Какая ткань пропускает влагу только в одну сторону?
Считается, что лучше всего с этим справляется ткань гортекс (GORE-TEX®), состоящая из внешнего материала, мембраны и подкладки. Сама ткань может состоять из нескольких слоев. Главный секрет — в мембране. Она представляет собой тонкую пористую пленку, где на каждый квадратный сантиметр приходится 1,5 млрд микроскопических пор. Размер пор примерно в 20 тыс. раз меньше капли воды, что обеспечивает полную водонепроницаемость.
Такая ткань выдерживает давление в 20 тыс. миллиметров водного столба на квадратный сантиметр — в 10 раз больше, чем обычная водостойкая ткань. Для сравнения: обычный дождь создает давление в 5000–7000 миллиметров влаги. Однако самое удивительное заключается в том, что при такой водостойкости этот материал «дышит». Дело в том, что микроскопические поры мембраны в 700 раз больше молекул водяного пара и пропускают их наружу.
Оставаясь водонепроницаемой, одежда позволяет коже дышать. Кроме того, туннелеобразная структура пор разбивает поток воздуха на микрозавихрения, что обеспечивает защиту от ветра, не мешая циркуляции воздуха. Снаряжение, изготовленное из этой ткани, не только защищает от воды и ветра, но и регулирует влажность. Мембрана обеспечивает правильный тепловой баланс и защищает от сырости. Она сохраняет тепло, но выводит на поверхность влагу, выделяемую кожей — до 12 литров водяного пара в сутки на квадратный метр.
Примерно столько же выделяет в течение часа человек, бегущий трусцой. Таким образом, в одежде и обуви, изготовленных с использованием ткани гортекс, можно долго чувствовать себя комфортно даже под ливнем и на холоде. Любопытно, что фирма-изготовитель официально берет на себя обязательство отремонтировать или заменить одежду, если вы не до конца удовлетворены ее заявленными уникальными свойствами.
Считается, что лучше всего с этим справляется ткань гортекс (GORE-TEX®), состоящая из внешнего материала, мембраны и подкладки. Сама ткань может состоять из нескольких слоев. Главный секрет — в мембране. Она представляет собой тонкую пористую пленку, где на каждый квадратный сантиметр приходится 1,5 млрд микроскопических пор. Размер пор примерно в 20 тыс. раз меньше капли воды, что обеспечивает полную водонепроницаемость.
Такая ткань выдерживает давление в 20 тыс. миллиметров водного столба на квадратный сантиметр — в 10 раз больше, чем обычная водостойкая ткань. Для сравнения: обычный дождь создает давление в 5000–7000 миллиметров влаги. Однако самое удивительное заключается в том, что при такой водостойкости этот материал «дышит». Дело в том, что микроскопические поры мембраны в 700 раз больше молекул водяного пара и пропускают их наружу.
Оставаясь водонепроницаемой, одежда позволяет коже дышать. Кроме того, туннелеобразная структура пор разбивает поток воздуха на микрозавихрения, что обеспечивает защиту от ветра, не мешая циркуляции воздуха. Снаряжение, изготовленное из этой ткани, не только защищает от воды и ветра, но и регулирует влажность. Мембрана обеспечивает правильный тепловой баланс и защищает от сырости. Она сохраняет тепло, но выводит на поверхность влагу, выделяемую кожей — до 12 литров водяного пара в сутки на квадратный метр.
Примерно столько же выделяет в течение часа человек, бегущий трусцой. Таким образом, в одежде и обуви, изготовленных с использованием ткани гортекс, можно долго чувствовать себя комфортно даже под ливнем и на холоде. Любопытно, что фирма-изготовитель официально берет на себя обязательство отремонтировать или заменить одежду, если вы не до конца удовлетворены ее заявленными уникальными свойствами.
Можно ли возродить мамонта?
Теоретически можно, причем двумя способами. В первом случае для этого нужно оплодотворить спермой мамонта самку близкого вида, к примеру азиатскую слониху. Для второго варианта необходимо выделить ядро из соматической клетки мамонта и поместить его в яйцеклетку слонихи, лишенную собственного ядра, а яйцеклетку — в матку. Когда через 10 месяцев на свет появится женская особь мамонтослона, ее следует вновь скрестить с мамонтом, и таким образом приблизительно через три поколения можно вывести «мамонта на 90%». Но пока эти планы не осуществились, потому что ученые не нашли жизнеспособных, пригодных для оплодотворения или клонирования клеток мамонта.
Некоторые специалисты полагают, что найти ничего и не удастся, так как клетки и ДНК мертвого организма быстро распадаются, даже если тысячелетиями пребывают в вечной мерзлоте. Если живые клетки мамонта когда-нибудь найдутся и будут расти в питательной среде, неизвестно, выживет ли мамонтовое ядро в слоновьей цитоплазме и получится ли жизнеспособный зародыш. Все-таки слон и мамонт — разные виды, и если окажется, что количество хромосом у них не совпадает, скрещивание будет невозможно.
Более того, на каждой стадии подобных экспериментов, как показывает практика клонирования мышей, коров и некоторых других животных, возможны свои проблемы: львиная доля клонов погибает еще до пересадки в материнский организм; из пересаженных эмбрионов большинство погибает, даже не успев прикрепиться к матке.
Частая гибель клонированных зародышей связана с тем, что геном пересаженного ядра не может своевременно и правильно перестроиться со своей предыдущей программы на обеспечение развития эмбриона. Сомнительна и экономическая целесообразность затеи.
Теоретически можно, причем двумя способами. В первом случае для этого нужно оплодотворить спермой мамонта самку близкого вида, к примеру азиатскую слониху. Для второго варианта необходимо выделить ядро из соматической клетки мамонта и поместить его в яйцеклетку слонихи, лишенную собственного ядра, а яйцеклетку — в матку. Когда через 10 месяцев на свет появится женская особь мамонтослона, ее следует вновь скрестить с мамонтом, и таким образом приблизительно через три поколения можно вывести «мамонта на 90%». Но пока эти планы не осуществились, потому что ученые не нашли жизнеспособных, пригодных для оплодотворения или клонирования клеток мамонта.
Некоторые специалисты полагают, что найти ничего и не удастся, так как клетки и ДНК мертвого организма быстро распадаются, даже если тысячелетиями пребывают в вечной мерзлоте. Если живые клетки мамонта когда-нибудь найдутся и будут расти в питательной среде, неизвестно, выживет ли мамонтовое ядро в слоновьей цитоплазме и получится ли жизнеспособный зародыш. Все-таки слон и мамонт — разные виды, и если окажется, что количество хромосом у них не совпадает, скрещивание будет невозможно.
Более того, на каждой стадии подобных экспериментов, как показывает практика клонирования мышей, коров и некоторых других животных, возможны свои проблемы: львиная доля клонов погибает еще до пересадки в материнский организм; из пересаженных эмбрионов большинство погибает, даже не успев прикрепиться к матке.
Частая гибель клонированных зародышей связана с тем, что геном пересаженного ядра не может своевременно и правильно перестроиться со своей предыдущей программы на обеспечение развития эмбриона. Сомнительна и экономическая целесообразность затеи.
Ученые сравнили риск депрессии у жителей Азии и Европы
Как оказалось, азиаты подвержены депрессии меньше, чем европейцы
Международная группа ученых проанализировала генетические риски депрессии у 194,5 тысячи жителей Восточной Азии и сравнила их с данными европейцев. Как отметили ученых, специфические гены повышают риск развития депрессии. Однако эти гены различаются в зависимости от того, к какой этнической группе принадлежит человек. Например, люди восточноазиатского происхождения с более высоким индексом массы тела менее склонны к развитию депрессии, чем европейцы.
«Мы были удивлены, обнаружив множество различий в генах, связанных с депрессией, у европейцев и выходцев из Восточной Азии, — сказала Каролин Кученбекер из Университетского колледжа Лондона, добавив, что это следует учитывать при разработке новых методов лечения.
«Хотя депрессия — очень распространенное заболевание, мы все еще мало знаем о ее причинах. Выявив гены, связанные с депрессией, мы можем лучше изучить механизмы болезни, и очень важно изучить генетику депрессии во всех регионах мира», — отметила соавтор исследования Кэтрин Льюис (Cathryn Lewis).
Использованы материалы MedicalXPress
Как оказалось, азиаты подвержены депрессии меньше, чем европейцы
Международная группа ученых проанализировала генетические риски депрессии у 194,5 тысячи жителей Восточной Азии и сравнила их с данными европейцев. Как отметили ученых, специфические гены повышают риск развития депрессии. Однако эти гены различаются в зависимости от того, к какой этнической группе принадлежит человек. Например, люди восточноазиатского происхождения с более высоким индексом массы тела менее склонны к развитию депрессии, чем европейцы.
«Мы были удивлены, обнаружив множество различий в генах, связанных с депрессией, у европейцев и выходцев из Восточной Азии, — сказала Каролин Кученбекер из Университетского колледжа Лондона, добавив, что это следует учитывать при разработке новых методов лечения.
«Хотя депрессия — очень распространенное заболевание, мы все еще мало знаем о ее причинах. Выявив гены, связанные с депрессией, мы можем лучше изучить механизмы болезни, и очень важно изучить генетику депрессии во всех регионах мира», — отметила соавтор исследования Кэтрин Льюис (Cathryn Lewis).
Использованы материалы MedicalXPress
Со следующего года Индия вводит запрет на одноразовый пластик
В рамках программы по отказу от одноразового пластика, засоряющего наземную и морскую экосистемы, Министерство окружающей среды, лесного хозяйства и климатических изменений Индии ввело запрет на использование «изделий из пластмассы с низким потенциалом полезности и высокой загрязняющей способностью». С 1 июля в стране нельзя будет производить и продавать одноразовую посуду, приборы, упаковку, пакеты и ватные палочки, изготовленные из пластика.
Недорогой, легкий и простой в производстве пластик стал одним из важных факторов промышленного бума прошлого столетия и, по мнению экспертов ООН, эта тенденция не прекратится в ближайшие десятки лет. Однако в последнее время страны стали задумываться о проблемах пластиковых отходов.
Переработке в Индии подвергается примерно 60% выброшенного пластика, остальные 10 376 тонн валяются на земле или попадают в воду бесконтрольно, заявил Ануп Шривастава, директор Фонда кампании против пластикового загрязнения, некоммерческой организации, выступающей за изменение действующих в стране правил. Обычно мусор собирают частные лица, которые отвозят его в центры вторсырья или на заводы, получая за это небольшое вознаграждение. Однако по большей части экономическая ценность индийского пластика не высока, и он не пригоден для переработки.
Кроме того, в новых предписаниях правительства отсутствуют указания по переработке пластика. Несмотря на то, что 60% пластиковых отходов в Индии отправляется на вторсырье, эксперты считают, что этот процесс происходит с падением качества: так, из бутылок делают полиэстер для швейной промышленности. Это снижает срок службы пластика. При правильных технологиях пластик может выдержать семь-восемь циклов переработки, прежде чем его отправят в печь, а после понижения качества — всего один-два.
Ряд стран, включая ЕС, Канаду, Китай и Таиланд, уже предприняли шаги по сокращению или запрету одноразового пластика, но остается главная проблема — чем его заменить? Необходимы столь же дешевые и простые в производстве, но биоразлагаемые альтернативы. К сожалению, пока не существует указаний по альтернативному пластикy. И когда запрет на одноразовую пластмассу вступит в силу, могут возникнуть новые проблемы.
В рамках программы по отказу от одноразового пластика, засоряющего наземную и морскую экосистемы, Министерство окружающей среды, лесного хозяйства и климатических изменений Индии ввело запрет на использование «изделий из пластмассы с низким потенциалом полезности и высокой загрязняющей способностью». С 1 июля в стране нельзя будет производить и продавать одноразовую посуду, приборы, упаковку, пакеты и ватные палочки, изготовленные из пластика.
Недорогой, легкий и простой в производстве пластик стал одним из важных факторов промышленного бума прошлого столетия и, по мнению экспертов ООН, эта тенденция не прекратится в ближайшие десятки лет. Однако в последнее время страны стали задумываться о проблемах пластиковых отходов.
Переработке в Индии подвергается примерно 60% выброшенного пластика, остальные 10 376 тонн валяются на земле или попадают в воду бесконтрольно, заявил Ануп Шривастава, директор Фонда кампании против пластикового загрязнения, некоммерческой организации, выступающей за изменение действующих в стране правил. Обычно мусор собирают частные лица, которые отвозят его в центры вторсырья или на заводы, получая за это небольшое вознаграждение. Однако по большей части экономическая ценность индийского пластика не высока, и он не пригоден для переработки.
Кроме того, в новых предписаниях правительства отсутствуют указания по переработке пластика. Несмотря на то, что 60% пластиковых отходов в Индии отправляется на вторсырье, эксперты считают, что этот процесс происходит с падением качества: так, из бутылок делают полиэстер для швейной промышленности. Это снижает срок службы пластика. При правильных технологиях пластик может выдержать семь-восемь циклов переработки, прежде чем его отправят в печь, а после понижения качества — всего один-два.
Ряд стран, включая ЕС, Канаду, Китай и Таиланд, уже предприняли шаги по сокращению или запрету одноразового пластика, но остается главная проблема — чем его заменить? Необходимы столь же дешевые и простые в производстве, но биоразлагаемые альтернативы. К сожалению, пока не существует указаний по альтернативному пластикy. И когда запрет на одноразовую пластмассу вступит в силу, могут возникнуть новые проблемы.
Найдена самая быстрая не нейтронная звезда. Она делает полный оборот за 25 секунд
Солнце делает полный оборот вокруг своей оси за месяц, а Земля — за сутки, однако ученые обнаружили гораздо более проворный объект — белый карлик на расстоянии 2000 световых лет от нас, вращающийся каждые 25 секунд: он опередил предыдущего рекордсмена на пять секунд. Это делает объект под названием LAMOST J0240 + 1952 из созвездия Овна самой быстро вращающейся звездой, если не включать в перечень звезд такие экзотические светила как нейтронные.
Своим быстрым вращением белый карлик обязан своему красному компаньону. Исследователи отмечают, что как падающая вода заставляет вращаться водяное колесо, так и газ, падающий из красного карлика, заставляет LAMOST J0240 + 1952 вращаться быстрее.
За открытие ответственна астроном Ингрид Пелизоли из Уорикского университета в Ковентри, которая в ночь на 7 августа обнаружила вместе с коллегами периодические вспышки света от тусклого дуэта.
Самыми быстровращающимися объектами Вселенной считаются нейтронные звезды. Они являются очень плотным звездным остатком, который в основном состоит из нейтронов — частиц, которые входят в состав атомных ядер, и не имеют электрического заряда. Масса нейтронной звезды находится в диапазоне от 1,35 до 2,1 масс Солнца. В результате коллапса, вновь образованные нейтронные звезды могут иметь очень высокую скорость вращения — порядка тысячи оборотов в секунду.
Белые карлики представляют собой звезды, состоящие из электронно-ядерной плазмы и лишенные источников термоядерной энергии. Они светятся благодаря своей тепловой энергии, постепенно остывая в течение миллиардов лет. В настоящее время белые карлики составляют, по разным оценкам, от 3 до 10% звездного населения нашей галактики.
Солнце делает полный оборот вокруг своей оси за месяц, а Земля — за сутки, однако ученые обнаружили гораздо более проворный объект — белый карлик на расстоянии 2000 световых лет от нас, вращающийся каждые 25 секунд: он опередил предыдущего рекордсмена на пять секунд. Это делает объект под названием LAMOST J0240 + 1952 из созвездия Овна самой быстро вращающейся звездой, если не включать в перечень звезд такие экзотические светила как нейтронные.
Своим быстрым вращением белый карлик обязан своему красному компаньону. Исследователи отмечают, что как падающая вода заставляет вращаться водяное колесо, так и газ, падающий из красного карлика, заставляет LAMOST J0240 + 1952 вращаться быстрее.
За открытие ответственна астроном Ингрид Пелизоли из Уорикского университета в Ковентри, которая в ночь на 7 августа обнаружила вместе с коллегами периодические вспышки света от тусклого дуэта.
Самыми быстровращающимися объектами Вселенной считаются нейтронные звезды. Они являются очень плотным звездным остатком, который в основном состоит из нейтронов — частиц, которые входят в состав атомных ядер, и не имеют электрического заряда. Масса нейтронной звезды находится в диапазоне от 1,35 до 2,1 масс Солнца. В результате коллапса, вновь образованные нейтронные звезды могут иметь очень высокую скорость вращения — порядка тысячи оборотов в секунду.
Белые карлики представляют собой звезды, состоящие из электронно-ядерной плазмы и лишенные источников термоядерной энергии. Они светятся благодаря своей тепловой энергии, постепенно остывая в течение миллиардов лет. В настоящее время белые карлики составляют, по разным оценкам, от 3 до 10% звездного населения нашей галактики.
Физики считают, что у Вселенной не было начала
Реальность иногда бывает похожа на фантастику или даже сказку, считает Бруно Бенто, физик из Университета Ливерпуля. Он занимается новым направлением в теории квантовой гравитации – причинными множествами. Оно основано на гипотезе о дискретной структуре пространства-времени и о частичной упорядоченности его точек. Применив этот подход к исследованию начала Вселенной, он и его коллеги обнаружили, что Вселенная могла существовать вечно, а Большой взрыв – лишь один из этапов ее эволюции.
Квантовая физика описывает три из четырех фундаментальных взаимодействий элементарных частиц. Общая теория относительности, с другой стороны, разработала самое полное описание гравитации, однако в двух точках — или сингулярностях — она не работает: в центре черной дыры и в начале Вселенной. Там гравитация ведет себя не так, как в остальной Вселенной.
Для решения загадки сингулярности физикам необходима квантовая теория гравитации, то есть понять, как она ведет себя на микроскопическом уровне. Существует несколько подходов, в частности, теория струн и петлевая квантовая гравитация, но ученые из Ливерпуля предложили новый вариант.
Во всех современных физических теориях пространство и время непрерывны. Они образуют гладкую ткань, находящуюся в основе всей реальности. Но есть и другая точка зрения, представляющая пространство-время в виде отдельных отрезков или «атомов». В таком случае между двумя самыми близкими событиями обязательно находится промежуток.
Теория причинных множеств ловко избавляется от проблемы сингулярности, потому что гласит, что вещество невозможно сжимать до бесконечности — оно не может стать меньше, чем размер «атома» пространства-времени. Другими словами, сингулярности не существует.
Бенто и его коллега Став Залель из Имперского колледжа Лондона рассмотрели события Большого взрыва с точки зрения причинных множеств. «В оригинальной формулировке и динамике причинных множеств, с классической точки зрения, причинные множества вырастают из ничего в известную нам Вселенную. В нашей же работе нет Большого взрыва как начала, поскольку причинные множества тянутся в прошлое без конца, и всегда есть что-то, что было раньше», — сказал Бенто.
Таким образом, физики утверждают, что у Вселенной не было начала — она просто существовала всегда. То, что мы считаем Большим взрывом, всего лишь отдельный момент в эволюции причинного множества.
Множество вопросов в этой гипотезе все еще остаются без ответа. Например, не понятно, допускает ли этот причинный подход существование физических теорий, которые описывают комплексную эволюцию Вселенной во время Большого взрыва.
Реальность иногда бывает похожа на фантастику или даже сказку, считает Бруно Бенто, физик из Университета Ливерпуля. Он занимается новым направлением в теории квантовой гравитации – причинными множествами. Оно основано на гипотезе о дискретной структуре пространства-времени и о частичной упорядоченности его точек. Применив этот подход к исследованию начала Вселенной, он и его коллеги обнаружили, что Вселенная могла существовать вечно, а Большой взрыв – лишь один из этапов ее эволюции.
Квантовая физика описывает три из четырех фундаментальных взаимодействий элементарных частиц. Общая теория относительности, с другой стороны, разработала самое полное описание гравитации, однако в двух точках — или сингулярностях — она не работает: в центре черной дыры и в начале Вселенной. Там гравитация ведет себя не так, как в остальной Вселенной.
Для решения загадки сингулярности физикам необходима квантовая теория гравитации, то есть понять, как она ведет себя на микроскопическом уровне. Существует несколько подходов, в частности, теория струн и петлевая квантовая гравитация, но ученые из Ливерпуля предложили новый вариант.
Во всех современных физических теориях пространство и время непрерывны. Они образуют гладкую ткань, находящуюся в основе всей реальности. Но есть и другая точка зрения, представляющая пространство-время в виде отдельных отрезков или «атомов». В таком случае между двумя самыми близкими событиями обязательно находится промежуток.
Теория причинных множеств ловко избавляется от проблемы сингулярности, потому что гласит, что вещество невозможно сжимать до бесконечности — оно не может стать меньше, чем размер «атома» пространства-времени. Другими словами, сингулярности не существует.
Бенто и его коллега Став Залель из Имперского колледжа Лондона рассмотрели события Большого взрыва с точки зрения причинных множеств. «В оригинальной формулировке и динамике причинных множеств, с классической точки зрения, причинные множества вырастают из ничего в известную нам Вселенную. В нашей же работе нет Большого взрыва как начала, поскольку причинные множества тянутся в прошлое без конца, и всегда есть что-то, что было раньше», — сказал Бенто.
Таким образом, физики утверждают, что у Вселенной не было начала — она просто существовала всегда. То, что мы считаем Большим взрывом, всего лишь отдельный момент в эволюции причинного множества.
Множество вопросов в этой гипотезе все еще остаются без ответа. Например, не понятно, допускает ли этот причинный подход существование физических теорий, которые описывают комплексную эволюцию Вселенной во время Большого взрыва.
Почему в старых кинофильмах движение объектов ускоренное?
Сегодня съемка и воспроизведение видео обычно ведутся со скоростью от 24 кадров в секунду. В прошлом, когда пленка была дороже, а лентопротяжные механизмы не столь совершенны, снимали около 15 кадров в секунду. На изменение кадровой частоты повлияло и появление звукового кино, поскольку для качественной записи высоких звуков требовалось более быстрое движение пленки. Если отснятую на малой скорости пленку воспроизводить кадр в кадр на современной технике, все движения ускоряются в 1,6–2 раза. Чтобы ускорения не было, нужно подвергнуть архивные записи сложной обработке, в ходе которой на основе имеющихся кадров необходимо восстанавливать недостающие. Это делается, например, в художественном кино с архивными вставками, если эффект ускорения нежелателен.
Сегодня съемка и воспроизведение видео обычно ведутся со скоростью от 24 кадров в секунду. В прошлом, когда пленка была дороже, а лентопротяжные механизмы не столь совершенны, снимали около 15 кадров в секунду. На изменение кадровой частоты повлияло и появление звукового кино, поскольку для качественной записи высоких звуков требовалось более быстрое движение пленки. Если отснятую на малой скорости пленку воспроизводить кадр в кадр на современной технике, все движения ускоряются в 1,6–2 раза. Чтобы ускорения не было, нужно подвергнуть архивные записи сложной обработке, в ходе которой на основе имеющихся кадров необходимо восстанавливать недостающие. Это делается, например, в художественном кино с архивными вставками, если эффект ускорения нежелателен.
Найдены бактерии — пожиратели металла
Чтобы разделаться с гвоздем, им требуется всего три дня
В Чили исследуют бактерии, поедающие металл. С их помощью ученые надеются сделать горнодобывающую промышленность страны более экологичной.
Ведущий автор исследования — биотехнолог Надак Реалес. Ей пришло в голову бороться с металлическими отходами с помощью экстремофилов — организмов, живущих в экстремальных условиях. В своем исследовании Реалес с командой сосредоточилась на окисляющих железо бактериях Leptospirillum, которые были извлечены из гейзеров Татио, расположенных на высоте 4200 метров над уровнем моря.
Как отметили исследователи, эти бактерии живут в кислой среде, на которую практически не влияют относительно высокие концентрации большинства металлов. В обычных условиях им требовалось два месяца, чтобы разрушить гвоздь. Но ученым удалось модифицировать бактерии, и теперь им требуется на это всего три дня.
Чтобы разделаться с гвоздем, им требуется всего три дня
В Чили исследуют бактерии, поедающие металл. С их помощью ученые надеются сделать горнодобывающую промышленность страны более экологичной.
Ведущий автор исследования — биотехнолог Надак Реалес. Ей пришло в голову бороться с металлическими отходами с помощью экстремофилов — организмов, живущих в экстремальных условиях. В своем исследовании Реалес с командой сосредоточилась на окисляющих железо бактериях Leptospirillum, которые были извлечены из гейзеров Татио, расположенных на высоте 4200 метров над уровнем моря.
Как отметили исследователи, эти бактерии живут в кислой среде, на которую практически не влияют относительно высокие концентрации большинства металлов. В обычных условиях им требовалось два месяца, чтобы разрушить гвоздь. Но ученым удалось модифицировать бактерии, и теперь им требуется на это всего три дня.
Может ли «насытиться» черная дыра?
Нет. Масса черной дыры теоретически может расти бесконечно, однако для этого из окружающего пространства к ней должно постоянно притекать новое вещество. В обычных условиях это невозможно, поскольку количество вещества вблизи черной дыры ограничено. К тому же дыра способна притянуть только те объекты, чья скорость слишком мала, чтобы сопротивляться ее гравитации. Если, например, заменить Солнце на черную дыру такой же массы, то Земля и прочие планеты не упадут на нее в силу высокой скорости своего вращения. Предположим теперь, что черная дыра находится в середине вращающегося пылевого облака. Тогда на нее тоже упадет только та часть пылинок, чья скорость недостаточно велика, чтобы «убежать» от мощной силы притяжения черной дыры. Дыра как бы выест центральную часть облака, а его периферийная область останется нетронутой. Сверхмассивные черные дыры существуют в центрах большинства крупных галактик многие миллиарды лет, и за это время они уже поглотили основную часть доступного для них газа и звезд. Теперь почти все они сидят на голодном пайке. Это же относится и к черной дыре, расположенной в центре нашей Галактики. Наиболее массивные из известных черных дыр имеют массу более 10 миллиардов солнечных масс, а дыра в центре нашей Галактики — всего 3–4 миллиона.
Нет. Масса черной дыры теоретически может расти бесконечно, однако для этого из окружающего пространства к ней должно постоянно притекать новое вещество. В обычных условиях это невозможно, поскольку количество вещества вблизи черной дыры ограничено. К тому же дыра способна притянуть только те объекты, чья скорость слишком мала, чтобы сопротивляться ее гравитации. Если, например, заменить Солнце на черную дыру такой же массы, то Земля и прочие планеты не упадут на нее в силу высокой скорости своего вращения. Предположим теперь, что черная дыра находится в середине вращающегося пылевого облака. Тогда на нее тоже упадет только та часть пылинок, чья скорость недостаточно велика, чтобы «убежать» от мощной силы притяжения черной дыры. Дыра как бы выест центральную часть облака, а его периферийная область останется нетронутой. Сверхмассивные черные дыры существуют в центрах большинства крупных галактик многие миллиарды лет, и за это время они уже поглотили основную часть доступного для них газа и звезд. Теперь почти все они сидят на голодном пайке. Это же относится и к черной дыре, расположенной в центре нашей Галактики. Наиболее массивные из известных черных дыр имеют массу более 10 миллиардов солнечных масс, а дыра в центре нашей Галактики — всего 3–4 миллиона.
Ради помощи смертельно больному сыну китаец создал домашнюю лабораторию
30-летний Сюй Вэй (Xu Wei) и его жена, живущие в китайском городе Куньмин, обратили внимание на то, что их годовалый сын плохо развивается. Врачи смогли поставить диагноз, и он прозвучал как приговор: у мальчика нашли болезнь Менкеса. Это генетическое отклонение, связанное с нарушение клеточного транспорта меди. Оно не только отражается на общем состоянии здоровья, но и сокращает срок жизни. Дети с этим заболеванием в среднем живут около 3 лет, иногда — около 5.
При этом болезнь Менкеса не такая уж редкая: по разным данным, она встречается у одного из 100 000–350 000 новорожденных. Лекарства не существует, но ежедневные инъекции добавок меди (ацетата или гистидина) могут облегчить течение болезни. Чем раньше назначается лечение, тем лучше будет прогноз.
Однако в Китае нужные препараты не производятся, а доставить их из США невозможно из-за коронавирусных ограничений и бюрократических препятствий. Сюй Вэй попытался убедить местные фармакологические компании наладить выпуск, но те ему отказали: это стоит очень дорого, а на получение разрешения от регуляторов могут уйти годы. Тогда отец решил синтезировать медный гистидин в домашних условиях.
«Я не учился в университете, но это не значит, что я не могу учиться. Я нужен моему сыну, и я буду пытаться спасти его всеми возможными способами. Я не знаю английского, но для перевода исследований мне помогает машинный перевод. Иногда получается бессмысленный текст и приходится перепроверять его дословно. Это сложно, но в интернете всегда можно найти какие-то подсказки».
Также Сюй Вэй записался на открытые курсы по фармакологии и купил лабораторное оборудование, потратив на него $3100. Изготавливая лекарство, мужчина смешивает с водой гидроксид натрия, дигидрат хлорида меди и гистидин. На выходе получается медный гистидин, который остается разделить на нужные дозы.
«Это не так сложно, как кажется. Все написано в исследовании, мне лишь нужно убедиться в стерильности производства».
Для полной уверенности китаец вначале опробовал препарат на кроликах, и они выжили. Затем он ввел его себе, и только после этого начал делать инъекции сыну. Регулярные проверки в клинике показали, что лекарство действует, и осложнений от него нет.
Помимо гистидина меди, Сюй смог синтезировать еще один препарат, который потенциально может помочь при болезни Менкеса: элескломол. Это химическое вещество вызывает гибель клеток и используется для борьбы с раком. В исследовании, опубликованном в научном журнале Science, говорится, что у мышей с болезнью Менкеса оно предотвращает повреждение мозга и увеличивает выживаемость с 14 дней до более 200 дней. За минувший год — именно столько прошло с момента постановки диагноза — Сюй потратил на медицинские опыты $62 000 в общей сложности.
Мальчику сейчас больше двух лет. Он не может переворачиваться и говорить, он ест только жидкую пищу, «но он все еще жив, и он умеет улыбаться», — отмечает Сюй. Он знает, что болезнь является неизлечимой, но работа по смягчению ее проявлений приносит сыну пользу.
Социальные службы и органы здравоохранения следят за ситуацией, но они приняли решение не вмешиваться: пока мужчина не продает «доморощенные лекарства», нарушения закона нет. А сам китаец возлагает надежды на генную терапию и редактирование генов. Для этого он собирается поступить в университет на специальность «генная инженерия».
30-летний Сюй Вэй (Xu Wei) и его жена, живущие в китайском городе Куньмин, обратили внимание на то, что их годовалый сын плохо развивается. Врачи смогли поставить диагноз, и он прозвучал как приговор: у мальчика нашли болезнь Менкеса. Это генетическое отклонение, связанное с нарушение клеточного транспорта меди. Оно не только отражается на общем состоянии здоровья, но и сокращает срок жизни. Дети с этим заболеванием в среднем живут около 3 лет, иногда — около 5.
При этом болезнь Менкеса не такая уж редкая: по разным данным, она встречается у одного из 100 000–350 000 новорожденных. Лекарства не существует, но ежедневные инъекции добавок меди (ацетата или гистидина) могут облегчить течение болезни. Чем раньше назначается лечение, тем лучше будет прогноз.
Однако в Китае нужные препараты не производятся, а доставить их из США невозможно из-за коронавирусных ограничений и бюрократических препятствий. Сюй Вэй попытался убедить местные фармакологические компании наладить выпуск, но те ему отказали: это стоит очень дорого, а на получение разрешения от регуляторов могут уйти годы. Тогда отец решил синтезировать медный гистидин в домашних условиях.
«Я не учился в университете, но это не значит, что я не могу учиться. Я нужен моему сыну, и я буду пытаться спасти его всеми возможными способами. Я не знаю английского, но для перевода исследований мне помогает машинный перевод. Иногда получается бессмысленный текст и приходится перепроверять его дословно. Это сложно, но в интернете всегда можно найти какие-то подсказки».
Также Сюй Вэй записался на открытые курсы по фармакологии и купил лабораторное оборудование, потратив на него $3100. Изготавливая лекарство, мужчина смешивает с водой гидроксид натрия, дигидрат хлорида меди и гистидин. На выходе получается медный гистидин, который остается разделить на нужные дозы.
«Это не так сложно, как кажется. Все написано в исследовании, мне лишь нужно убедиться в стерильности производства».
Для полной уверенности китаец вначале опробовал препарат на кроликах, и они выжили. Затем он ввел его себе, и только после этого начал делать инъекции сыну. Регулярные проверки в клинике показали, что лекарство действует, и осложнений от него нет.
Помимо гистидина меди, Сюй смог синтезировать еще один препарат, который потенциально может помочь при болезни Менкеса: элескломол. Это химическое вещество вызывает гибель клеток и используется для борьбы с раком. В исследовании, опубликованном в научном журнале Science, говорится, что у мышей с болезнью Менкеса оно предотвращает повреждение мозга и увеличивает выживаемость с 14 дней до более 200 дней. За минувший год — именно столько прошло с момента постановки диагноза — Сюй потратил на медицинские опыты $62 000 в общей сложности.
Мальчику сейчас больше двух лет. Он не может переворачиваться и говорить, он ест только жидкую пищу, «но он все еще жив, и он умеет улыбаться», — отмечает Сюй. Он знает, что болезнь является неизлечимой, но работа по смягчению ее проявлений приносит сыну пользу.
Социальные службы и органы здравоохранения следят за ситуацией, но они приняли решение не вмешиваться: пока мужчина не продает «доморощенные лекарства», нарушения закона нет. А сам китаец возлагает надежды на генную терапию и редактирование генов. Для этого он собирается поступить в университет на специальность «генная инженерия».
На Камчатке найдены неизвестные токсины
Специалисты Института мирового океана Дальневосточного федерального университета обнаружили на побережье Камчатки новые неизвестные токсины. Исследование проводилось в рамках оценки состояния экосистемы после так называемых «красных приливов», которые наблюдались на Камчатке осенью прошлого года
Ученые наблюдали за тем, как восстанавливаются морские организмы, подвергшиеся воздействию цветения микроводорослей осенью 2020 года.
«По предварительным результатам, можно говорить о том, что экосистемы восстанавливаются: многие организмы, которые в прошлом году отсутствовали, есть в акватории. Морские ежи, попавшие под воздействие эффекта выделения токсинов, в этом году присутствуют, но не в обычном количестве, то есть восстановление идёт постепенно», — рассказал директор Института мирового океана Кирилл Винников.
Ученые провели анализ донных организмов, включая морских ежей, взяли анализы следовых ДНК, чтобы определить, какие ещё организмы присутствуют в акватории и остались незамеченными. Было обнаружено порядка 10 микроводорослей в разной концентрации, а также ранее неизвестные токсины.
Специалисты Института мирового океана Дальневосточного федерального университета обнаружили на побережье Камчатки новые неизвестные токсины. Исследование проводилось в рамках оценки состояния экосистемы после так называемых «красных приливов», которые наблюдались на Камчатке осенью прошлого года
Ученые наблюдали за тем, как восстанавливаются морские организмы, подвергшиеся воздействию цветения микроводорослей осенью 2020 года.
«По предварительным результатам, можно говорить о том, что экосистемы восстанавливаются: многие организмы, которые в прошлом году отсутствовали, есть в акватории. Морские ежи, попавшие под воздействие эффекта выделения токсинов, в этом году присутствуют, но не в обычном количестве, то есть восстановление идёт постепенно», — рассказал директор Института мирового океана Кирилл Винников.
Ученые провели анализ донных организмов, включая морских ежей, взяли анализы следовых ДНК, чтобы определить, какие ещё организмы присутствуют в акватории и остались незамеченными. Было обнаружено порядка 10 микроводорослей в разной концентрации, а также ранее неизвестные токсины.
В Египте арестовали робота, приняв его за шпиона
В 2017 году египетское художественное объединение Art D'Égypte предложило проводить в Каире крупные выставки современного искусства: показывая гостям не только древнее наследие, можно повысить туристическую привлекательность страны. Первые подобные выставки состоялись в стенах Египетского музея, а осенью 2021 года произведения демонстрируются на фоне пирамид — впервые за их 4500-летнюю историю.
Выставка Forever Is Now («Вечность — это сейчас») началась сегодня, 21 октября, и продлится до 7 ноября; в ней принимает участие несколько художников из разных стран. Однако один из них столкнулся с проблемами уже в аэропорту. Ай-Да, которая является первым в мире художником-андроидом, была задержана по подозрению в шпионаже: пограничников встревожило наличие у робота камер и модема. Художницу продержали на таможне 10 дней и отпустили только 20 октября. Это привело к дипломатическому скандалу между Египтом и Великобританией: все эти дни посольство требовало освобождения представителя своей страны.
Ай-Да была создана в 2019 году галеристом Эйданом Меллером в сотрудничестве с робототехнической компанией из Корнуолла Engineered Arts. Ее имя отдает дань уважения Аде Лавлейс: первой в мире женщине-программисту. Ее глаза оборудованы видеокамерами, а для рисования у нее есть бионические руки, разработанные инженерами Оксфордского университета.
Это первый в мире роботизированный художник, способный не только рисовать с натуры, но и создавать скульптуры. Ай-Да также участвует в перфомансах, демонстрируя множество граней современного искусства. На выставке «Вечность — это сейчас» она представит глиняную скульптуру-автопортрет в виде трехногого робота. На создание работы Ай-Да вдохновилась загадкой Сфинкса о человеке: «Кто утром ходит на четырех ногах, днем на двух, а вечером на трех?». Одновременно это произведение — мост между прошлым и будущим: размышления на тему возможного пути генетической модификации человека. «С появлением новой технологии Crispr и методов редактирования генов продление жизни вполне вероятно. Древние египтяне стремились к этому при помощи мумификации», — поясняет Меллер.
На время содержания под стражей галерист отключил свое создание: робот, обладающий искусственным интеллектом и умеющий анализировать ситуации, может быть травмирован подобным развитием событий.
В 2017 году египетское художественное объединение Art D'Égypte предложило проводить в Каире крупные выставки современного искусства: показывая гостям не только древнее наследие, можно повысить туристическую привлекательность страны. Первые подобные выставки состоялись в стенах Египетского музея, а осенью 2021 года произведения демонстрируются на фоне пирамид — впервые за их 4500-летнюю историю.
Выставка Forever Is Now («Вечность — это сейчас») началась сегодня, 21 октября, и продлится до 7 ноября; в ней принимает участие несколько художников из разных стран. Однако один из них столкнулся с проблемами уже в аэропорту. Ай-Да, которая является первым в мире художником-андроидом, была задержана по подозрению в шпионаже: пограничников встревожило наличие у робота камер и модема. Художницу продержали на таможне 10 дней и отпустили только 20 октября. Это привело к дипломатическому скандалу между Египтом и Великобританией: все эти дни посольство требовало освобождения представителя своей страны.
Ай-Да была создана в 2019 году галеристом Эйданом Меллером в сотрудничестве с робототехнической компанией из Корнуолла Engineered Arts. Ее имя отдает дань уважения Аде Лавлейс: первой в мире женщине-программисту. Ее глаза оборудованы видеокамерами, а для рисования у нее есть бионические руки, разработанные инженерами Оксфордского университета.
Это первый в мире роботизированный художник, способный не только рисовать с натуры, но и создавать скульптуры. Ай-Да также участвует в перфомансах, демонстрируя множество граней современного искусства. На выставке «Вечность — это сейчас» она представит глиняную скульптуру-автопортрет в виде трехногого робота. На создание работы Ай-Да вдохновилась загадкой Сфинкса о человеке: «Кто утром ходит на четырех ногах, днем на двух, а вечером на трех?». Одновременно это произведение — мост между прошлым и будущим: размышления на тему возможного пути генетической модификации человека. «С появлением новой технологии Crispr и методов редактирования генов продление жизни вполне вероятно. Древние египтяне стремились к этому при помощи мумификации», — поясняет Меллер.
На время содержания под стражей галерист отключил свое создание: робот, обладающий искусственным интеллектом и умеющий анализировать ситуации, может быть травмирован подобным развитием событий.
Из закаленной древесины можно создавать лезвия и гвозди прочнее стальных
Ученые из Университета Мэриленда создали новый тип материала, который они назвали «закаленной древесиной». По своей сути это просто обработанная целлюлоза, доля которой в древесине составляет 40-50 % – ученые убрали лишнее и подвергли вещество специальной обработке. На выходе у них получился материал, который по ряду параметров превосходит даже сталь.
Целлюлоза сама по себе прочнее многих металлов, полимеров и керамики, но в древесине ее свойства снижены из-за присутствия лигнина и гемицеллюлозы. Первый компонент удаляется химическим путем, после чего материал подвергается прессованию с нагревом. Это позволяет испарить и выдавить остатки влаги, что и придает целлюлозе невероятную прочность. Однако она все еще уязвима к воде и может опять разбухнуть, поэтому после закалки заготовку пропитывают минеральным маслом.
Из полученной пластины ученые вырезали лезвие кухонного ножа и несколько гвоздей. Нож оказался в 23 раза прочнее деревянного аналога, а его острие держало заточку втрое дольше, чем стальной клинок. Благодаря минеральной пропитке такой нож можно применять для резки любых продуктов и даже мыть в посудомоечной машине. Что касается гвоздей, то они не затупились, даже когда ими сколотили несколько досок. И что весьма важно – такие гвозди не боятся ржавчины.
На текущий момент производство закаленной древесины нельзя назвать энергоэффективным, однако в будущем оно может стать таковым. И тогда появится возможность создавать деревянную посуду и столовые приборы взамен керамических и металлических с гораздо меньшими затратами. Это экологически чистый природный материал.
Ученые из Университета Мэриленда создали новый тип материала, который они назвали «закаленной древесиной». По своей сути это просто обработанная целлюлоза, доля которой в древесине составляет 40-50 % – ученые убрали лишнее и подвергли вещество специальной обработке. На выходе у них получился материал, который по ряду параметров превосходит даже сталь.
Целлюлоза сама по себе прочнее многих металлов, полимеров и керамики, но в древесине ее свойства снижены из-за присутствия лигнина и гемицеллюлозы. Первый компонент удаляется химическим путем, после чего материал подвергается прессованию с нагревом. Это позволяет испарить и выдавить остатки влаги, что и придает целлюлозе невероятную прочность. Однако она все еще уязвима к воде и может опять разбухнуть, поэтому после закалки заготовку пропитывают минеральным маслом.
Из полученной пластины ученые вырезали лезвие кухонного ножа и несколько гвоздей. Нож оказался в 23 раза прочнее деревянного аналога, а его острие держало заточку втрое дольше, чем стальной клинок. Благодаря минеральной пропитке такой нож можно применять для резки любых продуктов и даже мыть в посудомоечной машине. Что касается гвоздей, то они не затупились, даже когда ими сколотили несколько досок. И что весьма важно – такие гвозди не боятся ржавчины.
На текущий момент производство закаленной древесины нельзя назвать энергоэффективным, однако в будущем оно может стать таковым. И тогда появится возможность создавать деревянную посуду и столовые приборы взамен керамических и металлических с гораздо меньшими затратами. Это экологически чистый природный материал.
ВМФ США создают ArF-лазер для энергоэффективного термоядерного синтеза
Считается, что возможность бесконечно получать чистую энергию из водорода в любых количествах фундаментально изменит нашу цивилизацию. Проблема термоядерной реакции в том, что пока для ее запуска и поддержания требуется больше энергии, чем даст реакция на выходе – хотя постепенно ученые приближаются к этой цели. Широкополосная ультрафиолетовая лазерная система на основе фторида аргона, над которой трудятся специалисты Исследовательской лаборатории ВМФ США (AFL), должна заметно приблизить мечту о доступе человечества к термоядерной энергии.
В последние 75 лет задачей ученых было довести температуру плазмы до 100 млн градусов и добиться давления, достаточного для запуска синтеза. Это само по себе большое достижение, но технология должна, кроме того, поддерживать реакцию бесконечно долго, будучи при этом достаточно дешевой и компактной.
Лазер на фториде аргона, который разрабатывают в AFL, предназначен для испытаний в установке инерциального термоядерного управляемого синтеза. В ней капля дейтерия или трития, изотопов водорода, подвергается воздействую многочисленных лазеров, нагревающих и сжимающих ее за долю секунды настолько, что атомы водорода взрываются, сплавляются и выделяют огромное количество энергии.
Новый ультрафиолетовый лазер способен передавать энергию капле топлива с большей эффективностью и вырабатывает больше тепла для взрыва. При помощи моделирования радиационной гидродинамики специалисты лаборатории установили, что КПД лазерной системы на фториде аргона составляет 16% по сравнению с 12% лазера на фториде криптона, а это позволяет увеличить производительность реакции в сотни раз.
Благодаря своим преимуществам ArF-лазер открывает возможность строительства менее громоздких и дорогих электростанций. Впрочем, до этого пока далеко, сначала надо добиться от лазера нужной точности, частоты повторения импульсов и надежности. Для этого в Лаборатории проведут трехэтапную программу, которая завершится строительством установки из 20–30 таких лазеров.
В прошлом месяце команда ученых из MIT совершила прорыв в постройке экспериментального термоядерного реактора — для надежного удержания плазмы в токамаке им удалось создать магнит мощностью 20 тесл. По мощности он в 1,5 раза превосходит магнит, который будет использован в международном проекте термоядерного синтеза ITER (она составляет 13 тесл), который строится под Марселем во Франции.
Считается, что возможность бесконечно получать чистую энергию из водорода в любых количествах фундаментально изменит нашу цивилизацию. Проблема термоядерной реакции в том, что пока для ее запуска и поддержания требуется больше энергии, чем даст реакция на выходе – хотя постепенно ученые приближаются к этой цели. Широкополосная ультрафиолетовая лазерная система на основе фторида аргона, над которой трудятся специалисты Исследовательской лаборатории ВМФ США (AFL), должна заметно приблизить мечту о доступе человечества к термоядерной энергии.
В последние 75 лет задачей ученых было довести температуру плазмы до 100 млн градусов и добиться давления, достаточного для запуска синтеза. Это само по себе большое достижение, но технология должна, кроме того, поддерживать реакцию бесконечно долго, будучи при этом достаточно дешевой и компактной.
Лазер на фториде аргона, который разрабатывают в AFL, предназначен для испытаний в установке инерциального термоядерного управляемого синтеза. В ней капля дейтерия или трития, изотопов водорода, подвергается воздействую многочисленных лазеров, нагревающих и сжимающих ее за долю секунды настолько, что атомы водорода взрываются, сплавляются и выделяют огромное количество энергии.
Новый ультрафиолетовый лазер способен передавать энергию капле топлива с большей эффективностью и вырабатывает больше тепла для взрыва. При помощи моделирования радиационной гидродинамики специалисты лаборатории установили, что КПД лазерной системы на фториде аргона составляет 16% по сравнению с 12% лазера на фториде криптона, а это позволяет увеличить производительность реакции в сотни раз.
Благодаря своим преимуществам ArF-лазер открывает возможность строительства менее громоздких и дорогих электростанций. Впрочем, до этого пока далеко, сначала надо добиться от лазера нужной точности, частоты повторения импульсов и надежности. Для этого в Лаборатории проведут трехэтапную программу, которая завершится строительством установки из 20–30 таких лазеров.
В прошлом месяце команда ученых из MIT совершила прорыв в постройке экспериментального термоядерного реактора — для надежного удержания плазмы в токамаке им удалось создать магнит мощностью 20 тесл. По мощности он в 1,5 раза превосходит магнит, который будет использован в международном проекте термоядерного синтеза ITER (она составляет 13 тесл), который строится под Марселем во Франции.
Как общаются пчелы?
Еще Аристотель высказывал предположение, что пчелы-разведчицы могут «рассказывать» своим товарищам по улью, где находятся цветы со сладким нектаром. Но «подслушать» разговоры пчел ученым удалось только в 20-х годах прошлого века. Сделал это австрийский зоолог Карл фон Фриш. За открытие пчелиного языка ему впоследствии (через полвека) была присуждена Нобелевская премия.
Фриш поместил пчелиную семью в специально сконструированный стеклянный улей, через стенки которого жизнь насекомых была видна во всех подробностях. Можно было наблюдать, как пчела-разведчица, обнаружив за пределами улья блюдце с сиропом, возвращается домой и исполняет причудливые «танцы» со множеством замысловатых фигур. Посмотреть на ее «выступление» слетается все семейство рабочих пчел. И вскоре к блюдцу устремляется армия пчел-сборщиков. Язык танца и есть тот язык, на котором пчелы общаются друг с другом.
Каждое пчелиное па имеет свой смысл. Первое, что должна сделать разведчица, — подать обитателям улья позывные «слушайте все». Для этого она машет крыльями и выделяет особое вещество, которое ученые называют феромоном привлечения. Затем приступает к танцу, то есть рассказу. Проще всего донести до собратьев весть о том, что цветок рядом: пчеле нужно просто бегать по кругу то в одном, то в другом направлении. Если же цель находится довольно далеко, танец усложняется: пчела то крутится из стороны в сторону, то бежит по сотам прямо, двигая брюшком, то по диагонали. Траектория ее танца напоминает восьмерку: описав полукруг, пчела движется по прямой, как бы соединяя две его точки, а затем совершает второй полукруг — уже в обратном направлении. Если пчела бежит по прямой снизу вверх, значит, лететь за нектаром нужно к солнцу, а если сверху вниз — от солнца. Удивительно, но имеет значение и угол, под которым пчела отклоняется в танце от воображаемой вертикальной оси: разведчица указывает сборщикам угол между направлением на солнце и направлением на цветок.
Многие ученые до недавнего времени не верили, что пчелы используют такой сложный и разнообразный язык. Только в начале 1990-х годов удалось развеять сомнения благодаря разработанному датчанами роботу-пчеле. Это миниатюрное механическое создание в точности повторяло все фигуры описанного Фришем танца, и пчелы летели именно туда, куда им указывал робот.
Еще Аристотель высказывал предположение, что пчелы-разведчицы могут «рассказывать» своим товарищам по улью, где находятся цветы со сладким нектаром. Но «подслушать» разговоры пчел ученым удалось только в 20-х годах прошлого века. Сделал это австрийский зоолог Карл фон Фриш. За открытие пчелиного языка ему впоследствии (через полвека) была присуждена Нобелевская премия.
Фриш поместил пчелиную семью в специально сконструированный стеклянный улей, через стенки которого жизнь насекомых была видна во всех подробностях. Можно было наблюдать, как пчела-разведчица, обнаружив за пределами улья блюдце с сиропом, возвращается домой и исполняет причудливые «танцы» со множеством замысловатых фигур. Посмотреть на ее «выступление» слетается все семейство рабочих пчел. И вскоре к блюдцу устремляется армия пчел-сборщиков. Язык танца и есть тот язык, на котором пчелы общаются друг с другом.
Каждое пчелиное па имеет свой смысл. Первое, что должна сделать разведчица, — подать обитателям улья позывные «слушайте все». Для этого она машет крыльями и выделяет особое вещество, которое ученые называют феромоном привлечения. Затем приступает к танцу, то есть рассказу. Проще всего донести до собратьев весть о том, что цветок рядом: пчеле нужно просто бегать по кругу то в одном, то в другом направлении. Если же цель находится довольно далеко, танец усложняется: пчела то крутится из стороны в сторону, то бежит по сотам прямо, двигая брюшком, то по диагонали. Траектория ее танца напоминает восьмерку: описав полукруг, пчела движется по прямой, как бы соединяя две его точки, а затем совершает второй полукруг — уже в обратном направлении. Если пчела бежит по прямой снизу вверх, значит, лететь за нектаром нужно к солнцу, а если сверху вниз — от солнца. Удивительно, но имеет значение и угол, под которым пчела отклоняется в танце от воображаемой вертикальной оси: разведчица указывает сборщикам угол между направлением на солнце и направлением на цветок.
Многие ученые до недавнего времени не верили, что пчелы используют такой сложный и разнообразный язык. Только в начале 1990-х годов удалось развеять сомнения благодаря разработанному датчанами роботу-пчеле. Это миниатюрное механическое создание в точности повторяло все фигуры описанного Фришем танца, и пчелы летели именно туда, куда им указывал робот.
Если вода прозрачная, то почему намокшая одежда темная?
Мы видим ткань за счет рассеянного ею света. Но если поверхность ткани покрыта пленкой воды, коэффициент преломления которой выше, чем у воздуха, то примерно две трети этого света не выходит из воды на воздух. Лучи, подходящие изнутри к поверхности водяной пленки под углом менее 41°, испытывают так называемое полное внутреннее отражение и поворачивают обратно к ткани. От этого она выглядит потемневшей.
Мы видим ткань за счет рассеянного ею света. Но если поверхность ткани покрыта пленкой воды, коэффициент преломления которой выше, чем у воздуха, то примерно две трети этого света не выходит из воды на воздух. Лучи, подходящие изнутри к поверхности водяной пленки под углом менее 41°, испытывают так называемое полное внутреннее отражение и поворачивают обратно к ткани. От этого она выглядит потемневшей.
Ученые назвали необычный фактор краха китайских династий, которые правили тысячи лет
Международная группа ученых провела масштабное исследование. В ходе работы эксперты выяснили связь между климатом, природными явлениями и правлением китайских императорских династий.
Согласно новому исследованию, извержения вулканов способствовали краху династий в Китае за последние 2 000 лет. Пепельные выбросы временно охладили климат, ситуация сказалась на сельском хозяйстве, что ухудшило экономику и политическую ситуацию в регионе.
Сильные извержения создают облако пепла, которое блокирует часть солнечного света на год или два. Это снижает доступ солнечного света, вызывает охлаждение Земли, ослабляет муссоны и уменьшает количества осадков, что снижает урожайность сельскохозяйственных культур.
В ходе работы, ученые реконструировали 156 взрывных извержений вулканов с 1 года нашей эры по 1915 год. Они изучили повышенный уровень сульфатов в ледяных кернах из Гренландии и Антарктики. Также эксперты проанализировали исторические документы из Китая о 68 династиях и изучили войны там между 850 и 1911 годами.
Ученые связали вулканические «потрясения» климата и к крах династий в ситуации, когда политический и социально-экономический стресс уже находится на высоком уровне. Во время извержений в верхние слои атмосферы попадают миллионы тонн диоксида серы, образуя огромные облака серной кислоты. Они отражают солнечный свет и понижают среднюю температуру поверхности Земли. Это приводит к проблемам в сельском хозяйстве. Конечно, извержения вулканов не отменяют и другие факторы — плохое руководство, административную коррупцию и демографическое давление. Последствия извержений можно считать «последней каплей», заключают ученые.
Международная группа ученых провела масштабное исследование. В ходе работы эксперты выяснили связь между климатом, природными явлениями и правлением китайских императорских династий.
Согласно новому исследованию, извержения вулканов способствовали краху династий в Китае за последние 2 000 лет. Пепельные выбросы временно охладили климат, ситуация сказалась на сельском хозяйстве, что ухудшило экономику и политическую ситуацию в регионе.
Сильные извержения создают облако пепла, которое блокирует часть солнечного света на год или два. Это снижает доступ солнечного света, вызывает охлаждение Земли, ослабляет муссоны и уменьшает количества осадков, что снижает урожайность сельскохозяйственных культур.
В ходе работы, ученые реконструировали 156 взрывных извержений вулканов с 1 года нашей эры по 1915 год. Они изучили повышенный уровень сульфатов в ледяных кернах из Гренландии и Антарктики. Также эксперты проанализировали исторические документы из Китая о 68 династиях и изучили войны там между 850 и 1911 годами.
Ученые связали вулканические «потрясения» климата и к крах династий в ситуации, когда политический и социально-экономический стресс уже находится на высоком уровне. Во время извержений в верхние слои атмосферы попадают миллионы тонн диоксида серы, образуя огромные облака серной кислоты. Они отражают солнечный свет и понижают среднюю температуру поверхности Земли. Это приводит к проблемам в сельском хозяйстве. Конечно, извержения вулканов не отменяют и другие факторы — плохое руководство, административную коррупцию и демографическое давление. Последствия извержений можно считать «последней каплей», заключают ученые.
Ученые создали растения, способные накапливать электричество в корнях
Новое исследование шведского Университета Линчепинга продемонстрировало, как корни растений можно сделать накопителями энергии. Процесс требует поливать растения специальным раствором, чтобы их корни стали электропроводящими.
Прорыв стал кульминацией исследований Electronic Plants Group. В 2015 году команда создала электрические цепи в сосудистой ткани роз путем добавления в растения проводящего полимера PEDOT, который затем использовался для формирования транзисторов. В 2017 году ученые ввели вместо него конъюгированный олигомер ETE-S, образовавший полимеры внутри растения, которые превратились в электрические проводники, способные накапливать энергию.
На первых этапах работа велась со срезанными растениями, живучесть которых была непродолжительной. В последнем эксперименте участвовала уже обычная, выращенная из семян фасоль, которую поливали раствором с олигомерами. Бобовое растение Phaseolus vulgaris полимеризировало конъюгированные олигомеры ETE-S в естественном порядке.
В результате на корнях образовалась проводящая полимерная пленка и вся корневая система превратилась в сеть проводников, которые оставались электрически активными более четырех недель. Корни-конденсаторы действовали как электроды во время зарядки и разрядки. При этом живое растение оказалось способно хранить в 100 раз больше энергии, чем его срезанные предшественники, а роль электропровода, по всей видимости, мало влияла на благополучие саженца.
Новое исследование шведского Университета Линчепинга продемонстрировало, как корни растений можно сделать накопителями энергии. Процесс требует поливать растения специальным раствором, чтобы их корни стали электропроводящими.
Прорыв стал кульминацией исследований Electronic Plants Group. В 2015 году команда создала электрические цепи в сосудистой ткани роз путем добавления в растения проводящего полимера PEDOT, который затем использовался для формирования транзисторов. В 2017 году ученые ввели вместо него конъюгированный олигомер ETE-S, образовавший полимеры внутри растения, которые превратились в электрические проводники, способные накапливать энергию.
На первых этапах работа велась со срезанными растениями, живучесть которых была непродолжительной. В последнем эксперименте участвовала уже обычная, выращенная из семян фасоль, которую поливали раствором с олигомерами. Бобовое растение Phaseolus vulgaris полимеризировало конъюгированные олигомеры ETE-S в естественном порядке.
В результате на корнях образовалась проводящая полимерная пленка и вся корневая система превратилась в сеть проводников, которые оставались электрически активными более четырех недель. Корни-конденсаторы действовали как электроды во время зарядки и разрядки. При этом живое растение оказалось способно хранить в 100 раз больше энергии, чем его срезанные предшественники, а роль электропровода, по всей видимости, мало влияла на благополучие саженца.
Глобальное потепление угрожает пробуждением древних вирусов
Ученые предупреждают, что стремительное таяние территорий, для которых миллионы лет была характерна вечная мерзлота, способно поставить человечество перед новыми вирусными угрозами.
Площадь вечной мерзлоты составляет порядка 23 млн кв. км. За все время существования в ее толще «законсервировались» многие химические соединения, возникшие в результате техногенных либо естественных процессов. Уже спустя 80 лет две трети мерзлоты могут быть утеряны.
В итоге высвободится в огромных объемах металл, перерождаясь в метилртуть, которая оказывает токсическое воздействие на ЦНС и приводит к другим тяжелым заболеваниям. Весьма вероятны и метановые выбросы.
Наконец, в арктической зоне высвободятся спящие вирусы и бактерии, которые никогда не знали антибиотиков. Подобных микроорганизмов в мерзлоте Сибири, например, более сотни видов. Смешиваясь с талыми водами, они мутируют, создавая множество новых, устойчивых к препаратам, штаммов.
По словам исследователя Кимберли Майнера (США), неизвестно, какие именно представители микроорганизмов-экстремофилов первыми активизируются и каков масштаб вероятных угроз человечеству.
Ученые предупреждают, что стремительное таяние территорий, для которых миллионы лет была характерна вечная мерзлота, способно поставить человечество перед новыми вирусными угрозами.
Площадь вечной мерзлоты составляет порядка 23 млн кв. км. За все время существования в ее толще «законсервировались» многие химические соединения, возникшие в результате техногенных либо естественных процессов. Уже спустя 80 лет две трети мерзлоты могут быть утеряны.
В итоге высвободится в огромных объемах металл, перерождаясь в метилртуть, которая оказывает токсическое воздействие на ЦНС и приводит к другим тяжелым заболеваниям. Весьма вероятны и метановые выбросы.
Наконец, в арктической зоне высвободятся спящие вирусы и бактерии, которые никогда не знали антибиотиков. Подобных микроорганизмов в мерзлоте Сибири, например, более сотни видов. Смешиваясь с талыми водами, они мутируют, создавая множество новых, устойчивых к препаратам, штаммов.
По словам исследователя Кимберли Майнера (США), неизвестно, какие именно представители микроорганизмов-экстремофилов первыми активизируются и каков масштаб вероятных угроз человечеству.
Разработан адгезивный гидрогель, которым можно чинить и суда, и людей
Клейкое вещество, сохраняющее свои свойства в воде или при высокой влажности, большая редкость, но он могло бы пригодиться для ремонта судов или лечения травм. Специалисты из США разработали новый тип адгезивного гидрогеля, сочетающего вязкость мидий с прочностью синтетической паутины.
Мидии выделяют особые белки, которые позволяют им накрепко приклеиваться к поверхностям и выдерживать воздействие бурных вод океана. В прошлом ученые уже пытались использовать свойства белков Mfp. Для повышения стабильности в воде их покрывали гидрогелем, но от этого снижалась прочность клея.
Поэтому исследователи из Вашингтонского университета Сент-Луиса соединили покрытый гидрогелем белок Mfp с другим материалом — синтетической паутиной, более прочной и крепкой, чем настоящая.
«Мы разработали принципы, позволяющие нам контролировать и когезию, и адгезию гидрогеля, — заявил Чжан Фучжун, главный автор статьи. — Гель получился чуть плотнее воды, так что его можно с легкостью использовать под водой, нанося его на поверхности или между ними».
Ученые отредактировали бактерии, которые вырабатывают белки, что позволило им точнее отрегулировать каждую часть процесса для достижения нужных свойств. Таким образом, клей оказался пригоден и для ремонта судов, и для залатывания дыр в теле человека. В частности, он подходит для лечения повреждений костей и сухожилий, которые сложно лечить наложением швов.
Клейкое вещество, сохраняющее свои свойства в воде или при высокой влажности, большая редкость, но он могло бы пригодиться для ремонта судов или лечения травм. Специалисты из США разработали новый тип адгезивного гидрогеля, сочетающего вязкость мидий с прочностью синтетической паутины.
Мидии выделяют особые белки, которые позволяют им накрепко приклеиваться к поверхностям и выдерживать воздействие бурных вод океана. В прошлом ученые уже пытались использовать свойства белков Mfp. Для повышения стабильности в воде их покрывали гидрогелем, но от этого снижалась прочность клея.
Поэтому исследователи из Вашингтонского университета Сент-Луиса соединили покрытый гидрогелем белок Mfp с другим материалом — синтетической паутиной, более прочной и крепкой, чем настоящая.
«Мы разработали принципы, позволяющие нам контролировать и когезию, и адгезию гидрогеля, — заявил Чжан Фучжун, главный автор статьи. — Гель получился чуть плотнее воды, так что его можно с легкостью использовать под водой, нанося его на поверхности или между ними».
Ученые отредактировали бактерии, которые вырабатывают белки, что позволило им точнее отрегулировать каждую часть процесса для достижения нужных свойств. Таким образом, клей оказался пригоден и для ремонта судов, и для залатывания дыр в теле человека. В частности, он подходит для лечения повреждений костей и сухожилий, которые сложно лечить наложением швов.
