четверг ученые Дартмутского колледжа. Хотя исследование физиков, недавно опубликованное в журнале "Physical Review D.", не может объяснить само космическое ускорение, оно, по крайней мере, исключает идею возрождения слегка измененной геоцентрической теории мира.
Подробный снимок космического фонового излучения в ранней Вселенной показывает температурные колебания 13,77 млрд. лет назад Фото: NASA/WMAP Science Team
Они вычислили, как повлияло бы особое положение Земли на остаточный свет Большого Взрыва, то есть космический микроволновый фон. Их результаты показали, что такая модель полностью противоречит имеющимся измерениям космического фонового излучения.
По словам профессора физики и астрономии Роберта Колдуэлла (Robert Caldwell), мы не живём в особом месте, а их работа решительно исключает такое объяснение ускорения расширения Вселенной.
Роберт Колдуэлл Фото: Joseph Mehling
"Было бы большим облегчением понять космологию в рамках известных законов физики, - сказал Колдуэлл, - но и наше исследование является важным шагом в объяснении физики космического ускорения", - цитирует исследователя .
Брюссель (Бельгия) - В докторской работе теоретика и философа космологии Клемана Видала (Clément Vidal) было высказано предположение, что мы уже сейчас наблюдаем высокоразвитые внеземные цивилизации, не замечая этого. Возможно, в некоторых астрономических двойных системах действуют конструкции внеземных цивилизаций, которые подчинили себе энергию своей центральной звезды.
Как поясняет Клеман Видал (Свободный университет, Брюссель), существует несколько таких двойных систем, которые астрофизики затрудняются описывать с помощью обычных астрофизических моделей.
Это двойные звезды, которые, однако, настолько близки, что превышен предел Роша. Между ними все еще происходит обмен энергией и материей. Они посылают друг другу удивительно нерегулярные, но при этом контролируемые потоки энергии. "Для объяснения этих двойных систем", - уточнил Видал, - "должны быть использованы в дополнение к астрофизическим ещё и астробиологические модели.
Может быть мы наблюдаем сегодня внеземные суперцивилизации, не зная об этом? Символическое фото двойной звездной системы Иллюстрация: НАСА
Астро-философ предполагает, что энергетические модели объясняются наличием цивилизаций, которые характеризуются (по шкале Кардашева) как цивилизации I типа. Сейчас они используют весь энергетический потенциал своей центральной звезды или даже родной галактики.
"Шкала Кардашева" - это классификация стадий развития внеземных цивилизаций и их энергопотребления, предложенная в 1964 году русским астрономом Николаем Кардашевым. Наша собственная цивилизация все еще находится чуть ниже границы "I типа", начиная с которой цивилизация способна использовать на планете всю имеющуюся энергию.
Цивилизации "II типа" уже в состоянии пользоваться всей энергией своих солнц, но применяют для этого огромные искусственные сооружения, такие как так сфера Дайсона. Цивилизации "III типа" могут овладеть энергией всей галактики.
Видал исходит из того, что в одной нашей Галактике есть около 2000 таких цивилизаций, которые он назвал "пожирателями звёзд" (Starivores). Одним из способов проверить теорию Видала является анализ потоков энергии между двумя телами указанных звездных систем. "Если это, действительно, результат деятельности цивилизации, черпающей энергию от своей звезды, то модели этого потока энергии нельзя было бы объяснить лишь одними физическими законами".
Он называет также некоторых из наиболее перспективных кандидатов в такие "пожиратели звезд", которые будут охарактеризованы в следующей статье.
Люди увидели в небе вспыхнувшую яркую сверхновую около тысячи лет назад, но по сей день эта нейтронная звезда интересует астрономов, так как от неё к Земле постоянно идут импульсы излучения. И они необратимо изменяются.
Пульсар, мерцающий в Крабовидной туманности, вращается с невероятной скоростью. В секунду он 30 раз завершает полный оборот вокруг собственной оси. С Земли можно наблюдать лучи нейтронной звезды, исходящие из магнитных полюсов и достигающие Земли постоянными импульсами.
Крабовидная туманность с экзотическими ядром - пульсаром Фото: NASA/ESA/ASU/J. Hester
Исследователи из Университета Манчестера, Великобритания, и Института радиоастрономии Макса Планка сообщают в журнале "Science", что сигнал пульсара Крабовидной туманности изменяется. Они смогли это выяснить на основе наблюдений его импульсов, проводившихся в течение 22 лет. Открытие позволяет больше узнать о процессах, протекающих внутри экзотического небесного тела.
Пульсары и нейтронные звезды
Пульсар, имеющий каталожный номер PSR B0531 +21, возник как результат сверхновой и является остатком взорвавшейся звезды. И, хотя его диаметр составляет всего около 25 км, масса пульсара превышает земную в миллион раз. Согласно теории, материя внутри нейтронных звезд настолько сильно сжата, что там больше нет атомов, а есть только масса нейтронов. Пульсары представляют собой быстро вращающиеся и испускающие импульсы нейтронные звезды.
Крабовидная туманность (снимок рентгеновского телескопа Чандра): пульсар в центре туманности имеет диаметр около 25 километров, а по массе почти в миллион раз превышает Землю Фото: NASA/CXC/SAO/F. Seward et a
Рождение сверхновой в 1054 году
Люди на Земле заметили рождение этого небесного тела и конец звезды. Суперновая звезда была хорошо видна в 1054 году, что было задокументировано в Китае и в Европе.
Сегодня Крабовидная туманность, которую можно найти в созвездии Тельца (от Земли - шесть с половиной тысяч световых лет), является одним из наиболее изученных небесных объектов. Однако вращающийся в центре неё пульсар всё еще продолжает удивлять астрономов. Эндрю Лин (Andrew Lyne) и его коллеги отслеживали с помощью двух телескопов импульсы излучения в радиодиапазоне. Они различили большие и малые импульсы, промежутки между которыми с начала измерений изменились. Физики выдвинули идею, что магнитные полюса пульсара сдвигаются в направлении экватора, что могло бы также объяснить, почему нейтронная звезда не так быстро замедляется, как предсказывают модели, пишет .
Галактикам понадобились миллиарды лет, чтобы стать такими, как сейчас. Поэтому астрономы не могут непосредственно наблюдать их рост. Но анализ данных телескопов WISE и GALEX показал, что внутренние и внешние области диска галактики отражают некоторые моменты их развития - так же, как годичные кольца деревьев.
С помощью данных WISE и GALEX астрономы нашли новые доказательства того, что эволюция галактик идёт по направлению от середины к краям. Звездообразование начинается в центре галактики и продолжается, спустя один-два миллиарда лет, во внешних областях.
"Сначала в центре галактики во время периода усиленного звездообразования формируется масса, - говорит Сара Петти (Sara Petty) из Virginia Tech в Blacksbury - ведущий автор статьи в Astrophysical Journal. - Затем следует фаза формирования звезд во внешних областях. Наступает время, когда в галактике полностью прекращается зарождение звезд. На втором этапе звездообразования возможно слияние с соседними меньшими галактиками, обладающими большими запасами газа, которые поставляют сырье для новых звезд".
Новое исследование может помочь объяснить удивительное явление, свойственное древним красноватым галактикам, где практически нет возникновения новых звезд. Было замечено, что в их внешних областях наблюдается неожиданно большое количество ультрафиолетового излучения. Такое излучение, как правило, связано с формированием горячих молодых звезд, которых в этих галактиках не должно быть много.
Изображение галактики NGC 3377, созданное с использованием данных GALEX (зелёный) и WISE (красный) цвета Фото: NASA/JPL-Caltech
Петти и ее коллеги использовали для своего исследования наблюдения в двух разных диапазонах длин волн: данные GALEX были представлены в ультрафиолетовом, а WISE в инфракрасном. Таким путём удалось обнаружить свечение более древних звезд, испускающих таинственный ультрафиолетовый свет на поздней стадии ядерной жизни, когда они выталкивают свои внешние слои в космос и нагреваются.
"Благодаря сочетанию GALEX и WISE мы получили очень чувствительные показатели местоположения горячих и старых звезд в этих красных галактиках, где отсутствует звездообразование", - объясняет член команды Дон Нейл (Don Neill) - Калифорнийский технологический институт, Пасадена. "Таким образом можно включить в картотеку развитие звездообразования каждой галактики".
GALEX (NASA) был выключен летом этого года. Космический телескоп провёл за десять лет многочисленные наблюдения и снабдил нас важными данными эволюции галактик и звёзд. И миссия WISE была фактически завершена. В августе, однако, было решено вернуть его в эксплуатацию и в дальнейшем использовать для поиска астероидов, пишет .
По случаю Хэллоуина, ученые уже выпустили изображения трех активных планетарных туманностей, кажущихся призраками. Снимки были созданы с помощью инфракрасного космического телескопа Spitzer. Планетарные туманности являются летучими остатками некогда гордых звезд, исчерпавших свою ядерную жизнь.
Планетарные туманности
"Некоторые могут назвать эти фото призрачными, - заметил Джозеф Л. Гора (Joseph L. Hora) - Гарвард-Смитсоновский астрофизический центр, Кембридж. - Однако мы смотрим на эти фотографии, чтобы больше узнать об истории потери звездой своей массы и об её эволюции с течением времени".
Как появляются планетарные туманности
Все звезды класса Солнца, имеющие равную ему массу, ждёт та же участь, как и эти три объекта, снимки которых были опубликованы на этой неделе. Если их ядерное топливо за много миллиардов лет израсходовано, то они сначала взрываются, превращаясь в гигантские красные звезды, чтобы затем, наконец, вытолкнуть свои внешние оболочки в космос.
Остается лишь раскаленное ядро бывшего солнца, которое испускает в окружающую среду сильное ультрафиолетовое излучение, заставляющее извергнутый ранее газ светиться. Таким образом возникают красочные образы, которые не только астрономов постоянно поражают своим многообразием форм.
Как планетарные туманности получили своё название
Эти туманности не возможно было рассмотреть, пользуясь простыми телескопами, существовавшими в 18-19 веках. В них были видны диски, напоминавшие астрономам облик внешних планет Солнечной системы. Поэтому эти объекты назвали "планетарными туманностями". Сегодня известно, что с планетами у них ничего общего нет. Но название осталось. Планетарную туманность можно наблюдать - учитывая всю эволюцию звезды - по меркам космоса,очень недолго: срок их существования - несколько тысяч лет, а затем эти объекты снова исчезнут.
Первая планетарная туманность идеально подходит для Хэллоуина: ученые, работающие с телескопом "Спитцер", назвали её туманностью "Вскрытого черепа". Ее официальное название - PMR 1. Отстоящая от Земли приблизительно на 5000 световых лет, эта призрачная туманность видна в созвездии Паруса. Её породила довольно массивная звезда, выбросившая в космос большое количество вещества. Туманность состоит из ионизированного газа, что придаёт ей красноватый оттенок. Зеленоватая внешняя оболочка создают светящиеся молекулы водорода.
От Земли вторая туманность, NGC 3242, открытая в 1785 году Уильямом Гершелем, удалена примерно на 1400 световых лет. Расположена она в созвездии Гидры. У неё есть второе называние - "Призрак Юпитера". Здесь видны несколько концентрических колец, которые показывают, что умирающая звезда периодически выбрасывает своё вещество в космос.
Туманность Маленькая гантель (NGC 650)
В созвездии Персея видна NGC 650, получившая название "Маленькая гантель" - в 1780 году её открыл Чарльз Мессье. От этой туманности до Земли свет добирается где-то 2500 лет. Получившая сначала два номера (NGC 650/651) биполярная туманность имеет форму бабочки. Красноватые и зеленоватые светящиеся облака создаёт газообразный водород, причём зеленые области более горячие, чем красные.
Во всех трех изображениях, выполненных в инфракрасном диапазоне, различные длины волн показаны разным цветом: синим - 3,6 мкм, зеленым - 4,5 мкм, красным - 8,0 мкм, пишет .
Люди увидели в небе вспыхнувшую яркую сверхновую около тысячи лет назад, но по сей день эта нейтронная звезда интересует астрономов, так как от неё к Земле постоянно идут 
