Paradox Science

Вдруг вы не знали

Часто слышу мнение, что космологические исследования и открытия не несут никакой прикладной пользы. Что полезного тут на Земле дает знание об объектах в миллиардах световых лет от нас. Вот простой пример. Квазары - активные ядра галактик, сформированные сверхмассивными черными дырами. Поглощаемое ими вещество, разогретое до состояния плазмы за счет трения, приводит к формированию аккреционного диска и направленного мощнейшего излучения. Эти объекты являются самыми яркими в абсолютном значении. Ближайший к нам квазар Маркарян 231 находится от нас на расстоянии 581 млн световых лет. Так вот, квазары обладают очень полезным для нас свойством. За счет невероятной яркости и огромного расстояния они для нас неподвижны. А если объект стабилен в положении и всегда виден по нему можно прекрасно ориентироваться и строить систему координат. Так все навигационные спутники ориентируются именно по квазарам. Это позволяет добиться колоссальной точности определения положения объектов на поверхности планеты. Благодаря такому подходу удалось выявить, что даже движение нашей планеты по орбите не является стабильным. Это приводит к появлению лишней «високосной» секунды каждые полгода. Кажется, что это незначительное отклонение, но неучтенная секунда для самолета это 250м полета, а для спутников до 4км. Уже не так уж мало. В общем, в следующий раз, когда воспользовавшись навигатором вы увидите свое положение с точностью до 5м, вспомните, что это возможно благодаря открытию квазаров где-то в далеких глубинах вселенной. Paradox

Почему нам так нравится вкус соли? Между прочим не только нам - людям, но и большинству млекопитающих. Ответ кроется в среде обитания наших далеких предков. Кровь и межклеточная жидкость человека содержит большое количество солей. В первую очередь это хлорид натрия (поваренная соль). Какая среда имеет схожий состав? Правильно - морская вода. Если посмотреть на медузу, то ее межклеточная жидкость идентична по составу морской воде. Проблема в том, что в процессе эволюции и выхода на сушу организмы столкнулись с нехваткой натрия и хлора, которых на суше очень мало. А весь механизм передачи нервных импульсов уже завязан на растворе электролитов. Изменить эту систему оказалось настолько сложно, что проще было придумать почки для поддержания состава крови. Другими словами, спустя миллионы лет, обитая на суше, мы продолжаем носить с собой морскую воду. Поэтому нам так приятен вкус соли. Paradox

Foldit - онлайн головоломка запущенная в 2008г как часть исследовательского проекта Вашингтонского университета. Суть игры в нахождении наилучших вариантов как можно свернуть данный набор протеинов. Чем лучше решение - тем больше очков начисляется игроку. В 2011 году в игру была добавлена структура ретровирусной протеазы, вызывающей СПИД у обезьян. Исследовательские центры не могли найти решение по сворачиванию этого набора протеинов на протяжении 15 лет. Игроки Foldit разобрались с задачей (Внимание!) за 10 дней! Так что если вы любите компьютерные игры, а кто-то говорит вам, что это трата времени - у вас есть чем парировать. Не благодарите😉 Paradox

Масса живого дерева дуба средних лет составляет 1-3 тонны. А самая большая секвойя на планете - Генерал Шерман имеет массу порядка 1900 тонн. А как вы думаете, откуда деревья набирают такую массу? Напрашивается ответ - из почвы, но это не так. Деревья накапливают свою массу буквально из воздуха. Древесина преимущественно состоит из углерода, который поглощается листьями в виде углекислого газа. Под действием солнечной энергии молекула СО2 разделяется на углерод и кислород. О2 выпускается в атмосферу, а углерод идет на строительство растения. Этот процесс называется фотосинтезом. Кстати, поглощенная энергия Солнца никуда не девается, она сохраняется в виде той же массы древесины. Весь ископаемый уголь это и есть хранилища солнечной энергии. В процессе его горения запускается обратный процесс воссоединения углерода с кислородом, сопровождающийся выделением той самой энергии. Вот такое наглядное проявление главных свойств нашей вселенной - закона сохранения энергии и эквивалентности энергии и массы. Paradox

ДТП космического масштаба зафиксировано на «галактическом перекрестке», который называется Квинтет Стефана. Эта область вселенной расположена от нас в 280 млн световых годах в созвездии Пегаса. Примечательна столкновением сразу четырех галактик (пятая галактика лишь проецируется на группу, поэтому квинтет). Наблюдения за этим местом ведутся уже давно, но сейчас внимание к нему вновь привлекло новое происшествие. Спиральная галактика NGC 7318b на скорости почти 1000 км/с врезалась в эллиптическую NGC 7318a. Спектрограф WEAVE на телескопе Гершеля зафиксировал огромную ударную волну, которая буквально вырывает электроны из атомов водорода, оставляя за собой шлейф из заряженной плазмы. Paradox

За 4 миллиарда лет эволюции жизни на земле изменялось все: континенты, количество воды, температура, состав атмосферы. Неизменным фактором окружающей среды оставалась лишь гравитационное поле планеты. Многие не задумываются об этом, но изменение гравитации (самой слабой силы взаимодействия) очень сильно влияет на живые организмы. Например, доказано, что в условиях микрогравитации невозможно размножение по целому ряду причин. Врачи космической сферы знают, что в космосе кровь приливает к верхней части тела, из-за чего голова человека может увеличиться на 10%. Недостаток крови в нижней части приводит к эректильной дисфункции. Эксперименты такого рода с участием людей пока не проводились, но опыты над животными явно показали значительное падение успешных оплодотворений. Конечно это проблема, требующая решения с точки зрения будущих попыток колонизации даже Марса. Paradox

Юджин Сернан - астронавт NASA, последний на сегодня человек побывавший на Луне, сказал, что самым большим препятствием для работы на луне является пыль. Действительно, мелкодисперсный лунный реголит доставляет огромное количество проблем. Помимо повреждения оборудования и скафандров, лунная пыль оказывает пагубное влияние на организм человека. Форма пылинок реголита довольно острая и в первую очередь повреждает слизистые глаз и дыхательных путей, бронхи и легкие. Но это еще не самое страшное. Мелкие частицы способны проникать через поры прямо в кровоток и провоцировать тромбозы и инсульты. И скафандр тут не поможет. Дело в том, что пыль электризуется, и как только космонавт снимает защиту уже внутри космического аппарата, весь реголит налипает на тело Paradox

Нобелевская премия ясно дала понять, что ИИ и нейросети уже очень плотно интегрированы в научные исследования. Нет смысла отрицать, что с их помощью скорость вычислений, моделирования и анализа данных возросла кратно. Основной подход, который используется для создания ИИ основан на идее, что биологический нейрон выполняет роль переключателя электрических сигналов. Отращивая синапсы он взаимодействует с другими нейронами образую сеть, которая и является интеллектом любого живого организма. Следовательно, если повторить нейронную структуру мозга, то мы получим настоящий рукотворный интеллект. Но так ли это на самом деле? Исследования нобелевского лауреата Эрика Кендела показали, что отдельно взятый нейрон тоже способен обучаться и обладает интеллектом. Другой пример - примитивный червь нематода Elegance C обладает нервной системой из около 300 нейронов. Этот организм изучен и картографирован полностью. Но моделирование «мозга» нематоды не позволяет реплицировать ее интеллект. Мое скептическое мнение на счет огромного успеха нейронок связано с тем, что все это похоже на комбинаторный взрыв. Мы скормили огромное количество информации машине, которая выдает нам большое, но конечное количество комбинаций. Выглядит эффектно, но это точно не интеллект в полном смысле слова. Paradox

Самая спорная награда нобелевского комитета 2024 года присуждена по физике. Внимание! За исследования в области машинного обучения. Лауреатами стали физик Джон Хопфилд и психолог Джефри Хинтон. Хопфилд предложил концепцию самообучаемой нейросети. Хинтон, опираясь на исследования Хопфилда, создал машину Больцмана - это нейросеть, которая умеет получать информацию из данных без предварительных инструкций. Потенциал этих исследований лежит в области имитации ключевых функций человеческого мозга - память и обучение. Насколько эти работы согласуются с физикой судите сами Paradox

Завершилась неделя вручения Нобелевских премий. Особого внимание заслуживает премия по химии, которой удостоились три лауреата. Девид Бейкер (США) и два британца - Демис Хассабис и Джон Джампер. Бейкер - автор метода проектирования новых белков из аминокислот. Метод позволяет создавать белки под решение конкретных задач. При помощи компьютерного моделирования удалось сложить аминокислоты так, чтоб они свернулись в белок с заранее спрогнозированной структурой. Это открывает широчайшие возможности для создания новых лекарств, материалов и молекулярных сенсоров. Хассабис и Джампер создали AI технологию AlfaFold2, которая позволяет предсказывать структуры любых белков по их аминокислотной последовательности. Это уже позволило составить подробную карту структур более 200 млн известных белков. Новый способ значительно проще и эффективнее рентгено-структурного анализа. Открытие позволяет глубже понять резистентность к антибиотикам и создавать ферменты для разложения пластика. Paradox

Кармин (Е120) - натуральный краситель пурпурного цвета. Содержится в огромном количестве продуктов, от конфет до помады и колбасы. Признан безопасной добавкой не несущей канцерогенную токсичность. Но самое интересное - это способ получения кармина. Вообще, это довольно дорогой в себестоимости краситель, потому что получают его вручную из сушеных насекомых-паразитов. Самки мексиканской кошенили паразитируют на кактусах опунция. В период перед кладкой яиц их снимают с растения вручную, сушат, перемалывают в порошок. Дальше при помощи аммиака выделяют карминовую кислоту, из которой получают осадок в виде солей. Это и есть кармин. Несмотря на название мексиканской кошенили, 95% кармина производится в Перу. Paradox

Самая ожидаемая комета 2024 приблизится к Земле 12 октября. Цучиньшань-АТЛАС (С/2023 А3) была впервые обнаружена год назад и относится к долгопериодическим кометам. Прошлый раз она посещала нашу планету 80 000 лет назад. В период с 12 по 20 октября комету можно будет наблюдать невооруженным глазом, а если у вас есть бинокль или фотик с телеобъективом - вообще прекрасно. Искать ее следует в вечерние часы над западным горизонтом. Отличная возможность устроить романтический вечер с близким человеком 🫶 Paradox

Так выглядит процесс восстановления данных с монолитного накопителя при помощи специального адаптера Spider board. К монолитным накопителям памяти относятся микро SD и некоторые USB флешки. Структурно они отличаются тем, что чипы памяти и контроллер находятся на одной плате в монолитном корпусе. Отсутствие возможности распайки контролера и чипов по отдельности значительно усложняет процесс чтения данных. Спайдер борд представляет собой набор контактов с жесткой фиксацией, которые позволяют считывать сигналы с отдельных дорожек карты памяти. В дальнейшем, полученные данные обрабатываются специальным программным обеспечением и собираются в единый образ. Работа с монолитными накопителями - это самый трудоемкий и дорогой процесс восстановления данных, и может занимать до месяца. Paradox

Разбить на части и посмотреть как устроено - один из самых древних способов познания, который используется и сейчас. Например, Большой адронный коллайдер. В ходе экспериментов частицы разгоняются до огромных энергий и сталкиваются друг с другом с одной лишь целью - разбить их на части и посмотреть что внутри. В итоге мы изрядно дополнили стандартную модель, открыли бозон Хиггса, узнали структуре элементарных частиц. Но оказывается наш мир устроен так, что даже у такого незамысловатого способа познания есть свой предел. Речь идет о кварках. Мы точно знаем, что все адроны, например, протоны, состоят из кварков. Но как бы сильно не стукнуть по протону, разбить его нельзя. Происходит удивительная вещь - отрывая кварки друг от друга, энергия удара порождает пару кварк+антикварк (мезон) в месте разрыва взаимодействия. В результате протон получает новый кварк и остается целым. Проявление эквивалентности массы и энергии с переходом одного в другое в самом чистом виде. Называется этот эффект конфайнмент. Paradox

— Ты опять валяешься, Леонид! Есть в тебе что-то от мимикродона. — Валяться нужно, — с глубокой убежденностью отвечал Горбовский. — Это философски необходимо. Бессмысленные движения руками и ногами неуклонно увеличивают энтропию Вселенной. Я хотел бы сказать миру: «Люди! Больше лежите! Бойтесь тепловой смерти!» «Полдень, XXII век» Стругацкие Paradox

Заблуждение о том, что смена сезонов на нашей планете происходит из-за расстояния до Солнца в разных точках орбиты, все еще довольно распространено. Вот наглядная анимация, которая объясняет почему на самом деле у нас есть 4 сезона. Земля имеет наклон оси в 23.5 градуса к плоскости эклиптики. Это отклонение от перпендикуляра создает неравномерное освещение Солнцем земных полушарий. В разных участках земной орбиты солнечный свет попадает больше то на северное, то на южное полушарие. Именно наклон оси является причиной существования сезонов, их смены, а также изменения длины светового дня в течение года. Paradox

Ночью 17 января 1994 года в Лос Анджелесе произошло сильное землетрясение магнитудой 6,7 баллов. В результате катаклизма пострадала инфраструктура города, были разрушены мосты, дороги и отключилось электричество. Напуганные жители города выходили на улицу и наблюдали странные облака и свечение в небе. Службу спасения завалили звонками с сообщениями о конце света. Но операторам приходилось объяснять, что это не НЛО и не разверзшиеся небеса… это вид на нашу галактику Млечный путь. Дело в том, что Лос Анджелес уже в 1994г был городом с одним из самых сильных световых загрязнений. Многие его жители ни разу не наблюдали чистое ночное небо и потрясающий вид на нашу галактику. Paradox

Интересные факты о Солнце Солнце излучает энергию в виде света за счет термоядерных реакций, привычного нам кислородного горения на Солнце не происходит. Солнечное ядро - единственное место звезды, про протекают те самые протон-протонные термоядерные реакции. Плотность вещества здесь составляет 150 000 кг на кубический метр. Это в 6,6 раз плотнее самого плотного металла - осмия. Каждую секунду в энергию перерабатывается 4,3 млн тонн вещества. Зона над ядром называется зоной лучистого переноса. Здесь фотоны, рожденные в ядре поглощаются и излучаются в случайном направлении. Каждый фотон многократно переизлучается, пока не сможет перейти в следующую - конвективную зону и после покинуть звезду. Этот процесс, от рождения света в ядре, до его отправления в космос, для каждого отдельного фотона занимает от 10 до 170 тысяч лет(!) Paradox