Что общего у освоения Вселенной и броуновского движения?

Именно на этот вопрос постарались ответить участники Астрономического сообщества БФУ им. И. Канта в своей новой научно-популярной статье, опубликованной в первом номере журнала «Квант» за 2024 год. Авторами статьи выступили профессор, доктор физико-математических наук Михаил Анатольевич Никитин, учёный-астрофизик Александр Сергеевич Тепляков и его ученица – Алиса Львова, учащаяся 9 класса 32 гимназии.

Вместе они провели интересный виртуальный эксперимент – смоделировали процесс расселения человечества во время его экспансии по нашей Галактики. Исследователи закономерно предположили, что в случае расселения человечества по Галактике оно будет последовательно колонизировать ближайшие экзопланеты с приемлемыми условиями обитания. Так как такие планеты расположены в Галактике неравномерно, траектории движения звездолётов колонистов будут представлять собой ломаные линии, соединяющие пригодные для заселения планеты. Авторы описали такую схему расселения математическими уравнениями и применили их к данным о положении 20 000 потенциально колонизируемых звёзд, полученным от космического телескопа Gaia. Анализ результатов выполненного численного эксперимента убедительно показал, что гипотетическое перемещение звездолётов во время колонизации Галактики описывается хорошо известными закономерностями броуновского движения! Этот результат не только интересен сам по себе, но и служит отличной иллюстрацией того, насколько универсальный математический аппарат лежит в основе физических моделей.

Эта статья была подготовлена в рамках проекта НП «КИТЦ» №23-1-003765, реализованного при финансовой поддержке Фонда президентских грантов. До этого нашими участниками было опубликовано ещё несколько статей, посвящённых различным вопросам исследования космического пространства. Например, в №10 журнала «Квант» за 2023 год была опубликована статья про механику сферы Дайсона, а в №2 – статья про космический лифт.