grek

Есть излучение: Черная дыра в пробирке Излучение Хокинга, теоретически предсказанное почти 40 лет назад, впервые удалось наблюдать. Правда, не в небесах, а в лаборатории. Известный популяризатор науки Стивен Хокинг приобрел всемирную известность еще в 1970-х – прежде всего, своими теоретическими исследованиями, посвященными физике черных дыр. Возможно, главной его заслугой стала гипотеза испарения черных дыр в результате испускания частиц, в честь ученого названного излучением Хокинга. Чтобы вкратце объяснить этот процесс, вспомним, что с точки зрения квантовой механики даже самый идеальный вакуум никогда не остается спокойным. В нем постоянно кипят флуктуации, возникают пары частиц и античастиц, которые тут же снова аннигилируют, отчего и называются виртуальными. Чем сильнее внешние поля, тем активнее идет этот танец случайностей. То, как он идет в окрестностях черной дыры, и рассмотрел Хокинг. Действительно, при таком мощном внешнем гравитационном поле, как у черной дыры, квантовые флуктуации в окрестностях ее должны достигать сравнительно большой интенсивности. Но самое интересное происходит на условной границе дыры, у ее горизонта событий. Это воображаемая линия, попав за пределы которой ни материя, ни излучение, уже не могут вырваться обратно: здесь сила притяжения дыры царствует надо всем. Итак, Хокинг рассуждал: в непосредственной близости от черной дыры интенсивно появляются и исчезают пары виртуальных частиц. Но что, если случайно одна из них окажется разделенной горизонтом событий? Линия-то это умозрительная, как экватор, в реальности никакой границы не существует, и частица вполне может родиться снаружи нее, а античастица – внутри. Тогда античастица неминуемо будет поглощена, и масса черной дыры уменьшится, а частица устремится в космос. Это и будет «испарением» черной дыры: теряя массу, дыра излучает. С тех самых пор астрономы без устали исследуют небеса, пытаясь обнаружить излучения Хокинга, - но безрезультатно. Лишь на днях итальянцы, работающие во главе с Франко Бельджорно (Franco Belgiorno) сумели его наблюдать. Правда, не в далеких небесах, а в собственной лаборатории. Здесь стоит сказать, что черные дыры – вовсе не единственные объекты, которые могут иметь горизонт событий. Теоретически, он может быть создан в любой среде, по которой перемещаются волны разной природы. Этот факт и использовали итальянские ученые. Для начала они взяли образец материала, проявляющего нелинейные оптические свойства. Упрощенно говоря, вещества, индекс преломления для которого меняется под воздействием излучения большой интенсивности. Ученые воздействовали на него лазером: по мере того, как пучок перемещался по материалу, возникала своего рода волна изменения индекса преломления – внутри нее он был намного выше, чем снаружи. Разница в оптических свойствах буквально запирала внутренность, создавая будто вывернутый наизнанку горизонт событий, внутрь которого излучение не могло пробраться. В нашем случае ориентация этой границы неважна, важно, что она теоретически создает те же условия для появления излучения из виртуальных пар частиц. И действительно, Бельджорно с коллегами вскоре зафиксировали подобное: помимо 1055-нанометрового излучения самого ИК-лазера, который они использовали, было зафиксировано излучение на 850 нм и под теми углами, которые предсказывал расчет для излучения Хокинга. Конечно, еще потребуется немало потрудиться, чтобы со стопроцентной надежностью отсечь другие возможные источники этого излучения – флуоресценцию, эффект Вавилова-Черенкова и прочее. Но если наблюдение подтвердится, это будет крайне важным событием. Хотя бы потому, что излучение Хокинга раскрывает и механизм гибели черных дыр через испарение и возможное образование странных частиц-максимонов. popmech.ru

компьютер плеер видит?

Новая Земля: Можно жить! Обнаружена первая потенциально обитаемая планета. Планета не слишком отличается от Земли размерами – всего втрое тяжелее – а главное, она расположена в пределах «обитаемой зоны» своей звезды, на таком от нее расстоянии, где температура достаточно мягка, чтобы на поверхности могла существовать жидкая вода – ключевой компонент, необходимый возникновения жизни. Словом, этот мир похож на наш больше, чем любой другой, известный на сегодня. Он имеет и отличные шансы на населенность. Сразу оговоримся: шансы на населенность еще не означают, что там обязательно найдутся зеленые или какие-нибудь другие человечки. Это лишь возможность существования жизни в том виде, в котором мы ее представляем. Возможно, в весьма примитивных формах. А возможно, и полное отсутствие – жизнь штука сложная, и хотя наличие воды и атмосферы играют для нее важнейшую роль, имеется масса и других факторов. Находка стала итогом 11-летних исследований экзопланет, которые велись расположенной на Гавайях обсерваторией W. M. Keck с использованием все более и более совершенных методов. «Наша возможность обнаруживать потенциально обитаемые планеты теперь ограничена лишь доступностью телескопа», - говорит один из авторов работы Пол Батлер (Paul Butler). А его коллега Стивен Вогт (Steven Vogt) добавляет: «То, что нам удалось довольно быстро найти такую планету, и так близко от Земли, может свидетельствовать, что они вполне широко распространены». Батлер и Вогт возглавляют долговременный проект поиска и изучения экзопланет Lick-Carnegie Exoplanet Survey, в рамках которого и сделано долгожданное открытие. В опубликованном учеными сообщении говорится об обнаружении сразу пары экзопланет в системе красного карлика Gliese 581. Расположена она в созвездии Весы, в 20 световых годах от нас. Звезда эта уже привлекала внимание общественности после того, как здесь была обнаружена планета также близких к Земле размеров (мы рассказывали об этом в заметке «Соседи»). Как выяснилось позже, расположена эта планета слишком близко к звезде, что делает ее раскаленной и совершенно неподходящей на роль колыбели жизни. С новооткрытой парой количество известных планет в системе Gliese 581 достигло шести – это самое большое число для изученных звездных систем (за исключением, конечно, Солнечной). Как и у нас, планеты Gliese 581 вращаются по устойчивым и упорядоченным круговым орбитам. Правда, две планеты лежат у самых границ обитаемой зоны, с ее «горячей» (Gliese 581c) и «холодной» (Gliese 581d) сторон, а три остальные – вообще вне ее пределов. Так что самой интересной среди них оказывается Gliese 581g, оказавшаяся почти ровно в центре – как Земля. Да и массу Gliese 581g имеет всего в 3-4 раза больше, чем наша планета, что делает ее достаточно крупной для того, чтобы удерживать над собой атмосферу. Есть, правда, одно немаловажное различие. Gliese 581g постоянно обращена к своей звезде одной и той же стороной, так что одно ее полушарие постоянно освещается и нагревается, а другое остается в вечной тьме и холоде, хотя температурные различия не должны быть экстремальными. Средняя температура поверхности оценивается где-то в промежутке между -31 и -12 ОС. Тем не менее, простор для жизни здесь ограничен, видимо, окрестностями промежуточной «сумеречной» зоны, разделяющей полушария. Если Gliese 581g представляет собой планету с твердой корой, как у Земли, Венеры или Марса (а есть все причины считать так), диаметр ее составляет 1,2-1,4 земного. Соответственно, притяжение у поверхности лишь немногим больше нашего, так что мы с вами наверняка смогли бы ходить по ней вертикально, как обычно. Ученые также оценили следствия находки с точки зрения возможной статистики существования подобных, потенциально обитаемых планет. Исходя из того, что поиски экзопланет сосредоточены пока лишь на очень ограниченном числе звездных систем из колоссальной массы известных, то, что среди них, среди порядка полутысячи открытых экзопланет, уже появилась одна такая, вселяет большие надежды. «Если б они были большой редкостью, - поясняет Вогт, - мы б не нашли одной из них так быстро и в такой близости от нас. Число звездных систем с потенциально обитаемыми планетами может составлять 10-20% от всех. А если умножить эту цифру на сотни миллиардов звезд, которые имеются в одной только нашей галактике, мы получим громадное число. Только в Млечном Пути их должны быть десятки миллиардов». popmech.ru

Можешь найти софт, который установит "в наглую" прошивку прямо с компьютера. Для этого нужно запустить плеер в сервисном режиме. Естественно он должен быть подключен к компьютеру. Для каждого плеера эта процедура разная ,потому дальше прошу гуглить.

Магнитное эхо: Поле повсюду Получено новое подтверждение существованию чрезвычайно слабого, но пронизывающего всю Вселенную магнитного поля, возможно, появившегося вместе с самим мирозданием. Еще в 1960-х было сделано, без преувеличения, эпохальное открытие – обнаружение микроволнового фона, реликтового излучения, оставшегося своего рода «эхом» Большого Взрыва. Новая находка обещает стать почти такой же важной – возможно, ученым удалось зафиксировать еще один след, который оставило рождение мироздания в современности. Очень слабое магнитное поле, пронизывающее всю Вселенную. Такие выводы сделали исследователи, изучавшие снимки сверхмассивных черных дыр, образующих активные центры большинства достаточно крупных галактик. Черными эти объекты, весящие порой в миллиарды солнц, отнюдь не предстают. Поглощая все, что подвернется под руку – облака газа и пыли, планеты и звезды и даже черные дыры помельче, они ускоряют эту материю и сияют во всем диапазоне, от радиоволн до жестких гамма-лучей, на околосветовой скорости выбрасывая частицы излучения мощными джетами. Этим колоссальным объектам и посвящено новое исследование работающих в США астрономов Шинчиро Андо (Shin'ichiro Ando) и Александра Кусенко, которые провели анализ снимков сверхмассивных черных дыр, полученных орбитальным гамма-телескопом Fermi. Искали же ученые нечто необычное, свидетельства существования «первичного» межгалактического магнитного поля. Если это поле, о котором до сих пор рассуждали лишь гипотетически, действительно пронизывает Вселенную, обнаружить его чрезвычайно сложно – хотя бы потому, что оно исключительно слабо. Но оно может быть замечено на джетах заряженных частиц, которые испускают сверхмассивные черные дыры. Это магнитное поле должно рассеивать небольшую долю высокоэнергетических фотонов и делать их снимки более размытыми, чем можно было бы ожидать. Эффект этот чрезвычайно слаб и на отдельно взятом снимке определить его невозможно. Поэтому Кусенко и Андо пришлось скомбинировать данные по 170-ти сверхмассивным черным дырам в единое композитное изображение. А в качестве «идеального варианта» - проделать то же на компьютерной модели, которая выдала картинку, которая должна была бы получиться в результате. Результат оказался неожиданным – и вместе с тем давно ожидаемым: картинки не совпали. Реальный снимок вышел заметно более размытым (взгляните на иллюстрацию слева). Тщательный анализ несовпадений между теоретическими и реальными данными подтвердил: нечто в безбрежном пространстве, которое разделяет черную дыру и датчики гамма-телескопа Fermi действительно, хотя и чрезвычайно слабо, рассеивает часть фотонов. Расчет показал, что соответствующая этому сила магнитного поля действительно очень мала, составляя порядка одной квадриллионной магнитного поля Земли. Осталось понять, откуда это поле берется. popmech.ru Биореакторы в космосе: Фабрика бактерий Будущей пилотируемой миссии к Луне или к Марсу стоит прихватить с собой не большой запас топлива и пищи, а микроорганизмы, производящие все на месте. Лучше всего – специально созданные для этой цели. Учащийся и работающий в NASA студент Джон Камберс (John Cumbers) заявляет: «По-моему, в нашем будущем имеется всего две альтернативы. Либо отправляться в космос и жить, запертыми внутри кораблей, как в банках. Либо постараться воссоздать в космосе те прекрасные условия, которые существуют на Земле». При этом Камберс говорит не о проектах «терраформирования», создания идеальных условий для жизни в масштабах целых планет с тем, чтобы превращать необитаемые миры в нечто подобное Земле. Он защищает куда более скромную идею обширного использования биотехнологий. О похожих проектах мы уже писали – правда, тогда речь шла о пернатых, теперь же стоит поговорить о синтетических организмах для создания более-менее приемлемых условий будущим первопроходцам космоса. Конечно, проекты создания и использования искусственных микроорганизмов вызывают массу страхов, связанных с невозможностью предсказать результат распространения этих форм жизни. Возможно, они окажутся не столько полезными, сколько прямо опасными, в том числе и для людей, особенно в трудных условиях далекого космоса. С другой стороны, если подойти к делу взвешенно, никакой опасности быть не может. Как говорит еще один исследователь из NASA, Крис МакКей (Chris McKay), «микробы, эффективно извлекающие минеральные вещества – например, ацидофилы, - по самой природе своей неспособны вызывать заболевания». Ну а с точки зрения опасности «заражения» чужих миров несвойственной им микрофлорой они не более опасны, чем обычные земные микроорганизмы. Чтобы создать бактерию, идеальную для практического использования в космосе, ученые намерены «извлечь и смешать» необходимые им качества из генома различных существующих бактерий. К примеру, способность производить биотопливо или съедобный белок. Или приспособленность к определенным условиям – скажем, таким как на Марсе, с отсутствием кислорода, жестким ультрафиолетовым излучением и крайне низкой температурой. Надо сказать, что некоторые шаги в этом направлении уже сделаны. Джон Камберс с коллегами уже сумели получить синтетический штамм обыкновенной кишечной палочки, в который внедрен ген из другой бактерии, способной переживать низкие температуры и в норме населяющей приполярные льды. Как результат, эта «синтетическая палочка» вполне сносно себя чувствует на таком холоде, на котором ее «дикий тип» погибает. В данном случае, это обеспечено простой заменой генов шаперонов – белков, обеспечивающих правильную трехмерную «упаковку» других белков и ее восстановление после повреждения. Понятно, что до реального создания «космического микроба» еще очень далеко. Тем более что работать, видимо, придется совсем с другими бактериями, например, спирулиной, сине-зеленой водорослью и очень продуктивным производителем белка, содержащего все необходимые людям аминокислоты. Адаптировать эту обитательницу теплых морских вод к суровым условиям Луны или Марса может оказаться крайне трудной задачей. Но игра стоит свеч: возможность получения топлива и пищи прямо в полете или на базе слишком уж привлекательна. Ведь доставка этих материалов на место обойдется в любом случае дороже. А если удастся получить хотя бы один вид, способный самостоятельно жить и размножаться на том же Марсе – и при этом поставлять колонистам нужные соединении – это будет просто бесценным. popmech.ru

Притяжение античастиц: Отталкивающая проблема До сих пор нельзя сказать, притягивает ли сила гравитация античастицы, или отталкивает… Возможно, новый подход позволит разрешить эту загадку. Всем известно, что антивещество – «такое же, как и обычное вещество, только наоборот». Но вот что именно включает это «наоборот», большинство сказать затруднится. На самом деле, по-разному реагируют материя и антиматерия лишь на электрослабое взаимодействие, в остальном же антивещество, скорее всего, ведет себя так же, как и вещество. Скорее всего – но не наверняка. Дело в том, что отношение его к гравитационному взаимодействию неизвестно. Другими словами, притягивает ли масса антивещество, или отталкивает? Точно сказать никто не может. И хотя антивещество – самая дорогая субстанция на Земле, грамм которой обойдется в миллиарды, а то и триллионы долларов, ученые потратили мизерные его количества для постановки экспериментов. Несмотря на настойчивые попытки выяснить, как же оно ведет себя в гравитационном поле, однозначных результатов они не принесли. Трудно оценивать гравитацию на столь мелких масштабах. Но вот недавно работающий в Швейцарии физик Драган Хайдукович (Dragan Hajdukovic) предложил использовать для выяснения этого вопроса новые инструменты, которые могут обеспечить прорыв. Верней, инструменты уже имеющиеся, но предназначенные для других целей – детекторы нейтрино. Ученый рассуждает так. С точки зрения квантовой механики, из-за локальных флуктуаций насыщенного энергией вакуума пары частиц и античастиц постоянно возникают и тут же снова аннигилируют. Генерация пар частиц и античастиц при обычных условиях совершенно не заметна и не оказывает влияния на происходящее. Но в определенных обстоятельствах – например, когда подобное происходит во внешнем силовом поле высокой мощности – она становится значимой. Как правило, гравитация не достигает таких величин, чтобы стимулировать эту генерацию пар. Однако, как замечает Хайдукович, в пределах черной дыры с ее колоссальным притяжением все обстоит иначе. Ученый математически показал, что гравитационное поле ее вполне может достигать такой силы, что будет порождать непрерывный поток пар нейтрино и антинейтрино. Дальше – дело техники. Если под действием гравитации античастицы ведут себя, как и обычные частицы, и те и другие будут оставаться в пределах черной дыры. Если же гравитация отталкивает их, античастицы будут покидать дыру с той же «поспешностью», с какой частицы в нее падают. Можно сказать, в этом случае черная дыра будет своего рода колоссальным пулеметом, непрерывно выстреливая в пространство потоки высокоэнергетических антинейтрино. Конечно, обнаружить антинейтрино так же непросто, как и нейтрино: эти частицы участвуют лишь в гравитационном и слабом взаимодействиях, и притом имеют крайне малую массу, даже по меркам элементарных частиц. Но зато черные дыры должны выбрасывать их в огромных количествах. По расчетам Хайдуковича, сверхмассивная черная дыра в центре достаточно крупной галактики (такой, как Млечный Путь или Туманность Андромеды) должна «светиться» антинейтрино достаточно ярко, чтобы этот поток можно было бы обнаружить детекторами нейтрино текущего поколения. Самый масштабный из таких инструментов – высокочувствительный IceCube, который возводится в окрестностях Южного полюса планеты. Он должен быть готов к работе в следующем году. Возможно, он поставит точку в вопросе взаимодействия антивещества и гравитации. popmech.ru

Лазерный морозильник: У самого нуля Используя лазер, ученым впервые удалось охладить целую молекулу практически до абсолютного нуля. Обычная материя, конечно, по-прежнему интересна и предлагает массу интересных и до сих пор неразрешенных загадок. Но материя, лишь на крохотные доли градуса теплее абсолютного нуля (около -273 ОС), еще интересней. Хотя бы тем, что она переходит в состояние Бозе-конденсата, удивительные эффекты квантовой механики начинают проявляться в ней на макроуровне. Не говоря о том, что возможность охлаждать вещество до подобной температуры и манипулировать с ним, открывает самые невероятные перспективы, включая создание квантовых компьютеров. Охлаждать атомы лазерным лучом физики умеют уже довольно давно. Частицы лазерного излучения поглощаются и затем снова испускаются атомами., которые при этом каждый раз теряют кинетическую энергию. После многих тысяч таких столкновений они могут охладиться до миллиардных долей градуса выше абсолютного нуля. Проделать подобное с целыми молекулами куда сложней. Хотя бы потому, что молекулы куда тяжелее и, соответственно, хуже реагируют на облучение лазером. Кроме того, молекулы способны «накапливать» энергию в форме вибрации связей между атомами, их положения друг относительно друга. Иначе говоря, можно «накачать» молекулу энергией, но отдает она ее очень неохотно. Как правило, ученым приходится, охлаждая атомы по отдельности и лишь затем соединяя их в молекулы. Лишь недавно команде Дэвида ДеМилля (David DeMille) удалось охладить молекулу целиком, используя ряд трюков. Во-первых, в качестве объекта были выбраны молекулы монофторида стронция (SrF): теоретические расчеты показывают, что для нее накопление энергии в форме вибрации ковалентных связей маловероятно. Во-вторых, заранее была просчитана и точно выбрана длина волны лазерного излучения: она не должна была вызывать накопление энергии во вращении атомов молекулы друг относительно друга. Расчеты оправдались: на днях ученые сообщили о том, что им удалось охладить молекулы до 300 мкК. Конечно, показатель этот на фоне достигнутых для атомов температур не слишком впечатляет. Но сам подход, теоретически, позволит в будущем применить его для других молекул, а значит – практически решить многие вопросы, связанные с использованием удивительных свойств такой переохлажденной материи. popmech.ru

Наследственное влияние: Схемы и гены Клетки могут обладать сложным механизмом передачи информации по наследству, не зависящим от последовательности ДНК. Одна из самых больших тем современной биологии – вопросы передачи информации по наследству. Помимо генов, состоящих из последовательности нуклеотидов ДНК, в последние годы обнаружены и другие системы т.н. эпигенетической наследственности. К ним относится, например, присоединение метильной группы к цитозину (метилирование ДНК), или модификации работы белков, упаковывающих ДНК в хромосомы (ремоделирование хроматина). Роль и влияние этих «нетипичных» механизмов наследственности остаются предметом интенсивных дискуссий. А недавно Георг Фритц (Georg Fritz) и его коллеги предложили еще один крайне любопытный механизм в качестве нового элемента эпигенетической наследственности. Известно, что гены никогда не функционируют независимо, они организованы в сложные цепочки: скажем, активность гена А стимулирует ген Б и подавляет В и Г; в свою очередь, подавление В стимулирует Д и так далее. Ученые рассмотрели эти цепочки взаимозависимостей по аналогии с электронными микросхемами, сама организация которых позволяет хранить информацию. Чтобы проиллюстрировать подход, представим работу обычного «генетического переключателя», системы из двух генов, подавляющих активность друг друга. Существовать эта система может, как выключатель лампы, в двух альтернативных состояниях: ген А активен и производимый им белок ингибирует активность гена Б; либо наоборот, Б через свой белок ингибирует А. Однако то или иное состояние системе задается внешним фактором – третьим белком. Скажем, высокая концентрация этого белка (Х) ведет к активности гена А и посредством него «выключает» ген Б. В этом смысле информация о количествах белка Х сохраняется состоянии системы-генетического переключателя. Это довольно простая схема, но она может действовать лишь в качестве одного из компонентов куда более сложной сети, способной не только к сохранению, но и даже к некоторой «обработке» входящего сигнала. «Такая память, - поясняют Фритц с коллегами, - может давать клеткам возможность манипулировать и объединять информацию, полученную при разных условиях и в разное время». По расчетам ученых, подобная «память» может позволить клеткам отвечать на изменения окружающей среды в течение около 30 минут, а сохраненная ими информация – передаваться от материнской клетки к дочерней в течение множества поколений. К сожалению, эта оригинальная работа остается чисто теоретической, и вопрос о том, реально ли существование такого необычного механизма эпигенетической наследственности, остается открытым. popmech.ru

Охлаждение через нагревание: Венера остывает? Ужасная жара, которую создает в атмосфере Венеры мощный парниковый эффект, на саму планету может оказывать охлаждающее действие. «Уже несколько десятилетий назад установлено, что большое количество парниковых газов в венерианской атмосфере вызывает экстремальный ее разогрев, - рассказывает немецкий планетолог Лена Ноак (Lena Noack), - Диоксид углерода и другие парниковые газы выброшены в атмосферу тысячами вулканов, проявлявших высокую активность в прошлом. Постоянный жар – сегодня средняя температура в атмосфере Венеры составляет 470 ОС – раньше мог быть еще выше, еще более стимулируя вулканическую активность. Но он же привел и к обратному эффекту. При достижении определенной температуры в коре планеты стартовали новые процессы, приведшие к охлаждению ее мантии и резкому спаду вулканизма. Температура начала падать». Считается, что процесс проходил примерно следующим образом. Распад радиоактивных элементах в глубине планеты приводил к повышению температуры. В результате находящиеся там кремний-, магний- и железосодержащие породы плавились, расширяясь до большего объема. Это создавало повышенное давление под твердой корой Венеры. Расплавленное вещество устремлялось вверх и, находя «слабые точки», изливалось наружу в виде вулканической магмы. С ней вместе выбрасывались и огромные объемы газов, в основном, водного пара, диоксидов углерода и серы. Все эти газы демонстрируют мощный парниковый эффект: отлично поглощая энергию солнечного излучения, они весьма неохотно отдают ее, работая, как хороший теплоизолятор. Температура на планете росла. Лена Ноак и ее коллега Дорис Бройер (Doris Breuer) решили исследовать эти процессы в виде математической модели. Их модель стала первой, включившей не только атмосферу Венеры и происходящее в ней, но и трехмерную картину самой планеты и ее недр. Они показали, что из-за сильного повышения температуры она начинает активно влиять и на твердую поверхность Венеры. Теплоизолирующая способность коры сильно падает, и мантия остывает легче, соответственно падает и вулканическая активность. Модель показала, что после первой «вулканической эры» наступает эпоха постепенного снижения вулканизма и, как следствие, температуры атмосферы. popmech.ru

Анатомия самоанализа: С мыслью о себе самом У людей, склонных к самоанализу и рефлексии, больше развито серое вещество префронтальной коры головного мозга, отвечающее за высшие психические функции. Впрочем, что здесь причина, а что – следствие, неизвестно. Вообще, некоторые специалисты полагают, что интроспекция – то есть, «размышление о своих размышлениях», является ключевым аспектом человеческого сознания. В то же время, интроспективные способности разных людей могут сильно различаться. Британские исследователи, возглавляемые знаменитым профессором Герайнтом Рисом (Geraint Rees), показали, что чем сильнее эти способности, тем сильнее у человека представлено серое вещество орбитофронтальной зоны префронтальной коры головного мозга (сразу за глазами), и корреляция эта выражена очень ясно. Напомним, что серым веществом (с некоторой условностью) называют нервную ткань, образованную, в основном, телами нейронов, тогда как белое состоит, по большей части, из покрытых миелиновой изоляцией волокон. Белое вещество этой части мозга также демонстрирует определенные структурные особенности, связанные с интроспекцией. Стивен Флеминг (Stephen Fleming), один из соавторов исследования, поясняет: «Возьмите двух пациентов с различными нервными расстройствами или травмами – один из них, полностью лишенный интроспективных способностей, даже не предполагает о том, что болен. Он вряд ли согласится на лечение или прием лекарств. Так что если мы подтвердим структуры, отвечающие за самосознание на уровне нервной ткани, мы сможем создать методы лечения и для таких больных». Для своих экспериментов исследователи отобрали 32 здоровых добровольца. На 2 экранах добровольцу демонстрировались по 6 узоров строго одинаковой яркости – лишь один из них был немного ярче других. От испытуемых требовалось показать лишь, на каком из экранов находится этот узор, а затем (уже элемент интроспекции) – оценить собственный выбор, указав, насколько они уверены в своем решении. По завершении испытания все добровольцы проходили томографию для установления особенностей их головного мозга. Задание было устроено довольно сложным, так, что доброволец всегда испытывал некоторые сомнения в своем решении. Ученые решили, что чем более развиты у человека способности к самоанализу и рефлексии, чем лучше он прислушивается к тому, что происходит у него внутри, тем более уверен останется он в своем решении. «Это как в игре “Кто хочет стать миллионером?”, - поясняет один из авторов, - Менее способный к интроспективному анализу участник не столь эффективен в оценке справедливости своего выбора ответа на вопрос, а более способный либо дает верный ответ, либо, чувствуя неуверенность, знает, когда обратиться к помощи зала или друга». В целом все участники эксперимента справились с задачей неплохо. Однако их оценки сделанному ими же выбору сильно различались. Расположив эти оценки по условной шкале «самоанализа», ученые сопоставили их с данными томографии. Тогда-то и обнаружилась яркая корреляция между этими способностями, с одной стороны, и количеством серого и структурой белого вещества в правой орбитофронтальной зоне префронтальной коры – с другой. В то же время, пока невозможно сказать, что здесь является причиной, а что – следствием. То ли эти анатомические особенности ведут к выраженной способности к интроспекции, то ли привычка к самоанализу стимулирует развитие этих особенностей. Тем более что все больше свидетельств подтверждает, что мозг, как какой-нибудь мускул, вполне можно «натренировать». popmech.ru

капитанский ответ: больше всего информации

Друзья по болезни: Парадокс дружбы Изучение поведения людей в социальных сетях – и в особенности один интересный его парадокс – помогают предсказать распространение инфекционных заболеваний. Речь о «парадоксе дружбы», обнаруженном в 1991 г. Состоит он в том, что у среднего человека в социальной сети число «друзей» меньше, чем у среднего его «друга». Несмотря на видимую парадоксальность утверждения, оно вполне математически логично и выводится из базовых принципов теории графов. Впрочем, обо всем по порядку. Профессор медицины и социологии Николас Кристакис (Nicholas Christakis) и его коллеги в период прошлогодней регулярной эпидемии гриппа исследовали отношения нескольких сотен добровольцев. Они учитывали их социальные взаимосвязи и параллельно вели мониторинг состояния здоровья – и пришли к тому, что предложили интересный метод раннего обнаружения начинающегося распространения инфекции. Дело в том, что эпидемиологи в идеале мечтали бы иметь информацию о центральных представителях каждой социальной группы, чтобы, отслеживая лишь их состояние, вовремя замечать начало эпидемии. Но собрать достаточно информации и поддерживать ее актуальность – занятие крайне трудоемкое, дорогостоящее и малопродуктивное. Обойти эту загвоздку, по мнению Кристакиса с коллегами, и позволяет «парадокс дружбы». Возьмите обычного человека и предложите ему назвать одного из своих друзей. После небольшого исследования, вы почти наверняка обнаружите, что у названного друга будет больше социальных контактов, чем у назвавшего. Выстраивая цепочку таким образом, мы неминуемо придем к наиболее социально активному участнику группы. Если это тяжело понять, давайте представим это на примере. Большая компания собралась на день рождения. В центре комнаты стоит именинник, его знают все пришедшие. Подпирают стены несколько плохо социализированных типов, которых не знает никто, кроме разве того же именинника. Остальные гости распределяются ровным слоем между этими условными полюсами. Теперь давайте попросим всех присутствующих написать на бумажке любое имя любого знакомого им присутствующего. Соберем эти бумажки и подсчитаем – больше всех голосов получит, как это теперь очевидно, именинник. Как и шутки, приколы, номера телефонов, идеи, планы – так и инфекционные болезни распространяются через этот социальный центр, ядро группы, и границ иногда могут вовсе не достигать. Итак, в 2009 г., когда разразилась сезонная эпидемия простуды, исследователи отобрали 319 студентов-добровольцев и попросили их назвать имена друзей (было названо 425 имен). Обнаружилось, что члены этой «группы друзей» демонстрируют признаки заболевания намного раньше, чем если выбирать для мониторинга людей случайным образом – в зависимости от метода, на 2-6 недель раньше. Сам профессор Кристакис комментирует: «Медицинские организации следят за появлением и распространением эпидемий, делая случайные выборки людей и отслеживая их состояние. Но это дает представление лишь о текущей ситуации. А если взять ту же случайную группу и попросить их назвать друзей, чтобы затем вести параллельно мониторинг еще и этих людей, мы сможем еще и предсказывать дальнейшее развитие эпидемии. Это даст нам значительную фору в борьбе с ней». По словам ученых, это самый надежный на сегодня способ предугадать дальнейшее распространение эпидемии. Более того, они уверены, что тот же парадокс можно использовать и куда шире, заранее предугадывая распространение в социуме всего, что нас только может заинтересовать, от модных тенденций до нелегальных наркотиков. popmech.ru

Влияние скопления: Новичок на небе Сканируя небо в микроволновом диапазоне, европейский орбитальный зонд Planck обнаружил ранее неизвестное сверхскопление галактик – едва ли не самый крупный структурный объект Вселенной. Найденное зондом Planck сверхскопление настолько велико, что обнаруживается по его воздействию на фоновое микроволновое излучение Вселенной (реликтовое излучение). Микроволны, двигаясь сквозь межзвездный газ, взаимодействуют с его частицами, что, в частности, приводит к повышению частоты этого излучения. Это явление, названное в честь открывших его ученых, эффектом Сюняева-Зельдовича, впервые позволило обнаружить сверхскопление галактик. Вскоре его существование подтвердил и другой аппарат, орбитальный рентгеновский телескоп XMM Newton. По полученным данным, обнаруженное сверхскопление может состоять из трех отдельных скоплений и связывающих их тяжей материи. Это открытие замечательно еще и тем, что оно подтвердило справедливость расчетов ученых, которые намерены с помощью исследований реликтового излучения, которое ведет зонд Planck, и эффекта Сюняева-Зельдовича, составить как можно более детальную карту крупномасштабной Вселенной. Один из занятых на этом проекте астрономов Набила Аганим (Nabila Aghanim) говорит: «Пока “ископаемые” фотоны микроволнового излучения, оставшиеся еще со времен Большого Взрыва, путешествуют сквозь Вселенную, они взаимодействют с материей. К примеру, проходя сквозь скопление галактик, они иногда соударяются с электронами атомов газа, заполняющего его. Эти столкновения меняют частоту излучения таким путем, что мы можем восстановить картину произошедшего и выделить ценный сигнал из микроволнового фона». Добавим, что поскольку «горячие» электроны, с которыми сталкиваются фотоны микроволнового излучения, несут больше энергии, они поглощают часть ее, переходя на более высокие энергетические уровни и, соответственно, в более высокочастотные области спектра. В итоге реликтовое излучение, пройдя сквозь крупное скопление или сверхскопление галактик, несет меньше низкоэнергетических и больше высокоэнергетических фотонов, чем изначально. Этот-то эффект и разыскивают астрономы. popmech.ru

Выведение пятен: Затишье Скоро на Солнце может совсем не остаться пятен – и не будет в течение нескольких десятилетий. Появление пятен на Солнце – видимое проявление куда более масштабных событий в магнитном поле звезды, а активность этого магнитного поля все последние годы неуклонно снижается. Это позволило некоторым астрономам предположить, что к 2016 г. число пятен упадет до нуля, и уже надолго, на несколько десятилетий. Интересно, что в последний раз аналогичные события происходили в XVII-XVIII вв., в период пика так называемого Малого ледникового периода. Наблюдение за пятнами на Солнце ведется непрерывно с начала XVII в. Именно их периодически вырастающее и снижающееся количество позволило установить 11-летние циклы солнечной активности. Минимумы этих циклов длятся обычно около 16 месяцев, но наблюдающийся сейчас минимум тянется уже 26, что делает его самым продолжительным за последние более чем сто лет. Наблюдают за происходящим и гелиофизики Мэттью Пенн (Matthew Penn) и Уильям Ливингстон (William Livingston). Используя эффект Зеемана, расщепление спектральных линий атомов, находящихся под действием внешнего магнитного поля, они не только следят за пятнами на Солнце, но и измеряют величину магнитного поля в них. В данном случае, речь идет о расщеплении ИК-спектра атомов железа в атмосфере Солнца: чем сильнее это расщепление, тем сильнее магнитное поле. Начиная с 1990 г. ученые пронаблюдали в общей сложности более 1500 пятен, но главное – за этот период средняя сила магнитного поля в них упала с 2700 Гс до 2000 Гс. Это, конечно, огромные цифры (магнитное поле всей Земли не превышает 1 Гс), но и падение существенное. Причины его пока неизвестны, но если процесс будет продолжаться с тою же скоростью, к 2016 г. это значение составит уже 1500 Гс – нижней границы, за которой величины магнитного поля будет недостаточно для формирования пятен. Впрочем, даже если все произойдет по такому сценарию, никакой катастрофы не случится. Скажем, с 1645 по 1715 гг., во время так называемого Минимума Маундера, пятен также не было. Как было сказано в начале этой заметки, минимум солнечной активности тогда пришелся на самый разгар Малого ледникового периода. Стоит ли и нам ожидать подобного эффекта, сказать пока что трудно. В конце концов, никто не знает, продолжится ли падение, как это предсказывает Ливингстон с коллегами, или внутри Солнца что-то «щелкнет», и оно снова вернется к нормальной жизни. popmech.ru

Тайны внутреннего уха: Встроенный усилитель Способность нашего внутреннего уха служить усилителем звука долгое время оставалась таинственной. Лишь недавно предложен механизм этой его функции. Одна из удивительных особенностей уха высших животных – способность различать звуки очень широкого диапазона. Человек слышит акустические колебания в диапазоне от 16 Гц до 20 тыс. Гц, некоторые другие млекопитающие слышат инфразвук куда меньшей, или инфразвук куда большей частоты. Даже слабый звук мы различаем – наше внутреннее ухо усиливает сигнал на поразительную величину – до 4000 раз. Подобное трудно приписать чисто механическим системам усиления, так что среди специалистов вопрос о том, как именно происходит усиление звука во внутреннем ухе, считается открытым. По крайней мере частично эти способности уха могут объясняться тем, что усиление звука здесь – не пассивный процесс. Напомним, что внутреннее ухо представляет систему из полых изогнутых трубочек, заполненных жидкостью и разделенных эластичной мембраной. Мембрана покрыта чувствительными к колебаниям волосковыми клетками двух типов. Первые генерируют и посылают сигнал в ответ на перепады давления в жидкости, а вторые работают в роли усилителей. Когда их настигает волна перепада давления, их волоски сами начинают активно колебаться с той же частотой, еще более усиливая эти волны. Все это известно уже не первый год. Проблема в том, что эксперименты показывают: эти клетки способны усилить сигнал максимум на порядок, т.е. куда меньше того, что наблюдается в действительности. Им необходима существенная помощь – и откуда она приходит, предположила недавно группа ученых во главе с Джеймсом Хадспетом (James Hudspeth). В их представлении, происходит примерно следующее. Звук во внутреннем ухе представлен волнами перепада давления, которые двигаются по заполненным жидкостью канальцам и заставляют вибрировать упругие мембраны. Поскольку волосковые клетки располагаются на мембране, они тоже вибрируют вместе с ней. Второй тип волосковых клеток, усиливающих сигнал, колеблются с той же частотой. Это не только усиливает волны давления, но и – что еще более важно – заставляет саму мембрану колебаться интенсивнее. Происходит примерно то же, что и при прыжке на батуте: если частота прыжков совпадает с собственной частотой колебания батута, начинается резонанс, и амплитуда колебаний мигом и мощно нарастает. Как показали расчеты группы Хадспета, оба эти фактора вместе действуют весьма мощно, легко объясняя даже 4000-кратное усиление. Более того, теоретически оно может быть еще выше, как указывают исследователи, до 10 тыс. раз. Осталось проверить эти выкладки экспериментально. Если это действительно так, возможно, аналогичные усилители удастся создать искусственно и использовать, скажем, в уникальной радиосхеме, действующей на тех же принципах, что и внутреннее ухо человека. popmech.ru

Макроскачок: Пойман на горячем Физики впервые наблюдали квантовый скачок в макроскопической системе. Одна из определяющих характеристик квантовых объектов – их способность переходить из возбужденного состояния в основное, минуя любые промежуточные точки. С проявлениями квантовых переходов мы сталкиваемся повсеместно: например, вся современная химия – фактически наука квантовых скачков. Но если заметить последствия квантовых скачков нетрудно, то поймать это явление «в действии» - гораздо более сложная задача. В последние годы физикам удалось пронаблюдать то, как фотоны, электроны, захваченные в ловушки ионы, атомы и даже некоторые молекулы совершают квантовые прыжки. Это было трудно, но возможно. Но увидеть скачок макроскопического объекта с одного энергетического уровня на другой ранее не удавалось. И дело не в отсутствии квантовых явлений в макромире (вспомнить хотя бы сверхпроводимость). Ситуация изменилась благодаря работе Раямани Виджаярагхавана (Rajamani Vijayaraghavan) из Университета штата Калифорния и его коллег. В качестве объекта наблюдения выступал сверхпроводящий кубит, объединенный с СВЧ-резонатором. Кубит фактически играл роль элемента сверхпроводящей цепи, в которой электрический ток в одном направлении может, например, представлять 0, а в обратном – 1. Физики могут судить о состоянии системы, облучая кубит в резонаторе микроволоновыми фотонами. В результате взаимодействия с кубитом изменяются свойства фотонов, такие как их фаза, и эти изменения могут быть зафиксированы на выходе из резонатора. Проблема в том, что для наблюдения квантового скачка необходимо «завесить» эти фотоны вокруг кубита на микросекунду или около того. Но шустрые фотоны успевают покинуть резонатор гораздо раньше. Решение, найденное группой Виджаярагхавана - разработка такого резонатора, который удерживает фотоны «при деле» достаточно долго, чтобы наблюдать скачок. Исследователи утверждают, что это «первое наблюдение квантовых скачков в макроскопической системе». Под «макроскопической системой» они подразумевают сверхпроводящую цепь размером около 10 микрометров в поперечнике – это примерно равно величине красных кровяных телец. Эти результаты могут иметь обширное практическое применение. Возможность напрямую контролировать переходы кубитов из одного состояния в другое позволят разработать технологию коррекции ошибок квантовых вычислений. Кроме того, по словам Виджаярагхавана, идеи ученых могут быть легко применены к другим квантовым системам: «Наша технология может быть интегрирована в гибридные системы, использующие молекулярные магниты, азото-замещенные вакансии в алмазе или полупроводниковые квантовые точки». popmech.ru

Ожидание собратьев: Уже скоро Если находки экзопланет продолжатся с текущей скоростью, первая потенциально обитаемая планета земного типа будет обнаружена в мае будущего года. Ждем-с. Измерить скорость научно-технического прогресса не так-то просто. Но в некоторых случаях это вполне возможно, и тогда футурологические прогнозы на недалекую перспективу могут оказаться вполне точными. Хороший пример такой ситуации – Закон Мура, согласно которому плотность электронных микросхем удваивается примерно каждые 2 года (соответственно растет их производительность и уменьшаются размеры). Впервые выдвинутое больше 40 лет назад, это предположение работает до сих пор – и продолжит работать еще, по крайней мере, несколько лет. Затем может наступить предел этой миниатюризации, но это уже другая история. Ну а на днях еще один вполне однозначный набор данных позволил ученым сделать новый смелый прогноз. Американские исследователи Сэмуель Эрбсман (Samuel Arbesman) и Грегори Лафлин (Gregory Laughlin) обратили внимание на то, что начиная с 1995 г. частота обнаружения экзопланет непрерывно растет, равно как и уменьшаются размеры планет, которые мы способны найти. Первые известные экзопланеты намного превосходили Юпитер, но по мере того, как совершенствуются используемые для поиска инструменты, все меняется, и сегодня мы порой находим планеты лишь в несколько раз больше Земли. Для того, чтобы планета подходила на роль колыбели жизни – по крайней мере, в нашем представлении – важен и еще один фактор. Температура, при которой вода может существовать в жидком виде. А температура эта определяется и яркостью звезды, и расстоянием от нее до планеты, и рядом других факторов. Сегодня нам известны самые невероятные климатические условия на далеких планетах. Это могут быть и раскаленные газовые гиганты, и замороженные ледяные миры. Но наблюдается тенденция и к обратному, к тому, чтобы найти, наконец, планеты, расположенные в «обитаемой зоне», где условия вполне подходящи для жизни. К слову, некоторые данные позволяют предполагать, что уже открытая планета Gliese 581d находится в этой области, хотя размеры ее намного больше земных. В общем-то, никто не сомневается, что рано или поздно планета земного типа в обитаемой зоне будет найдена. Вопрос лишь в том, когда это произойдет. Эрбсман и Лафлин представили весьма оптимистичный взгляд на эту проблему – и отлично мотивированный. Построив график даты обнаружения планет и их «потенциальной обитаемости», они показали, что график этот обладает весьма длинным «хвостом». Возможность находки такой планеты тянется аж на пару сотен лет вперед – к 2264 г. она будет обнаружена с 95-процентной вероятностью. Но «хвост» этот, при всей своей внушительной длине, не слишком толст: с 75% вероятности мы найдем подходящую планету к 2020 г. и с 66% - уже к 2013 г. Серьезные шансы на находку появляются еще раньше, в мае 2011 г. Главные надежды в этой связи возлагаются, конечно, на работу орбитального телескопа Kepler, специально созданного для поиска экзопланет. Первый набор данных получен с него в июне и продолжает анализироваться – планируется, что обработка их закончится в феврале, когда будет представлен список новооткрытых планет. Немало специалистов надеется, что уже он будет содержать хотя бы одну потенциально обитаемую планету земного типа. В таком случае предсказание Эрбсмана и Лафлина будет не слишком точно – возможно, первый приз достанется не Kepler, а другому телескопу, тем более что методы поиска экзопланет, в том числе и наземными обсерваториями, непрерывно совершенствуются. popmech.ru

Вода из пламени: Просто добавь UV Умирающая крупная звезда окружена облаком пара – откуда он взялся? Похоже, для того, чтобы на просторах Вселенной образовалась вода, достаточно просто облучения ультрафиолетом. У каждого рецепта должен быть свой секретный ингредиент. Еще в 2001 г. астрономы, наблюдая за старой звездой IRC+10216, обнаружили вокруг нее обширное облако горячего водного пара. И с тех самых пор они пытались установить, откуда вода взялась в этом царстве огня? Вообще, IRC+10216 относится к углеродным звездам, практически весь кислород которых уходит на соединение с углеродом – и неспособен производить достаточные количества Н2О. Звезда эта представляет собой позднюю стадию красного гиганта, в сотни раз превосходя размерами Солнце (если мысленно поместить ее в центр Солнечной системы, ее поверхность будет простираться далеко за пределы орбиты Марса). Расположена она в 500 световых годах, и хотя в оптическом диапазоне практически не видна даже через самые совершенные телескопы, в инфракрасных лучах она сияет очень ярко. Облако окружающей IRC+10216 материи поглощает почти весь видимый свет и переизлучает его – уже в виде ИК-излучения. Именно в этом облаке и обнаружена неясно откуда взявшаяся вода. Поначалу ученые даже склонялись к тому, что тепло звезды испаряет приблизившиеся к ней кометы или даже небольшие планеты, откуда и появляется пар. С другой стороны, пар этот слишком горяч, чтобы стать результатом испарения. По счастью, недавно работа орбитального ИК-телескопа Herschel показала, что рецепт проще и элегантней: к водороду и кислороду нужно добавить побольше ультрафиолетового излучения. «Этот результат – замечательный пример тому, как более совершенная научная аппаратура способна дать полностью другую картину происходящего», - говорит один из авторов работы, бельгийский исследователь Лин Дисин (Leen Decin). Невероятная чувствительность инструментов Herschel позволила в точности показать, что температура пара, окружающего IRC+10216, варьирует от –200 °C до 800 °C. Если б источником его были кометы, они не смогли бы приблизиться к звезде достаточно близко, чтобы разогреться до верхних величин и испарились бы куда раньше. По мнению ученых, ультрафиолетовое излучение близких звезд способно проникать даже в самые глубокие области облака, окружающего IRC+10216. Оно разрушает соединения кислорода с углеродом и кремнием, освобождая свободный – и весьма активный кислород, который тут же вступает в новые соединения, в том числе и с обильно представленным тут же водородом. «Это единственный механизм, способный объяснить не только присутствие воды, но и весь разброс ее температур, - поясняет Лин Дисин, - Чем ближе к звезде сформировалась вода, тем горячее она будет». Чтобы подтвердить свои выводы, ученые намерены провести аналогичные исследования и других известных углеродных звезд. popmech.ru

Звездная шрапнель: Следы древнейшей катастрофы В составе метеорита обнаружена микроскопическая «шрапнель», попавшая в него в результате взрыва близкой сверхновой, случившегося 4,5 млрд лет назад, прямо перед рождением Солнечной системы – и, видимо, помогшему ей родиться. До сих пор ученые полагали, что различные изотопы хрома и других тяжелых элементов были распределены чрезвычайно однородно в том газопылевом облаке, из которого сформировалась Солнечная система. Профессор Брэдли Майера (Bradley Meyer) замечает: «Этот “протобульон” был очень хорошо перемешан. Лишь некоторые его ингредиенты, похоже, попали в него в самый последний момент и не успели гомогенизироваться достаточно». Кроме того, уже достаточно давно предположено, что около 4,5 млрд лет назад неподалеку от этого облака произошла мощная вспышка сверхновой, которая, должно быть, внесла свою роль в процесс формирования Солнечной системы. Свидетельствами той катастрофы считаются следы алюминия-26 и железа-60, короткоживущих изотопов, которые обнаруживаются в составе некоторых метеоритов – но не встречаются на Земле. Эти изотопы могли образоваться в сверхновой II типа, взрыве крупной одиночной звезды. Часть ее материи вошла затем в состав и Солнца, и его планет – и нас с вами. Подобные следы взрыва сверхновой II типа обнаружены во множестве, в виде гранул-включений в метеоритах – и до сих пор никогда подобные находки не указывали на сверхновую типа Iа, взрыв которой возникает в двойной звездной системе, включающей небольшого, но чрезвычайно плотного белого карлика. Какой же была та сверхновая, что, возможно, подарила нам жизнь? «Индикатором мог бы служить кальций-48, - говорит астроном Николас Дофас (Nicolas Dauphas), - В сверхновых типа Ia он производится в больших количествах, но не в сверхновых типа II». Так что если в метеоритах обнаружится этот изотоп, он наверняка появился в результате взрыва сверхновой Ia. Интересен и такой изотоп, как хром-54, которого – несмотря на «хорошо перемешанный “протобульон”» – на разных планетах и метеоритах Солнечной системы обнаруживаются совершенно различные количества. Ученые ведут поиски хрома-54 в составе метеоритов уже не первое десятилетие. Но лишь современные технологии и инструменты позволили им добиться успеха. Группа Николаса Дофаса анализировала более 1500 микроскопических гранул, выделенных из метеоритов Оргейл, обнаруженного во Франции в XIX в., и Марчисон, упавшего в Австралии в середине ХХ в. Каждая из гранул имеет менее 100 нм в диаметре – в них-то и обнаруживаются большие концентрации хрома-54. Эта работа подтверждает общую картину происходившего миллиарды лет назад. Близкий взрыв сверхновой насытил газовое облако будущей Солнечной системы тяжелыми элементами, обломками и пылью. Динамические процессы, происходившие в этом облаке, рассортировали эти частицы по размерам, что привело к диспропорциональному содержанию их в разных телах Солнечной системы. popmech.ru

Смерть юпитеров: Приливный приговор «Горячие юпитеры» обычно не живут долго: их уничтожает материнская звезда. Их называют «горячими юпитерами» - планеты размерами с самого крупного жителя Солнечной системы, но с намного более высокой температурой поверхности. Находясь в несколько раз ближе к своим звездам, чем Меркурий – к Солнцу, они порядком разогреваются. Из-за этих экстремальных свойств их проще других обнаруживать у далеких звезд. Ученым известно немало экзопланет, относящихся к этому классу. Но большинство из них обречены: по новым данным, приливные силы материнской звезды редко оставляют им шанс на долгую и спокойную жизнь, довольно активно разнося их на куски. На самом деле, еще только приступая к поиску экзопланет в скоплениях, насчитывающих многие миллионы звезд, ученые ожидали чего-то большего. Однако каждая такая находка становится настоящим событием: за чуть более десятка лет поиска открыто порядка 500 таких тел. К примеру, исследование шарового скопления 47 Тукана, охватившее 34 тыс. звезд, по расчетам, должно было принести несколько десятков новых планет. Но не нашлось ни единой. Этому предложено несколько объяснений. Во-первых, для планет подобные неупорядоченные скопления – не лучшее место; высокая плотность звезд создает крайне неспокойную обстановку. Во-вторых, 47 Тукана (как и другие аналогичные скопления) отличаются низким содержанием металлов (напомним, что в астрономии металлами условно называют все элементы тяжелее водорода и гелия), которые и служат основным материалом для формирования планет. А недавно появилось и третья причина. Недавнее исследование показало, что и в 47 Тукана, и в подобных ему скоплениях вполне могло быть немало «горячих юпитеров». Они все просто погибли. Колоссальная мощь гравитационных взаимодействий огромной газовой планеты, вращающейся очень близко к еще более огромной звезде, создает разрушительные приливные силы, противостоять которым пухлые и горячие великаны не в силах. Напомним, что приливные силы появляются при движении любого достаточно протяженного тела в любом неоднородном силовом поле (будь то поле электромагнитное или гравитационное). Упрощенно говоря, сила, действующая со стороны поля на одну часть тела, отличается от силы, действующей на другую. Это вызывает в теле напряжение и деформацию. Этот механизм не только приводит к появлению приливов и отливов на Земле, но и, по мнению некоторых ученых, подогревает один из спутников Сатурна. Эти же силы разрушают крупные кометы, оказавшиеся слишком близко к Солнцу или тому же Юпитеру. Итак, по мере того, как крупный «горячий юпитер» движется по своей низкой орбите вокруг звезды, его гравитация порождает на поверхности светила своего рода «цунами», волну вещества, притянутого планетой и движущуюся вслед за ней – с некоторым, конечно, опозданием. Этот процесс понемногу отбирает энергию вращающегося тела, и планета подходит еще ближе к звезде. «Цунами» на ней становится выше и отбирает еще больше энергии, планета еще больше опускается… Процесс может продолжаться миллиарды лет, пока планета окончательно не рухнет на поверхность звезды или, что более вероятно, не будет разорвана на куски колоссально возросшими приливными силами. Такая картина получилась у исследователей, проведших моделирование действия приливных сил на условный «горячий юпитер», расположенный в скоплении 47 Тукана. Исходя из известных размеров и массах представленных здесь звезд, ученые подсчитали наиболее вероятные положения и орбитальные характеристики планет – и, действительно, практически ни одна из них не протянула долго и была разрушена. Точнее говоря, к тому моменту, когда смоделированное скопление достигло 1 млрд лет от роду, в нем погибло уже около трети «горячих юпитеров». А ведь это очень юный возраст; даже Солнечная система насчитывает 4,5 млрд лет, а само 47 Тукана, по оценке ученых, старше 11 млрд лет. К этому возрасту, как показало моделирование, должно исчезнуть более 96% его планет. Неудивительно, что обнаружить ничего не удается. popmech.ru

Тема о настоящих мужчинах и женщинах, какие они есть, или какими они должны быть? В первом случае ты права, во втором - полный пэ.

Погоди. Фактически выходит, что мужчина должен холить и лелеять, а женщина - нaeбывать. Какая-то неправильная у тебя старинка.

Для тебя мальчики хороши те, кто пляшет под твою дудку?

Вулкан на горизонте: Следы активности Вулканическая активность планеты или спутника свидетельствуют о том, что в недрах ее есть жизнь – не биологическая, а геологическая, без которой и биологическая, насколько мы знаем, вряд ли возможна. Теперь ученые нашли способ определять, есть ли действующие вулканы на далеких эзкопланетах. Правда, как говорит одна из авторов идеи Лиза Кальтенеггер (Lisa Kaltenegger), «понадобится нечто совершенно могучее, извержение, способное выбросить в атмосферу огромные количества газов». И добавляет: «С использованием орбитального телескопа James Webb можно обнаружить у ближайших звезд извержения, если они будут в 10-100 раз сильнее вулкана Пинатубо». Напомним, что этот находящийся на Филиппинах вулкан проснулся в 1991 г. после более чем полутысячи лет спячки и стал одним из мощнейших извержением в ХХ веке, из-за которого высота вулкана сократилась на 300 м, а последствия ощущались по всему миру. До того момента, как научные инструменты смогут напрямую делать снимки экзопланет, еще довольно далеко, пока что мы наблюдаем их лишь по косвенным признакам. Однако это не мешает в некоторых случаях получать данные о составе их атмосферы. А поскольку масштабные извержения выбрасывают в атмосферу целый набор довольно характерных соединений, их наличие вполне может служить признаком вулканической активности. Осталось понять, какие именно вулканические газы могут обнаруживаться в подобных условиях. Вопросом этим и задалась Лиза Кальтенеггер и ее коллеги, в том числе и Димитар Сасселов (Dimitar Sasselov), фигурант одного интересного астрономического скандала. Ученые смоделировали процесс масштабного извержения на планете земного типа – исходя из данных по нашей Земле – и проанализировали, какие же следы этого явления могут быть заметны далекому наблюдателю. Они пришли к выводу, что главной уликой может служить диоксид серы, поскольку он выбрасывается в огромных количествах и медленно удаляется из атмосферы. «Запах вулканов далекой планеты земного типа должен быть очень резким», - замечает по этому поводу Кальтенеггер (диоксидом серы узнаваемо пахнет загорающаяся головка спички, но вообще этот газ очень токсичен). Если вспомнить то же извержение Пинатубо, за несколько дней вулканом было выброшено около 17 млн тонн диоксида серы, который поднялся аж в стратосферу. Кстати, самое мощное извержение, о котором имеются достоверные и приемлемо точные данные, было вдесятеро сильнее (вулкан Тамбора на территории современной Индонезии, 1815 г.). К счастью для нас, столь гигантские события не особенно часты – но для астрономов это не очень-то радостно. Судя по всему, придется обнаружить и внимательно исследовать сотни экзопланет земного типа (которых пока что известно совсем немного) прежде, чем на одной из них будет замечено сильное извержение. Впрочем, возможно, далекое небесное тело будет куда более активно, чем Земля. Тому имеется и отличный пример, юпитериарский спутник Ио, самый вулканически активный объект Солнечной системы. popmech.ru

Древнейшие антибиотики: Пиво бывает полезно Химический анализ костей из древненубийских захоронений удивил ученых: обнаружилось, что представители этой погибшей цивилизации пользовались антибиотиками. Скорее всего, источником их в те годы могло быть только… пиво. Это действительно поражает: официально эра использования антибиотиков началась в 1928 г., с открытием пенициллина – возможно, одним из самых важных событий в истории медицины. Получается же, что, хотя и неосознанно, человечество пользовалось этими веществами уже за несколько тысяч лет до этого. К такому выводу пришла группа американских исследователей во главе с антропологом Джорджем Эрмелагосом (George Armelagos) и химиком Марком Нельсоном (Mark Nelson). Эрмелагос рассказывает: «Лечащие вещества, антибиотики – обычно мы связываем все это лишь с современной медициной. Но сегодня становится все более ясно, что даже доисторические цивилизации использовали эмпирический подход для поиска эффективных лечебных соединений. Лично у меня нет никакого сомнения: они понимали, для чего и что использовать». Еще в 1980-х команда Эрмелагоса, исследуя образцы костей из древненубийских захоронений, обнаружила в них следы тетрациклина – притом что находка датируется 350-550 гг. до н.э. и относится к обществу, на наш взгляд, довольно примитивному, не оставившему по себе никаких письменных свидетельств. Впоследствии ученые предположили, что источником антибиотика для нубийцев той эпохи могло служить пиво. Дело в том, что зерна, использовавшиеся ими для ферментации и варки напитка, содержали почвенные бактерии-стрептомицеты, продуцирующие тетрациклин. По современным меркам, это было загрязнение – но загрязнение чрезвычайно полезное. Заинтересовавшись работой Эрмелагоса, к ней подключился и Марк Нельсон, крупный специалист в области антибиотиков. Взяв образцы костной ткани из коллекции антропологов, он в ходе сложного (и довольно опасного, включающего растворение в чрезвычайно токсичной плавиковой кислоте) процесса подтвердил наличие в них тетрациклина. Нельсона это просто поразило: «Кости древних людей содержали такое количество антибиотика, - говорит он, - что они явно получали его в течение весьма долгого времени. Как будто они имели современную развитую химическую промышленность и биопроизводство». Интересно, что тетрациклин обнаружился и в берцовой кости и черепе, идентифицированным как останки 4-летнего ребенка. Это говорит о том, что – либо нубийцы начинали пить пиво уже в этом нежном возрасте, либо этому ребенку давали его с конкретной лечебной целью. Возвращаясь же о наши дни, добавим, что тетрациклин был открыт в 1948 г. и получил поначалу название ауреомицина, от латинского aureos, т.е. «золотоносный» - из-за золотистого цвета, который приобретают производящие его колонии бактерий-стрептомицетов. Возможно, именно этот цвет на пенной пивной шапке поначалу оценили древние люди, и лишь затем заметили и терапевтические свойства. popmech.ru